新型环保抛光液的制备及其对软脆碲锌镉晶片的化学机械抛光

针对软脆碲锌镉晶片的传统加工工艺“游离磨料-抛光-化学机械抛光”存在的缺点,提出“固结磨料研磨-新型绿色环保抛光液化学机械抛光”新方法。固结磨料研磨工艺为：采用3000号刚玉防水砂纸,压力为17kPa,抛光盘与抛光垫转速均为80r/min,研磨时间为5min。新型绿色环保抛光液含有双氧水和硅溶胶,采用天然桔子汁作为pH值调节剂。化学机械抛光工艺为:采用自行研制的化学机械抛光液,绒毛抛光垫,抛光压力为28kPa,抛光盘与抛光垫转速均为60r/min,抛光时间为30min。试验结果表明,经过上述加工可获得超光滑的表面,表面粗糙度算术平均值、均方根值、峰谷值分别可以达到0.568nm、0.724nm、6.061nm。     

碲锌镉晶体材料贮存系统设计与实验

针对碲锌镉原材料、半制成品或制成品长时间接触空气后会被氧化染污的问题,设计出一种碲锌镉晶体材料贮存系统,将晶体材料放置在石英管内贮存,通过真空管泵将石英管抽取真空;经贮存系统连接的真空阀和真空表,监测石英管内真空情况;透过透明的石英管,容易观察晶体材料的贮存情况,从而实现晶体材料的防氧化且可视化贮存。基于48h泄漏性实验和防泄漏功能性实验表明,该贮存系统保持真空状态性能良好,一旦发生泄漏,贮存系统能自动报警并启动真空泵,抽走泄漏气体。     

ULSI化学机械抛光(CMP)材料去除机制模型

CMP已成为IC制造中的关键工艺之一,相关机制模型的研究是当前CMP的热点。综述了考虑抛光液的流动、抛光垫的弹性和硬度、研磨颗粒的大小和硬度等不同因素的机制模型,并对基于不同假设的模型作了分析和比较。最后对CMP模型未来的发展和研究方向提出了展望。     

超声波精细雾化抛光石英玻璃的抛光液研制*

为了配制适用于JGS1光学石英玻璃超声波精细雾化抛光的特种抛光液,以材料去除率和表面粗糙度为评价指标,设计正交试验探究抛光液中各组分含量对雾化抛光效果的影响,并对材料去除机制进行简要分析。结果表明：各因素对材料去除率的影响程度由大到小分别为SiO2、pH值、络合剂、助溶剂和表面活性剂,对表面粗糙度影响程度的顺序为SiO2、表面活性剂、pH值、助溶剂和络合剂;当磨料SiO2质量分数为19%,络合剂柠檬酸质量分数为1.4%,助溶剂碳酸胍质量分数为0.2%,表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮质量分数为0.9%,pH值为11时,雾化抛光效果最好,材料去除率为169.5 nm/min,表面粗糙度为0.73 nm;去除过程中石英玻璃在碱性环境下与抛光液发生化学反应,生成低于本体硬度的软质层,易于通过磨粒机械作用去除。使用该抛光液进行传统化学机械抛光和雾化化学机械抛光,比较两者的抛光效果。结果表明：两者抛光效果接近,但超声雾化方式抛光液用量少,仅为传统抛光方式的1/7。     

基于仿生结构锡抛光垫的抛光接触压力分析

为了让化学机械抛光中晶片接触表面受力更均匀,基于Winkler地基理论及叶序理论设计了一种锡仿生结构抛光垫,并且建立了抛光的接触力学模型和有限元分析模型。通过对抛光晶片表面接触压力的计算,获得了晶片表面接触压力分布,以及各物理参数对压力分布的影响规律。研究结果表明,使用锡仿生结构抛光垫能减小材料横向牵连效应,改善接触压力分布,而且存在使压力分布更为均匀的叶序参数。     

利用复合磨粒抛光液的硅片化学机械抛光工艺参数优化试验研究

为提高硅片抛光速率,提出利用复合磨粒抛光液对硅片进行化学机械抛光.分析SiO2磨粒与某种氨基树脂粒子在溶液中的相互作用机制,观察SiO2磨粒吸附在氨基树脂粒子表面的现象.通过向单一磨粒抛光液中加入聚合物粒子的方法获得了复合磨粒抛光液.应用田口法对SiO2磨粒质量分数、氨基树脂粒子质量分数以及抛光速度三个影响硅片材料去除率的工艺因素进行了优化分析,得到以材料去除率为评价条件的优化抛光工艺参数.试验结果表明:利用5wt%的SiO2磨料、3wt%的氨基树脂粒子形成的复合磨粒抛光液,在抛光盘和载样盘的转速均为50r/min以及抛光压力为22kPa的工艺条件下,对硅片进行抛光的抛光速率达到353nm/min.     

SiO_2/CeO_2复合磨粒的制备及在蓝宝石晶片抛光中的应用

采用均相沉淀法制备了SiO2/CeO2复合磨料,并利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等对样品的相组成和形貌进行了表征。将所制备的SiO2/CeO2复合磨料用于蓝宝石晶片的化学机械抛光,利用原子力显微镜检测抛光后的蓝宝石晶片表面粗糙度。结果表明:所制备的SiO2/CeO2复合磨粒呈球形,粒径在40-50nm;在相同条件下,经过复合磨料抛光后的蓝宝石晶片表面粗糙度为0.32nm,材料去除速率为16.4nm/min,而SiO2抛光后的蓝宝石晶片表面粗糙度为0.92nm,材料去除速率为20.1nm/min。实验显示,复合磨料的材料去除速率略低于单一SiO2磨料,但它获得了较好的表面质量,基本满足蓝宝石作发光二极管(LED)衬底的工艺要求。     

雾化施液CMP工艺及材料去除机制研究

介绍通过雾化供液方式进行化学机械抛光(CMP)的工作原理以及试验装置设计,通过雾化供液抛光工艺试验考察该方法的抛光效果,分析其材料去除机制。结果表明,雾化施液CMP方法的抛光浆料利用率高,在达到去除率为257.5 nm/min,表面粗糙度小于3.8 nm的抛光效果时,雾化抛光液消耗量仅为350 mL。雾化抛光材料去除机制是表面材料分子级氧化磨损去除,即通过抛光液中氧化剂的化学作用使表面原子氧化并弱化其结合键能,通过磨粒的机械作用将能量传递给表面分子,使表面分子的能量大于其结合键能而被去除。     

化学机械抛光过程低 k/铜表面材料去除机制及损伤机制研究进展*

针对低k介质/铜表面在平坦化加工中极易造成材料界面剥离、互连线损伤和表面不平整等问题,国内外学者对CMP过程中的材料去除机制以及损伤机制开展了大量的研究工作。对集成电路平坦化工艺——化学机械抛光过程中低k介质/铜界面的力学行为和摩擦损伤特性研究进展进行综述,介绍异质表面的材料去除行为及去除理论研究现状;展望了化学机械抛光过程低k介质/铜表面去除机制研究的研究趋势,即通过对异质界面的分子原子迁移行为研究,揭示异质表面的微观材料去除机制及损伤形成机制,最终寻找到异质表面平坦化及损伤控制方法。     

基于正交试验的切削参数优化研究

针对目前广泛使用的钢材质,为考察进给速度、切削模式、冷却方式对其机加工表面粗糙度的影响,基于正交试验进行优化研究,对三个影响因素分别选取三个水平、设计正交表,根据OA展开试验并记录试验结果,进而经过极差分析确定出表面粗糙度最小的组合切削参数,并进行验证试验,最后证明了研究的意义,确定了所考察对象对表面粗糙度的影响规律,为以后的切削加工提供了有利的参考。     

基于化学机械抛光过程的超薄不锈钢基板表面特性分析

研究超薄不锈钢基板表面特性有利于了解和分析超薄不锈钢化学机械抛光（CMP）的接触机制及材料去除机制。使用SEM、OLS4000激光共聚焦显微镜、Mahr Surf XR20表面轮廓仪等仪器研究SUS304超薄不锈钢基板的组织结构与表面形貌、表面粗糙度、表面缺陷、力学性能等。测量和计算结果表明：SUS304超薄不锈钢表面缺陷一般为凹陷、折皱、锈蚀、划痕、结巴和麻点等,其厚度误差仅为0.4%,实际密度小于理论密度,其原始表面几何粗糙度为28.5 nm,原始表面均方根粗糙度为62.18 nm,原始表面轮廓偏离平均线的算术平均值为38.55 μm。     

基于正交试验的波纹管结构参数优化及疲劳寿命分析

波纹管广泛应用在化工管道连接处,其疲劳寿命作为重要的性能指标。在对疲劳寿命预测过程中,出现研发周期长、经费高等问题。以3层U形金属波纹管为研究对象,建立有限元模型,运用Ansys软件考虑流固耦合作用来研究金属波纹管疲劳失效问题。根据理论公式计算理论疲劳寿命,对比有限元计算的疲劳寿命,误差为4.66%,证实利用有限元计算波纹管疲劳寿命的可靠性;分析U形波纹管不同的结构参数对疲劳寿命的影响;通过采用正交试验优化波纹管参数,得到优化方案并开展试验进行验证。结果表明,对3层U形波纹管结构参数进行设计优化的方法是切实可行的。     

基于正交试验钛合金激光切割工艺参数优化

激光切割质量受各种因素的影响,为了得到高质量的激光切割件,需要根据不同的切割板材进行优化。利用厚度1.5mm的TC1薄板作为研究对象,研究激光功率、切割速度、焦点位置和辅助气体压力主要因素对激光切割质量的影响,采用正交试验方法安排激光切割试验,使用L16(45)正交表,完成十六组激光切割试验。利用测量点轮廓精度的算术平均值作为结果进行分析,采用直观分析法,因素效应曲线图,方差分析对切割参数进行分析研究。结果表明:切割速度和辅助气体压力是主要因素,对切割质量和精度有较大影响,而激光功率对切割后试件的轮廓度影响较之上两个因素小,但是激光功率改变对切割件的表面质量影响显著。     

基于正交试验的方形盒冲压工艺参数优化

以天地盖方形盒件为例,针对其冲压成形过程中常有的起皱问题,采用Autoform软件和正交试验相结合的方法,对工件分组进行仿真分析,以降低工件起皱作为优化目标,选取冲压过程中的压边力、摩擦因数、冲压速度和坯料形状4个工艺参数作为考察因素,进行工艺参数优化。模拟仿真结果表明,以上4种因素对方形盒起皱的影响程度为：毛坯形状>摩擦因数>冲压速度>压边力;且得出方形盒冲压的最佳工艺参数组合为：压边力为20 kN、摩擦因数为0.18、冲压速度为15mm/s,毛坯形状选取圆角形。     

基于正交试验法的TC4钛合金铣削参数优化

为研究高速铣削加工中既有较低的刀具磨损量、又有较高的切削效率的切削参数,按照L9(34)正交表,选取了铣削参数每齿进给、切深、切宽、转速四个因素,每个因素取3个水平进行试验,获得了不同切削参数下的刀具磨损数据。通过直接分析和极差分析最终得到了优化的铣削参数。     

基于正交试验设计的车门系统参数优化

以某车型的左前车门为研究对象,将多目标优化方法与正交试验设计设计方法相结合的方法应用于车门系统零部件厚度参数优化设计。利用Hyperworks软件建立车门有限元分析模型,并对其进行模态、刚度分析,然后进行模态试验和刚度试验验证分析模型的正确性;以车门板件厚度为变量对车门系统各个性能进行灵敏度分析,选取对车门性能影响较大的车门板件厚度为控制因素,应用带权重的分目标乘除法构造车门系统的综合性能评价函数,采用正交试验设计方法针对车门系统的综合性能进行参数优化设计,最终获取车门系统各个零部件厚度参数的最佳组合。     

基于Moldflow与正交试验法的注塑参数优化

在塑料产品的开发过程中,涉及到塑料模具进行注塑,注塑模具开发方案确定后,最重要的就是如何选择注塑参数。注塑参数可以在注塑机上直接进行试生产来调试,但必须是模具制造出来之后才能进行,对场地和设备均有要求,而且在试模过程中会浪费一定的塑料原材料。本文采用正交试验法对注塑参数进行优化,利用Moldflow软件的模具CAE技术对正交试验过程各种取值情况进行验证,并对最终优化组合进行验证,检验正交试验的正确性。确定翘曲变形量为实验指标,以注射温度、模具温度、充填时间、冷却时间、保压时间为变量的5因素,取各自允许取值范围进行4均分得到4水平,形成一个5因素4水平的正交试验矩阵设计实验,找出KDC-1型电磁断路器塑料壳体充填优化组合,通过在Moldflow的验证,及时反映了该正交试验结果是正确的注塑参数最优组合。     

硅晶片抛光加工工艺的试验研究

双面抛光已成为硅晶片的主要后续加工方法,但由于需要严格的加工条件,很难获得理想的超光滑表面.本文设计了新的硅片双面抛光加工工艺路线,并在新研制的双面抛光机上对硅晶片进行抛光加工,通过试验,研究了不同加工参数对硅晶片表面粗糙度和材料去除率的影响.采用扫描探针显微镜和激光数字波面干涉仪分别对加工后的硅晶片进行测量,试验结果表明:在优化试验条件下硅晶片可以获得表面粗糙度0.533 nm的超光滑表面.     

基于正交试验的半球形拉深成形工艺参数优化

以某半球形TA1钛合金拉深成形件为例,通过ABAQUS有限元软件建立了拉深成形三位模型和数值模拟正交试验方案。以是否破裂和起皱为衡量指标,探究凹凸模间隙、拉深速度和压边力对拉深成形件质量的影响,结果表明:起皱现象主要出现在压边区域不影响成形件质量,对底部最小厚度的影响从大到小依次为拉深速度、压边力以及凹凸模间隙。基于正交试验结果设计优化方案,得到最优工艺参数组合并将其应用于实际生产得到表面质量较好的拉深成形件,结果表明:基于正交试验对拉深成形工艺参数优化的方案可行,可以为企业生产提供指导,具有一定的工程应用价值。