大径厚比纯铜薄片的超精密加工研究

发布时间：2024-04-23 21:28

　　在弱刚性构件的极端制造研究中,铜因刚度较弱且具有优良的导电性、导热性及延展性,而成为典型的研究对象。为满足精密物理实验需求,常需要高面形精度、高表面质量、无划痕及无腐蚀缺陷的大径厚比纯铜薄片(径厚比≥25)。目前,大径厚比纯铜薄片的加工主要采用金刚石精密飞切和金刚石精密车削技术,加工成本高且加工后期内部残余应力释放使得铜片的面形始终达不到高精度面形控制要求。为解决大径厚比纯铜薄片加工后面形精度差的问题,本文提出了基于CMP辅助的软质磨垫加工工艺方法。从运动学角度分析了铜片表面材料均匀性去除规律。通过建立磨粒相对铜片的运动方程,分析了不同转速比、磨粒位置及初始相位对磨粒运动轨迹的影响。通过仿真结果可知,转速比对磨粒运动轨迹有着明显影响,主要影响磨粒轨迹的形状及轨迹的疏密程度。磨粒位置主要影响磨粒轨迹在工件上的相对位置。初始相位对磨粒轨迹无影响,但会影响轨迹转过的角度。由定偏心式研磨均匀性函数可知,当转速比为1时,被加工表面可以得到完全均匀去除。从软质磨垫磨粒群切削深度分布的角度分析了铜片表面材料均匀性去除规律。通过建立软质磨垫磨粒群切削深度分布模型,分析了磨料粒度号对磨粒群切削深度分布的...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 金属铜加工国内外研究现状
        1.2.1 T2紫铜的特性
        1.2.2 铜镜面加工的研究
        1.2.3 铜化学机械抛光技术的研究
    1.3 超精密平面加工方式及技术研究
    1.4 大径厚比纯铜薄片加工工艺方法的提出
    1.5 课题来源与本文主要研究内容
        1.5.1 课题来源
        1.5.2 本文主要研究内容
第2章 软质磨垫加工纯铜薄片的运动学分析
    2.1 引言
    2.2 研磨加工中铜片受力分析
    2.3 研磨加工中铜片上任意一点速度分析
    2.4 研磨加工中的运动轨迹分析
        2.4.1 铜片与研磨垫间的相对运动分析
        2.4.2 研磨均匀性分析
    2.5 本章小结
第3章 软质磨垫磨粒群切削深度分布模型的研究
    3.1 引言
    3.2 单颗磨粒受力分析
        3.2.1 单颗磨粒受力下陷位移分析
        3.2.2 磨粒与铜片间磨削力模型的建立
        3.2.3 磨粒与软质磨垫间磨削力模型的建立
    3.3 游离磨粒粒度分布研究
    3.4 软质磨垫磨粒群切削深度分布模型的建立
    3.5 磨料粒度号对磨粒群切削深度分布的影响
    3.6 本章小结
第4章 大径厚比纯铜薄片的研磨工艺实验研究
    4.1 引言
    4.2 实验材料及检测仪器
    4.3 研磨工艺参数正交试验
        4.3.1 正交试验设计方法
        4.3.2 试验设计
        4.3.3 实验结果分析和讨论
    4.4 磨粒粒径对铜片面形精度的影响
        4.4.1 试验条件
        4.4.2 试验结果与讨论
    4.5 本章小结
第5章 大径厚比纯铜薄片的抛光工艺实验研究
    5.1 引言
    5.2 铜CMP主要影响因素
        5.2.1 化学成分因素
        5.2.2 抛光垫的选择
    5.3 铜CMP材料去除机理
    5.4 纯铜薄片CMP实验
        5.4.1 抛光试验设计
        5.4.2 实验结果与分析
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间参加的科研项目和成果



本文编号：3962774