3英寸SiC衬底无架行星式双面抛光运动学分析

来源期刊：功能材料2015年第18期

论文作者：张鹏 冯显英 杨静芳

文章页码：18105 - 18111

关键词：行星差动轮系;抛光轨迹;ADAMS;3英寸碳化硅衬底;

摘    要：针对3英寸SiC衬底的精密抛光加工,设计了其无架行星式适应性双面抛光机构的几何模型。推导了抛光垫上任一点磨粒A相对SiC衬底的运动轨迹方程。利用C#和Matlab联合仿真对太阳轮、行星轮、齿圈以及抛光盘转速和运动轨迹的曲率等工艺参数进行了分析。基于ADAMS工具,进行了双面抛光的运动学仿真,得到了3英寸SiC衬底表面5点的位移、速度、加速度随时间变化的曲线。仿真结果表明,当齿圈和太阳轮转速比m=-1.25;抛光盘和太阳轮转速比n=1;磨粒分布半径（RA）适当增加时,磨粒在晶片上走过的轨迹范围增大;得到的抛光轨迹更加均匀。根据仿真的最优参数进行实验,机械抛光后获得了材料去除率（MRR）为1²μm/h,表面粗糙度（Ra）小于2nm,总厚度变化（TTV）、弯曲度（BOW）、翘曲度（Warp）均小于15μm的SiC衬底。验证了理论模型的正确性和虚拟样机的合理性。