晶圓切割刀片基體應(yīng)力狀況激光沖擊波調(diào)整技術(shù)基礎(chǔ)研究.pdf

1、5B05鋁合金廣泛用作集成電路晶圓切割刀片材料,對其表面殘余應(yīng)力有較嚴格的要求。傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝因工件表面殘余應(yīng)力不能滿足要求往往導(dǎo)致大量刀片半成品報廢,尋求表面殘余應(yīng)力調(diào)整新技術(shù)對晶圓切割刀片生產(chǎn)具有重要的理論意義與工程價值。本文開展激光沖擊波調(diào)整晶圓切割刀片基體(5B05鋁合金)表面殘余應(yīng)力主應(yīng)力狀態(tài)基礎(chǔ)研究,從以下幾個方面進行了深入研究和探討:
　　 首先,闡述了激光誘導(dǎo)等離子體沖擊波產(chǎn)生機理,初步分析了影響激光沖擊波的工藝因

2、素,提出了激光沖擊波調(diào)整表面殘余應(yīng)力的技術(shù)思想。
　　 其次,闡述了X射線衍射應(yīng)力檢測殘余應(yīng)力場的基本原理,分析了激光沖擊波誘導(dǎo)殘余應(yīng)力場的形成過程,結(jié)合平面應(yīng)力狀態(tài)下單元體應(yīng)力應(yīng)變模型和二向應(yīng)力解析法,建立了殘余應(yīng)力主應(yīng)力測試方法,推導(dǎo)了主應(yīng)力計算公式。
　　 在此基礎(chǔ)上,對5B05鋁合金表面的殘余應(yīng)力主應(yīng)力狀態(tài)進行實驗研究。用X射線應(yīng)力測定儀對試樣進行了三個方向殘余應(yīng)力的測量,將計算結(jié)果與實驗結(jié)果進行對比,驗證了主應(yīng)

3、力計算公式的可靠性和可行性,研究表明,該方法可全面地表征表面應(yīng)力狀態(tài),并能有效提高檢測精度與檢測效率。
　　 最后,開展了激光沖擊波調(diào)整表面殘余應(yīng)力(主應(yīng)力)狀態(tài)的模擬仿真與實驗研究。以ABAQUS為平臺,建立了激光沖擊5B05鋁合金的有限元分析模型,闡述了激光沖擊強化數(shù)值模擬的有限元理論基礎(chǔ),討論了建模過程中的幾個關(guān)鍵問題,分析了模擬得到的沖擊波的傳播和殘余應(yīng)力場的分布情況,研究了激光功率密度、光斑直徑、沖擊次數(shù)等沖擊工藝參數(shù)