單晶SiC集群磁流變研磨加工工藝實驗研究.pdf

1、SiC作為第3代半導(dǎo)體材料，與Si、GaAs相比，具有帶隙寬、熱導(dǎo)率高、電子飽和漂移速率大、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點，非常適于制作高溫、高頻、抗輻射、大功率和高密度集成的電子器件。SiC晶片的應(yīng)用要求其表面超光滑、無損傷、無缺陷，其加工質(zhì)量直接影響到電子器件的性能。但單晶SiC為典型的硬脆材料，莫氏硬度約為9.2僅次于金剛石，同時具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，常溫下幾乎不與酸堿發(fā)生反應(yīng)，常規(guī)研磨工藝效率低、容易產(chǎn)生裂紋和缺陷。研磨加工不僅要快速去除切

2、割留下的鋸痕和變質(zhì)層，也要為拋光提供良好的形狀精度、尺寸精度和表面質(zhì)量，因此實現(xiàn)較好的加工質(zhì)量的基礎(chǔ)的同時提高加工效率至關(guān)重要。
　　針對單晶SiC研磨加工出現(xiàn)的問題，進(jìn)行了單晶SiC基片研磨工藝的探索研究，提出了改進(jìn)方案，研磨獲得了均勻無劃痕的晶片，驗證了集群磁流變研磨單晶SiC晶片的可行性，在保持較好加工表面的同時顯著提高了研磨效率，采用W14金剛石為磨粒的集群磁流變研磨比傳統(tǒng)研磨的材料去除率提高了21.2％。
　　比較

3、了不同規(guī)格的磁鐵在研磨盤面吸附磁性粒子的特點，研究了磁性粒子對磨粒的約束形式，并通過相似形狀、不同種類磨粒與磁性粒子的粒徑匹配試驗比較分析了不同的粒徑比對加工效果的影響，當(dāng)磨粒與磁性粒子粒徑比A∶C≈1.5時能夠取得較好的加工效果。
　　試驗研究了鐵粉濃度、磁場強度、研磨壓力、磨粒粒徑等重要單因素加工參數(shù)對集群磁流變研磨單晶SiC的影響規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上通過正交試驗研究了四種重要工藝參數(shù)磁場強度、研磨壓力、研磨盤轉(zhuǎn)速、工件轉(zhuǎn)速對單