光学精密工程
光學精密工程
광학정밀공정
Optics and Precision Engineering
2015年
9期
2513-2521
,共9页
剪切增稠抛光(STP)%剪切增稠%Al2O3%STP磨料液%单晶硅
剪切增稠拋光(STP)%剪切增稠%Al2O3%STP磨料液%單晶硅
전절증주포광(STP)%전절증주%Al2O3%STP마료액%단정규
Shear Thickening Polishing (STP)%shear thickening%Al2O3%STP slurry%Si wafer
为了实现对工件的剪切增稠抛光(STP),采用机械混合与超声波分散法制备了一种A12O3基STP磨料液,并研究了它们的抛光特性.利用应力控制流变仪考察其流变性能,通过扫描电镜和光学轮廓仪研究了单晶硅加工后表面显微组织的变化,并测量其表面粗糙度.结果表明:STP磨料液具有剪切变稀和可逆的剪切增稠特性,达到临界剪切速率后,会形成A12O3“粒子簇”;当剪切速率增大至1000 s-1,储能模量,耗能模量和耗散因子都增至最大值,此时主要表现为类似固体的弹性行为,有利于形成类似“柔性固着磨具”.在STP加工单晶硅过程中,采用塑性去除的材料去除方式.随着抛光时间的延长,硅片去除速率先增大后减小;表面粗糙度不断减小并趋于稳定.实验显示,磨粒浓度不宜过高,否则会因剪切增稠效应造成黏度过大,导致流动性差而影响抛光质量.当Al2O3质量分数为23％时,抛光25 min后,硅片表面粗糙度Ra由422.62 nm降至2.46 nm,去除速率达0.88 μm/min,表明其能实现单晶硅片的高效精密抛光.
為瞭實現對工件的剪切增稠拋光(STP),採用機械混閤與超聲波分散法製備瞭一種A12O3基STP磨料液,併研究瞭它們的拋光特性.利用應力控製流變儀攷察其流變性能,通過掃描電鏡和光學輪廓儀研究瞭單晶硅加工後錶麵顯微組織的變化,併測量其錶麵粗糙度.結果錶明:STP磨料液具有剪切變稀和可逆的剪切增稠特性,達到臨界剪切速率後,會形成A12O3“粒子簇”;噹剪切速率增大至1000 s-1,儲能模量,耗能模量和耗散因子都增至最大值,此時主要錶現為類似固體的彈性行為,有利于形成類似“柔性固著磨具”.在STP加工單晶硅過程中,採用塑性去除的材料去除方式.隨著拋光時間的延長,硅片去除速率先增大後減小;錶麵粗糙度不斷減小併趨于穩定.實驗顯示,磨粒濃度不宜過高,否則會因剪切增稠效應造成黏度過大,導緻流動性差而影響拋光質量.噹Al2O3質量分數為23％時,拋光25 min後,硅片錶麵粗糙度Ra由422.62 nm降至2.46 nm,去除速率達0.88 μm/min,錶明其能實現單晶硅片的高效精密拋光.
위료실현대공건적전절증주포광(STP),채용궤계혼합여초성파분산법제비료일충A12O3기STP마료액,병연구료타문적포광특성.이용응력공제류변의고찰기류변성능,통과소묘전경화광학륜곽의연구료단정규가공후표면현미조직적변화,병측량기표면조조도.결과표명:STP마료액구유전절변희화가역적전절증주특성,체도림계전절속솔후,회형성A12O3“입자족”;당전절속솔증대지1000 s-1,저능모량,모능모량화모산인자도증지최대치,차시주요표현위유사고체적탄성행위,유리우형성유사“유성고착마구”.재STP가공단정규과정중,채용소성거제적재료거제방식.수착포광시간적연장,규편거제속솔선증대후감소;표면조조도불단감소병추우은정.실험현시,마립농도불의과고,부칙회인전절증주효응조성점도과대,도치류동성차이영향포광질량.당Al2O3질량분수위23％시,포광25 min후,규편표면조조도Ra유422.62 nm강지2.46 nm,거제속솔체0.88 μm/min,표명기능실현단정규편적고효정밀포광.
