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随着电子和半导体产业的发展壮大,对电子器件及集成电路提出了越来越高的要求,SiC单晶体作为理想的半导体材料,其需求日益增加,但由于其高达9.2以上的摩尔硬度和脆性,使SiC的加工成为一大难题,高精度、高质量的晶片加工已成为制约其发展的瓶颈之一。超精密研磨是保证SiC单晶片成品质量的重要光整加工方法,研磨过程的实质是磨粒对工件表面划擦、切割作用的结果,其工艺参数对研磨效率和质量有很大影响,参数选择不当将使整个工艺过程时间变长,达不到预期的质量要求,影响单晶片成品的生产周期。如何合理确定SiC单晶片研磨工艺参数与材料去除率(MaterialRemovalRate—MRR)之间的关系模型,对SiC单晶片研磨过程的MRR做出预测,获得研磨过程中各个参数对MRR影响的变化规律,对生产实际中提高加工效率有非常重要的意义。 论文在传统研磨的理论基础上,分析了SiC单晶片研磨过程的材料去除机理,采用统计方法描述了磨粒粒度的分布规律,推导出参与研磨过程的活动磨粒数量计算公式。根据SiC单晶片—磨粒和研磨盘—磨粒接触处的变形,建立了SiC单晶片研磨过程材料去除率的预测模型。以该模型为基础,利用MATLAB软件进行仿真分析,研究了多个参数对材料去除率的影响,借助计算流体力学的知识,建立了研磨加工过程的多相流模型,对SiC单晶片金刚石游离磨粒研磨加工的多相流状态进行了研究,获得了研磨过程中研磨液速度、磨粒轨迹分布规律,为研磨加工的参数选择提供了重要的参考依据。 论文进行了SiC单晶片研磨试验研究,获得了相关工艺参数下材料去除率及表面粗糙度的试验结果,对材料去除率的理论预测和试验结果对比分析发现,二者具有很好的一致性,所建立的模型可以较准确的预测SiC单晶片研磨过程材料去除率,为其它单晶材料研磨过程材料去除率的预测和控制提供了重要的参考依据。