【摘要】：氮化鋁所具有的高熱導(dǎo)率、無毒且耐高溫、熱膨脹系數(shù)與硅接近等特點(diǎn)使其成為電子工業(yè)理想的結(jié)構(gòu)封裝材料,但在氮化鋁表面實(shí)現(xiàn)高效超光滑加工難度大。固結(jié)磨料加工對氮化鋁加工表面損傷大,磨具磨損較大且超細(xì)磨料分散不均勻,游離磨料加工浪費(fèi)磨料,超細(xì)磨料容易團(tuán)聚,導(dǎo)致加工效率較低,拋光液污染環(huán)境。本文利用氮化鋁與水能夠發(fā)生水合反應(yīng)這一特點(diǎn),采用一種半固結(jié)磨料拋光工具溶膠凝膠拋光膜(簡稱SG拋光膜)對氮化鋁進(jìn)行加工。本文設(shè)計(jì)一種自動(dòng)旋轉(zhuǎn)刮膜裝置來制備SG拋光膜。利用SG拋光膜干法拋光和濕法拋光加工氮化鋁基片,從表面質(zhì)量變化和材料去除率兩個(gè)方面研究SG拋光膜拋光氮化鋁的加工效果。研究SG拋光膜干法拋光和濕法拋光對氮化鋁多晶和單晶的加工效果,探討了氮化鋁水合反應(yīng)的影響因素和測量SG拋光膜與氮化鋁加工過程中的動(dòng)摩擦系數(shù),收集并檢測氮化鋁基片加工磨屑。觀察干法拋光和濕法拋光前后的SG拋光膜形貌變化。本文設(shè)計(jì)的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)刮膜裝置能夠精確地控制SG拋光膜的厚度,提高成膜效率。從SG拋光膜干法拋光和濕法拋光氮化鋁的表面質(zhì)量變化可以得出,半固結(jié)磨料拋光工具SG拋光膜具有加工氮化鋁的可行性。氮化鋁基片粗拋光階段追求是高的材料去除率,快速實(shí)現(xiàn)氮化鋁基片表面平坦化,氮化鋁基片粗拋光階段宜選用SG拋光膜干法拋光進(jìn)行加工,干法拋光的材料去除率高達(dá)14.456um/h;氮化鋁基片精拋光階段追求是高的表面質(zhì)量,氮化鋁精拋光宜選用SG拋光膜濕法拋光進(jìn)行加工。綜合分析SG拋光膜和氮化鋁之間的動(dòng)摩擦系數(shù)和加工過程中的氮化鋁磨屑尺度,粗拋光階段機(jī)械作用力占主導(dǎo)作用,氮化鋁精拋光階段水合作用占主導(dǎo)作用。SG拋光膜干法拋光過程中,膜片會產(chǎn)生開裂,影響膜片的可持續(xù)加工性能,而SG拋光膜濕法拋光過程中不會開裂。在沒有外界額外提供去離子水的干法拋光條件下,氮化鋁也會與SG拋光膜中的去離子水發(fā)生水合反應(yīng),生成非晶態(tài)的鋁氧化合物。說明氮化鋁基片發(fā)生水合作用的水既可以來自于SG拋光膜片中的結(jié)合水,也可以是外界提供的去離子水。
【圖文】：

圖 1.1 氮化鋁晶體結(jié)構(gòu)1.1.2 氮化鋁的物理化學(xué)性能（1）氮化鋁的物理性能。氮化鋁具有良好的導(dǎo)熱性能，低電導(dǎo)率、高介電常數(shù)和低介電損耗，可以作為高溫、高頻和大功率集成電路基板和封裝的理想材料。其主要性能如表 1.1 所示[3]。表 1.1 氮化鋁的物理性能性能 類型 數(shù)值基本性能密度（g/cm3）莫氏硬度熱分解溫度（℃）3.2682200～2250力學(xué)性能彈性模量（G Pa）抗彎強(qiáng)度（M Pa）31035熱力學(xué)性能熱導(dǎo)率 25℃（W/m·K）270

以對工件表面進(jìn)行拋光加工[16-18]。白振偉[19]使用碳化硅中的拋光磨粒，，分析了磁流變工藝參數(shù)對加工表面質(zhì)量拋光之后，氮化鋁基片表面粗糙度Ra從1.7302um降低到流變拋光可以在氮化鋁基片表面獲得較光滑的加工表面高，磁流變拋光技術(shù)的示意圖如圖 1.2 所示。
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ133.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2659896