本文關(guān)鍵詞：超薄不銹鋼基板CMP拋光頭和溫度在線檢測裝置研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：304不銹鋼是柔性顯示器基板的理想材料,改善它的表面質(zhì)量是將其應(yīng)用于下一代軟性顯示器技術(shù)的前提�；瘜W(xué)機(jī)械拋光(Chemical Mechanical Polishing, CMP)協(xié)同了機(jī)械作用與化學(xué)作用,以其超精密無損傷表面等良好的加工效果在工件表面平整化中得到了廣泛的應(yīng)用。CMP工藝中所采用的旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)重力式拋光機(jī)是一種結(jié)構(gòu)較簡單的精密研磨拋光設(shè)備,它能夠使壓力平穩(wěn)分布在工件上,并且獲得復(fù)雜的摩擦軌跡。但是,工件的傳統(tǒng)夾持方式是采用膠水、可溶性蠟等物質(zhì)將工件粘貼在壓塊底面,這種方法會(huì)直接影響到工件的全局平坦化。另外,拋光界面的溫度會(huì)影響拋光液的活性、磨粒的團(tuán)聚和拋光墊表面纖維特性等,進(jìn)而影響材料的去除率和工件表面質(zhì)量。所以,針對上述兩個(gè)問題,首先,本文設(shè)計(jì)了一種新型拋光頭,該拋光頭不僅能夠繼承重力式拋光機(jī)壓力平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn),而且采用真空吸盤吸附超薄不銹鋼基板,代替了傳統(tǒng)粘貼超薄不銹鋼基板的方法,從而能實(shí)現(xiàn)超薄不銹鋼基板的全局平坦化。其次,在該拋光頭中集成拋光界面溫度在線檢測裝置,該溫度檢測裝置能夠在不影響拋光工藝的提前下,精確地檢測出拋光界面的溫度。再次,本文還分析了CMP過程中超薄不銹鋼基板上熱量的流入及流出情況,并利用ANSYS軟件對超薄不銹鋼基板在拋光過程中的溫度變化進(jìn)行仿真計(jì)算。然后,采用集成有溫度在線檢測裝置的拋光頭進(jìn)行拋光實(shí)驗(yàn),將拋光界面的溫度檢測結(jié)果與理論仿真結(jié)果進(jìn)行對比,從而驗(yàn)證溫度檢測裝置的有效性。最后,通過實(shí)驗(yàn)分析了不同拋光壓力、不同轉(zhuǎn)速和不同拋光液流量對拋光界面溫升、材料去除率和拋光后表面粗糙度的影響規(guī)律。本文的主要研究方法及結(jié)論如下：(1)在對比CMP設(shè)備中的各種加壓方式和夾持方式的基礎(chǔ)上,提出了拋光頭的改進(jìn)方案。本方案中采用帶有小孔的金屬真空吸盤吸附超薄不銹鋼基板,并選用重力式的加壓方式。利用ABAQUS軟件分析了超薄不銹鋼基板在拋光過程中的變形及其與拋光墊之間的接觸壓力,確定吸盤孔徑為lmm。并且,通過計(jì)算得出穩(wěn)定吸附不銹鋼基板的最小真空度為0.19×105Pa、0.05秒吸附的抽速為0.5L/s,從而選定真空發(fā)生器為拋光頭氣路提供負(fù)壓。(2)當(dāng)工件為0.1mm厚的304不銹鋼基板時(shí),通過計(jì)算得知其背面溫度僅比被拋光面低0.0886℃,因此,可以選擇超薄不銹鋼基板的背面作為測溫的對象。在綜合考慮測溫精度、安裝、信號傳輸?shù)雀鞣矫嬉蛩睾?確定采用三線制的STT-F型號表面熱電阻溫度傳感器、SBWV型的溫度變送器、ZYX-T012型號的過孔導(dǎo)電滑環(huán)和PCI-9118DG數(shù)據(jù)采集卡搭建拋光界面溫度在線檢測裝置。該拋光界面溫度在線檢測裝置能夠在不影響CMP工藝的前提下,高精度的檢測出拋光界面的實(shí)時(shí)溫度,并且系統(tǒng)誤差僅為0.335%左右。(3)從不銹鋼基板溫升的原理上分析流入及流出的各部分熱量,利用ANSYS軟件仿真出溫度的變化情況。從分析結(jié)果可以看出：當(dāng)拋光墊與拋光頭的轉(zhuǎn)速相同時(shí),流入超薄不銹鋼基板的熱量是均勻的,且拋光頭的擺動(dòng)不會(huì)影響溫度分布的均勻性；不銹鋼基板的溫升速度先大后小,有趨于穩(wěn)定的趨勢,并且溫升幅度隨著拋光壓力、拋光頭和拋光盤轉(zhuǎn)速的增加而增加。(4)采用具有溫度在線檢測功能的拋光頭進(jìn)行超薄不銹鋼基板的CMP實(shí)驗(yàn),從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,溫度在線檢測裝置能夠?qū)崟r(shí)檢測出超薄不銹鋼基板上的溫度變化。無論是溫度趨勢還是數(shù)值,該檢測裝置所測得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都與理論計(jì)算結(jié)果十分接近,從而驗(yàn)證了拋光界面溫度在線檢測裝置的有效性。(5)具有真空吸盤的拋光頭提高了拋光效率,降低了成本,避免了由于粘性物質(zhì)厚薄不均勻影響全局平坦化效果,使得不銹鋼基板全局的粗糙度幾乎一致。
【關(guān)鍵詞】：化學(xué)機(jī)械拋光 真空吸盤 拋光頭 溫度檢測 仿真
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG596
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-9
• 符號說明9-16
• 第一章 緒論16-28
• 1.1 課題研究背景16-19
• 1.2 課題研究意義19
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-25
• 1.3.1 化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備中拋光頭的研究現(xiàn)狀19-21
• 1.3.2 化學(xué)機(jī)械拋中溫度檢測研究現(xiàn)狀21-25
• 1.4 課題來源及其主要研究內(nèi)容25-26
• 1.4.1 課題來源25
• 1.4.2 主要研究內(nèi)容25-26
• 1.5 本章小結(jié)26-28
• 第二章 超薄不銹鋼基板CMP拋光頭的設(shè)計(jì)28-46
• 2.1 不銹鋼基板CMP設(shè)備介紹28-29
• 2.2 拋光頭總體方案的分析29-33
• 2.2.1 夾持裝置方案分析30-31
• 2.2.2 壓力加載裝置方案分析31-33
• 2.2.3 旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)裝置方案分析33
• 2.3 夾持裝置的設(shè)計(jì)33-42
• 2.3.1 金屬吸盤設(shè)計(jì)33-39
• 2.3.2 真空發(fā)生裝置的選型39-42
• 2.4 壓力加載裝置的設(shè)計(jì)42-44
• 2.5 拋光頭的結(jié)構(gòu)和性能44-45
• 2.6 本章小結(jié)45-46
• 第三章 拋光界面溫度在線檢測裝置的設(shè)計(jì)46-59
• 3.1 拋光界面溫度在線檢測方案的確定46-49
• 3.1.1 測溫對象的選擇46-47
• 3.1.2 傳感器類型的選擇47-48
• 3.1.3 拋光界面溫度在線檢測裝置的整體方案48-49
• 3.2 拋光界面溫度在線檢測裝置的設(shè)計(jì)49-56
• 3.2.1 接觸式溫度傳感器型號的確定49-52
• 3.2.2 溫度變送器的選擇52-53
• 3.2.3 信號和能量的傳輸53-54
• 3.2.4 信號接收與處理54-56
• 3.3 拋光界面溫度在線檢測裝置的結(jié)構(gòu)及其誤差分析56-58
• 3.3.1 拋光界面溫度在線檢測裝置的結(jié)構(gòu)56-57
• 3.3.2 溫度在線檢測裝置的系統(tǒng)誤差分析57-58
• 3.4 本章小結(jié)58-59
• 第四章 拋光界面溫度的理論分析與仿真59-68
• 4.1 拋光界面的熱量流動(dòng)59
• 4.2 超薄不銹鋼基板上的熱量流入和流出59-65
• 4.2.1 流入超薄不銹鋼基板的熱量60-64
• 4.2.2 超薄不銹鋼基板通過拋光液流出的熱量64
• 4.2.3 超薄不銹鋼基板和拋光頭通過空氣對流流出的熱量64-65
• 4.3 超薄不銹鋼基板的熱仿真65-67
• 4.4 本章小結(jié)67-68
• 第五章 具有溫度在線檢測功能的拋光頭拋光超薄不銹鋼基板的實(shí)驗(yàn)研究68-81
• 5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和材料68-72
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備68-70
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)材料70-72
• 5.2 溫度檢測裝置有效性的驗(yàn)證72-74
• 5.3 超薄不銹鋼基板的拋光效果74-75
• 5.4 拋光工藝參數(shù)對CMP過程參數(shù)及拋光效果的影響規(guī)律研究75-79
• 5.4.1 拋光壓力對CMP過程參數(shù)及拋光效果的影響規(guī)律75-76
• 5.4.2 拋光盤和拋光頭轉(zhuǎn)速對CMP過程參數(shù)及拋光效果的影響規(guī)律76-78
• 5.4.3 拋光液流量對CMP過程參數(shù)及拋光效果的影響規(guī)律78-79
• 5.5 本章小結(jié)79-81
• 結(jié)論與展望81-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文88-90
• 致謝90

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1 楊瑩,夏義本,王林軍,張明龍,汪琳,蘇青峰;微條氣體室基板研究(英文)[J];功能材料與器件學(xué)報(bào);2004年02期

2 譚軍;;光盤用塑料——非晶質(zhì)聚烯烴基板[J];化工新型材料;1992年02期

3 許貴軍;韋朋飛;周洪慶;劉敏;朱海奎;陳棟;;多層LTCC基板的匹配性調(diào)制[J];材料導(dǎo)報(bào);2008年S2期

4 熊良家;搪瓷電路基板在電子工業(yè)中的應(yīng)用[J];玻璃與搪瓷;1988年02期

5 郭隱彪,楊繼東,徐雅珍,梁錫昌,莊司克雄;集成電路基板研磨表面誤差自動(dòng)修正技術(shù)[J];重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1999年02期

6 朱繼滿,劉豫東,馬莒生;理想絕緣金屬基板前處理工藝的研究[J];功能材料與器件學(xué)報(bào);2003年01期

7 蘇方寧;;LED散熱基板的精準(zhǔn)印刷[J];絲網(wǎng)印刷;2013年06期

8 楊娟;堵永國;張為軍;周文淵;;低溫共燒基板材料研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2006年10期

9 孟獻(xiàn)豐,陸春華,倪亞茹,許仲梓;AlN基板材料研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2003年03期

10 ;帝人-拜耳公司開發(fā)光盤基板用PC新品級[J];現(xiàn)代化工;2000年09期

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1 董兆文;李建輝;;重?zé)龑TCC基板性能的影響[A];中國電子學(xué)會(huì)第十五屆電子元件學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

2 張家亮;;韓國PCB基板的市場與技術(shù)研究[A];第七屆中國覆銅板市場·技術(shù)研討會(huì)暨2006年行業(yè)年會(huì)文集[C];2006年

3 張家亮;吳榮;;韓國PCB基板的市場與技術(shù)研究[A];第三屆全國青年印制電路學(xué)術(shù)年會(huì)論文匯編[C];2006年

4 盧會(huì)湘;胡進(jìn);王子良;;直接敷銅陶瓷基板技術(shù)的研究進(jìn)展[A];2010’全國半導(dǎo)體器件技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2010年

5 關(guān)志雄;郭繼華;劉曉暉;;生坯成型過程對LTCC基板連通性的影響[A];中國電子學(xué)會(huì)第十六屆電子元件學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

6 王艾戎;孟曉玲;趙建喜;;一種性能優(yōu)異的環(huán)氧型有機(jī)封裝基板[A];第四屆全國覆銅板技術(shù)·市場研討會(huì)報(bào)告·論文集[C];2003年

7 楊麗芳;姚連勝;齊長發(fā);;唐鋼冷軋鍍鋅基板的質(zhì)量控制[A];2009年河北省軋鋼技術(shù)與學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下）[C];2009年

8 楊海霞;徐紅巖;劉金剛;范琳;楊士勇;;封裝基板用聚酰亞胺材料研究進(jìn)展[A];2010’全國半導(dǎo)體器件技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2010年

9 李oげ，

本文編號：278824