Electrolyte composition and removal mechanism of Cu electrochemical mechanical polishing

The optimization of electrolytes and the material removal mechanisms for Cu electrochemical mechanical planarization （ECMP） at different pH values including 5-methyl-1H-benzotriazole （TTA）, hydroxyethylidenediphosphoric acid （HEDP）, and tribasic ammonium citrate （TAC） were investigated by electrochemical techniques, X-ray photoelectron spectrometer （XPS） analysis, nano-scratch tests, AFM measurements, and polishing of Cu-coated blanket wafers. The experimental results show that the planarization efficiency and the surface quality after ECMP obtained in alkali-based solutions are superior to that in acidic-based solutions, especially at pH=8. The optimal electrolyte compositions （mass fraction） are 6% HEDP, 0.3% TTA and 3% TAC at pH=8. The main factor affecting the thickness of the oxide layer formed during ECMP process is the applied potential. The soft layer formation is a major mechanism for electrochemical enhanced mechanical abrasion. The surface topography evolution before and after electrochemical polishing （ECP） illustrates the mechanism of mechanical abrasion accelerating electrochemical dissolution, that is, the residual stress caused by the mechanical wear enhances the electrochemical dissolution rate. This understanding is beneficial for optimization of ECMP processes.     

几种金属副在NaCl溶液中的抗蚀耐磨性能评价

应用电化学测试手段，针对20、2Cr13、QAl 9-2、QA l 10-3-15和QAl 10-4-4五种材料试件，分别测定了它们在NaCl溶液中的腐蚀电位及与QAl 9-2偶接时的电偶腐蚀电流的变化.并对几种铝青铜材料和QAl 9-2构成的摩擦副进行了摩擦磨损性能分析.结果表明，铝青铜材料的抗腐蚀性比钢好.其中QAl 10-4-4的腐蚀电位最为偏正，但它与QAl 9-2配副会对QAl 9-2产生较大的阳极电偶腐蚀；QAl 9-2与QAl 9-2相配时的电偶腐蚀最小，但其摩擦相溶性最差；而QAl 9-2与QAl 10-3-15材料副的抗电偶腐蚀能力和摩擦相溶性均佳.     

化学机械研抛过程流体和磨粒分布特性仿真

为深入理解化学机械抛光过程中的摩擦磨损机理,仿真研究了不同工况对抛光作用的影响规律.建立考虑多相流和离散相的三维CFD模型,研究不同工况下晶片和抛光垫间抛光液的速度和压力分布以及抛光磨粒的分布规律.结果表明:膜厚越小,抛光垫和晶片的转速越大,磨粒的分布密度越小.对流体速度和压力分布规律以及磨粒分布特性进行仿真分析,研究抛光过程中磨粒对晶片表面的动压作用过程.用疲劳断裂能量守恒理论,建立可定量分析各种工况下材料去除率的预测模型,采用Matlab软件对去除率模型进行仿真计算,得到不同工况下碳化硅晶片的去除率曲线.结果表明,抛光垫转速越大,膜厚越小,材料去除率越大,但去除率随着抛光的进行呈现减小的趋势.相比抛光垫转速对去除率的影响,膜厚对去除率的影响较小.     

单晶SiC的化学机械抛光及其增效技术研究进展

为了解决传统SiC化学机械抛光(CMP)加工效率低的问题,针对单晶SiC表面抛光质量和材料去除率指标,综述了应用传统碱性抛光液、混合磨粒抛光液及含强氧化剂抛光液对单晶SiC进行化学机械抛光的研究现状;为了提高SiC-CMP的化学和机械两方面作用,对SiC-CMP催化辅助增效技术、SiC电化学机械抛光(ECMP)技术、固结磨料抛光、光催化辅助抛光等增效新技术进行了系统综述;对SiC-CMP及其增效技术进行了分析、讨论,指出了当前的研究难点,展望了进一步提高单晶SiC抛光效率的研究方向.     

零传动滚齿机热变形的仿真分析与对齿轮加工影响研究

零传动滚齿机运转时由于主轴热源发热,会使工件主轴与滚刀主轴受热产生变形,继而影响工件尺寸加工精度。为了研究滚齿机热变形,采用ANSYS软件对热变形进行仿真分析。运用CREO建模软件建立机床三维模型并导入ANSYS,通过理论计算得到模型的边界条件,之后选用稳态分析来确定主轴热平衡状态下的温度场分布,在此基础上进行热—结构的耦合场分析,得到主轴三维热变形量。仿真结果证明了在高精度滚齿加工机床中热变形对精度的影响十分显著,为热变形的补偿提供有力的依据。     

部分膜点接触弹流的完全数值分析

本文采用直接迭代法对部分膜点接触弹流进行了完全地数值求解。求得了在不同工况和不同表面形貌参数下的油膜厚度、流体动压力及微峰接触压力的分布;并对表面粗糙废及其纹理方向对微峰接触载荷、中心膜厚、最小膜厚、压力峰的大小和位置的影响进行了分析研究。     

电化学表面氧化处理的TC4在水基介质中的耐蚀耐磨行为

在销-盘式摩擦磨损试验机上,利用构建的三电极电化学测量分析系统,分别研究了在水、H2SO4、NaOH、NaCl溶液中进行静、动态电化学表面氧化处理后的TC4钛合金的耐蚀及耐磨性.结果表明,动态和静态条件下施加阳极处理电压都能使TC4表面产生氧化膜,氧化膜的耐蚀性与所加电压、载荷的大小有关;动态研磨过程中表面氧化膜生成与机械去除的过程是同时进行的;在水溶液中产生的氧化膜的耐腐蚀性最好.     

一种新型阴离子型表面活性剂的合成研究

以2-十二酮、丙三醇和丙磺酸内酯为原料，通过两步法合成出一种新型的缩醛型可降解表面活性剂——3-[（2-癸基-2-甲基-1,3-二氧杂环戊烷-4）-甲氧基]丙烷-1-磺酸钠盐。产物结构经红外光谱和核磁共振氢谱分析表征，数据结果显示产品为目标产物。通过利用电化学方法测定产物的电导率，分析产物水溶液物理性质与浓度关系，测定表面活性剂的临界胶束浓度接近8．0×10^-3mol／L。     

船用继动器壳体材料的腐蚀性能分析

用电化学测试手段分别测定了 2 0钢、2Cr1 3、QAl9 2、QAl 1 0 3 1 .5和QAl1 0 4 4等 5种材料在NaCl溶液中的腐蚀电位及与QAl9 2偶接时的电偶腐蚀电流的变化 ,并对测试后各试样的腐蚀状态进行了观察。结果表明 ,铝青铜材料的抗腐蚀性比钢好。其中QAl 1 0 4 4的腐蚀电位最为偏正 ,但它与QAl9 2配副会对QAl 9 2产生较大的阳极电偶腐蚀 ;QAl9 2和QAl 1 0 3 1 .5材料与QAl 9 2配副均有较好的耐电偶腐蚀性能。研究结果对继动器壳体材料的选择具有指导意义     

两段斜井提升系统在发耳煤矿的应用

发耳煤矿斜井提升分为两部分,为了满足每段斜井的安全提升,分别进行提升设备选型,并对采用设备的主要技术参数进行验算。通过验算得出结论:第1段采用JK-3.5/20E型滚筒直径3.5 m,宽2.5 m的单筒提升机一台,32 NAT6×19S+FC1570ZS钢丝绳;第2段采用JKY2.5/2型滚筒直径2.5 m,宽2 m的单筒矿用防爆液压提升机一台,28NAT6×19S+FC1570 ZS钢丝绳,满足了发耳煤矿两段斜井提升系统提升要求,保证了发耳煤矿提升系统的安全运行。