藍(lán)寶石襯底片拋光溫度場(chǎng)分析與工藝參數(shù)優(yōu)化的研究
發(fā)布時(shí)間:2022-08-07 23:15
藍(lán)寶石是一種氧化鋁的單晶,具有優(yōu)良的光學(xué)、物理和化學(xué)性能,廣泛應(yīng)用于LED襯底片、激光系統(tǒng)、軍事窗口和智能手機(jī)屏幕等場(chǎng)合,其加工質(zhì)量和精度直接影響器件的性能,特別是拋光過程的溫度場(chǎng)會(huì)影響拋光液活性、磨粒團(tuán)聚和拋光墊纖維特性等,對(duì)拋光質(zhì)量及生產(chǎn)效率產(chǎn)生影響。本文針對(duì)藍(lán)寶石拋光溫度場(chǎng)以及工藝參數(shù)優(yōu)化展開研究,具有理論意義和工程實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文在分析國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,建立了藍(lán)寶石襯底片化學(xué)機(jī)械拋光溫度場(chǎng)有限元模型,并進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真,探討了工藝參數(shù)對(duì)拋光溫度場(chǎng)的影響;研制了藍(lán)寶石襯底片拋光溫度無線實(shí)時(shí)測(cè)量系統(tǒng),進(jìn)行了拋光溫度場(chǎng)實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明與仿真結(jié)果基本吻合,驗(yàn)證了仿真模型的正確性,通過調(diào)節(jié)冰機(jī)溫度,獲得了拋光溫度與拋光質(zhì)量的關(guān)系,初步確定了合理的拋光溫度,為后續(xù)工藝參數(shù)優(yōu)化做好準(zhǔn)備;針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)工況,以材料去除率和表面粗糙度為評(píng)價(jià)指標(biāo),設(shè)計(jì)了單因素和正交實(shí)驗(yàn),對(duì)藍(lán)寶石襯底片拋光工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,得到了優(yōu)化工藝參數(shù),通過了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:第一章介紹藍(lán)寶石優(yōu)良的性能和廣泛的應(yīng)用以及藍(lán)寶石襯底片拋光加工原理,然后從拋光溫度模擬方法、拋光溫度測(cè)量方法以...
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題研究背景
1.1.1 藍(lán)寶石材料應(yīng)用
1.1.2 化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備工作原理
1.2 拋光區(qū)域溫度場(chǎng)對(duì)拋光加工的影響
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 拋光溫度的研究現(xiàn)狀
1.3.2 拋光工藝參數(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀
1.4 研究目的與技術(shù)路線
1.4.1 研究目的
1.4.2 技術(shù)路線
1.5 本論文主要內(nèi)容及章節(jié)安排
第2章 藍(lán)寶石襯底片拋光溫度場(chǎng)仿真研究
2.1 拋光過程中的熱作用分析
2.2 有限元建;A(chǔ)
2.2.1 熱傳導(dǎo)的基本方式
2.2.2 熱傳導(dǎo)的微分方程
2.3 藍(lán)寶石襯底溫度場(chǎng)基本假設(shè)
2.4 有限元模型的建立
2.4.1 幾何模型
2.4.2 材料屬性
2.4.3 邊界條件
2.5 溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果與分析
2.5.1 拋光壓力對(duì)拋光區(qū)域溫度的影響
2.5.2 拋光轉(zhuǎn)速對(duì)拋光區(qū)域溫度的影響
2.5.3 冰機(jī)溫度對(duì)拋光區(qū)域溫度的影響
2.6 本章小結(jié)
第3章 藍(lán)寶石襯底片拋光溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 測(cè)溫方法和信號(hào)傳輸方案的確定
3.1.1 測(cè)溫方法的選擇
3.1.2 測(cè)溫對(duì)象和測(cè)量方法的確定
3.1.3 信號(hào)傳輸方案的確定
3.2 藍(lán)寶石襯底片拋光區(qū)域溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.2.1 測(cè)量系統(tǒng)軟硬件組成
3.2.2 測(cè)量系統(tǒng)硬件的連接與安裝
3.2.3 測(cè)量系統(tǒng)整體方案
3.3 系統(tǒng)誤差分析及減小誤差的方法
3.3.1 溫度測(cè)量系統(tǒng)誤差分析
3.3.2 溫度測(cè)量系統(tǒng)誤差減小的方法
3.4 拋光溫度實(shí)驗(yàn)
3.4.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果比較
3.4.2 拋光溫度場(chǎng)對(duì)拋光質(zhì)量影響的初步探索實(shí)驗(yàn)
3.5 本章小結(jié)
第4章 藍(lán)寶石襯底片拋光工藝參數(shù)優(yōu)化研究
4.1 單因素參數(shù)實(shí)驗(yàn)研究
4.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與材料
4.1.2 拋光壓力對(duì)材料去除率和表面粗糙度的影響
4.1.3 拋光轉(zhuǎn)速對(duì)材料去除率和表面粗糙度的影響
4.1.4 pH對(duì)材料去除率和表面粗糙度的影響
4.2 工藝參數(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)
4.2.1 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
4.2.2 實(shí)驗(yàn)方案與結(jié)果
4.2.3 極差分析
4.2.4 綜合分析
4.3 優(yōu)化工藝組合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.4 全局平整度分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多孔介質(zhì)燃燒溫度場(chǎng)測(cè)溫方法綜述[J]. 葉靖,侯根富,戴貴龍,張慈枝. 煤氣與熱力. 2018(04)
[2]藍(lán)寶石襯底材料的研究及應(yīng)用進(jìn)展[J]. 考政曉,葉大千,于璇,張保國. 人工晶體學(xué)報(bào). 2018(01)
[3]幾種接觸式測(cè)溫方法的比較[J]. 王學(xué)水,張冉冉. 電子世界. 2017(23)
[4]基于ANSYS的熱嘴傳熱模擬分析及模具設(shè)計(jì)[J]. 鄒麗梅,林權(quán). 現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用. 2017(05)
[5]單晶藍(lán)寶石襯底晶片的化學(xué)機(jī)械拋光工藝研究[J]. 余青,劉德福,陳濤. 表面技術(shù). 2017(03)
[6]基于ANSYS的熱熔膠溫度場(chǎng)分析[J]. 鄭童舉,包建東,朱建曉,郭建松,周偉. 國外電子測(cè)量技術(shù). 2017(01)
[7]304不銹鋼化學(xué)機(jī)械拋光工藝參數(shù)研究[J]. 李慶,陳紹坤,彭亞男,秦洪權(quán),付素芳,蘇建修. 金剛石與磨料磨具工程. 2016(05)
[8]用于藍(lán)寶石光盤的數(shù)字化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)[J]. 付明磊,徐武超,樂孜純,伊凡·高博夫,德米特羅·曼科. 光學(xué)精密工程. 2016(10)
[9]熱電偶測(cè)溫采集精度的影響因素及優(yōu)化方法[J]. 曾小信,邱立運(yùn). 自動(dòng)化與儀表. 2016(09)
[10]不同裂隙對(duì)煤層熱流耦合現(xiàn)象的影響[J]. 楊偉,王赫宇,張樹光. 中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2016(08)
博士論文
[1]納米圖案化技術(shù)的研究與應(yīng)用[D]. 郭旭.南京大學(xué) 2015
[2]硅片化學(xué)機(jī)械拋光加工區(qū)域中拋光液動(dòng)壓和溫度研究[D]. 劉敬遠(yuǎn).大連理工大學(xué) 2009
碩士論文
[1]冰粒型固結(jié)磨具拋光鍺單晶片的基礎(chǔ)研究[D]. 王勇.南京航空航天大學(xué) 2017
[2]氮化鎵外延生長(zhǎng)表層溫度在線監(jiān)測(cè)方法研究及實(shí)現(xiàn)[D]. 陳磊.電子科技大學(xué) 2016
[3]基于聲表面波的非接觸無線溫度測(cè)量系統(tǒng)研究[D]. 許睿.浙江大學(xué) 2016
[4]圓光柵玻璃超精密研磨機(jī)及研拋工藝研究[D]. 黎清健.廣東工業(yè)大學(xué) 2013
[5]LED節(jié)能臺(tái)燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[D]. 時(shí)陽.南京工業(yè)大學(xué) 2013
[6]多模光纖和藍(lán)寶石光纖高溫測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用研究[D]. 高淼.武漢理工大學(xué) 2010
[7]藍(lán)寶石高效超精密磨削技術(shù)及損傷檢測(cè)研究[D]. 孟慶平.大連理工大學(xué) 2009
[8]Hot Disk法導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀的開發(fā)[D]. 趙世遷.天津大學(xué) 2009
[9]電氣設(shè)備智能無線測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)的研究與實(shí)踐[D]. 林建欽.浙江大學(xué) 2009
[10]拋光墊表面構(gòu)造和組織對(duì)CMP影響效果的研究[D]. 劉波.大連理工大學(xué) 2006
本文編號(hào):3671220
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題研究背景
1.1.1 藍(lán)寶石材料應(yīng)用
1.1.2 化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備工作原理
1.2 拋光區(qū)域溫度場(chǎng)對(duì)拋光加工的影響
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 拋光溫度的研究現(xiàn)狀
1.3.2 拋光工藝參數(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀
1.4 研究目的與技術(shù)路線
1.4.1 研究目的
1.4.2 技術(shù)路線
1.5 本論文主要內(nèi)容及章節(jié)安排
第2章 藍(lán)寶石襯底片拋光溫度場(chǎng)仿真研究
2.1 拋光過程中的熱作用分析
2.2 有限元建;A(chǔ)
2.2.1 熱傳導(dǎo)的基本方式
2.2.2 熱傳導(dǎo)的微分方程
2.3 藍(lán)寶石襯底溫度場(chǎng)基本假設(shè)
2.4 有限元模型的建立
2.4.1 幾何模型
2.4.2 材料屬性
2.4.3 邊界條件
2.5 溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果與分析
2.5.1 拋光壓力對(duì)拋光區(qū)域溫度的影響
2.5.2 拋光轉(zhuǎn)速對(duì)拋光區(qū)域溫度的影響
2.5.3 冰機(jī)溫度對(duì)拋光區(qū)域溫度的影響
2.6 本章小結(jié)
第3章 藍(lán)寶石襯底片拋光溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 測(cè)溫方法和信號(hào)傳輸方案的確定
3.1.1 測(cè)溫方法的選擇
3.1.2 測(cè)溫對(duì)象和測(cè)量方法的確定
3.1.3 信號(hào)傳輸方案的確定
3.2 藍(lán)寶石襯底片拋光區(qū)域溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.2.1 測(cè)量系統(tǒng)軟硬件組成
3.2.2 測(cè)量系統(tǒng)硬件的連接與安裝
3.2.3 測(cè)量系統(tǒng)整體方案
3.3 系統(tǒng)誤差分析及減小誤差的方法
3.3.1 溫度測(cè)量系統(tǒng)誤差分析
3.3.2 溫度測(cè)量系統(tǒng)誤差減小的方法
3.4 拋光溫度實(shí)驗(yàn)
3.4.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果比較
3.4.2 拋光溫度場(chǎng)對(duì)拋光質(zhì)量影響的初步探索實(shí)驗(yàn)
3.5 本章小結(jié)
第4章 藍(lán)寶石襯底片拋光工藝參數(shù)優(yōu)化研究
4.1 單因素參數(shù)實(shí)驗(yàn)研究
4.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與材料
4.1.2 拋光壓力對(duì)材料去除率和表面粗糙度的影響
4.1.3 拋光轉(zhuǎn)速對(duì)材料去除率和表面粗糙度的影響
4.1.4 pH對(duì)材料去除率和表面粗糙度的影響
4.2 工藝參數(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)
4.2.1 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
4.2.2 實(shí)驗(yàn)方案與結(jié)果
4.2.3 極差分析
4.2.4 綜合分析
4.3 優(yōu)化工藝組合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.4 全局平整度分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多孔介質(zhì)燃燒溫度場(chǎng)測(cè)溫方法綜述[J]. 葉靖,侯根富,戴貴龍,張慈枝. 煤氣與熱力. 2018(04)
[2]藍(lán)寶石襯底材料的研究及應(yīng)用進(jìn)展[J]. 考政曉,葉大千,于璇,張保國. 人工晶體學(xué)報(bào). 2018(01)
[3]幾種接觸式測(cè)溫方法的比較[J]. 王學(xué)水,張冉冉. 電子世界. 2017(23)
[4]基于ANSYS的熱嘴傳熱模擬分析及模具設(shè)計(jì)[J]. 鄒麗梅,林權(quán). 現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用. 2017(05)
[5]單晶藍(lán)寶石襯底晶片的化學(xué)機(jī)械拋光工藝研究[J]. 余青,劉德福,陳濤. 表面技術(shù). 2017(03)
[6]基于ANSYS的熱熔膠溫度場(chǎng)分析[J]. 鄭童舉,包建東,朱建曉,郭建松,周偉. 國外電子測(cè)量技術(shù). 2017(01)
[7]304不銹鋼化學(xué)機(jī)械拋光工藝參數(shù)研究[J]. 李慶,陳紹坤,彭亞男,秦洪權(quán),付素芳,蘇建修. 金剛石與磨料磨具工程. 2016(05)
[8]用于藍(lán)寶石光盤的數(shù)字化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)[J]. 付明磊,徐武超,樂孜純,伊凡·高博夫,德米特羅·曼科. 光學(xué)精密工程. 2016(10)
[9]熱電偶測(cè)溫采集精度的影響因素及優(yōu)化方法[J]. 曾小信,邱立運(yùn). 自動(dòng)化與儀表. 2016(09)
[10]不同裂隙對(duì)煤層熱流耦合現(xiàn)象的影響[J]. 楊偉,王赫宇,張樹光. 中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2016(08)
博士論文
[1]納米圖案化技術(shù)的研究與應(yīng)用[D]. 郭旭.南京大學(xué) 2015
[2]硅片化學(xué)機(jī)械拋光加工區(qū)域中拋光液動(dòng)壓和溫度研究[D]. 劉敬遠(yuǎn).大連理工大學(xué) 2009
碩士論文
[1]冰粒型固結(jié)磨具拋光鍺單晶片的基礎(chǔ)研究[D]. 王勇.南京航空航天大學(xué) 2017
[2]氮化鎵外延生長(zhǎng)表層溫度在線監(jiān)測(cè)方法研究及實(shí)現(xiàn)[D]. 陳磊.電子科技大學(xué) 2016
[3]基于聲表面波的非接觸無線溫度測(cè)量系統(tǒng)研究[D]. 許睿.浙江大學(xué) 2016
[4]圓光柵玻璃超精密研磨機(jī)及研拋工藝研究[D]. 黎清健.廣東工業(yè)大學(xué) 2013
[5]LED節(jié)能臺(tái)燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[D]. 時(shí)陽.南京工業(yè)大學(xué) 2013
[6]多模光纖和藍(lán)寶石光纖高溫測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用研究[D]. 高淼.武漢理工大學(xué) 2010
[7]藍(lán)寶石高效超精密磨削技術(shù)及損傷檢測(cè)研究[D]. 孟慶平.大連理工大學(xué) 2009
[8]Hot Disk法導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀的開發(fā)[D]. 趙世遷.天津大學(xué) 2009
[9]電氣設(shè)備智能無線測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)的研究與實(shí)踐[D]. 林建欽.浙江大學(xué) 2009
[10]拋光墊表面構(gòu)造和組織對(duì)CMP影響效果的研究[D]. 劉波.大連理工大學(xué) 2006
本文編號(hào):3671220
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