造孔剂含量对树脂结合剂硅片减薄砂轮磨削性能的影响

为改善硅片背面减薄效果,在树脂结合剂硅片减薄砂轮里添加造孔剂。通过体积密度测试、扫描电镜观察和磨削实验,研究造孔剂含量对树脂结合剂砂轮结构和磨削性能的影响。结果表明:随着造孔剂体积分数增加、投料比降低,砂轮内部孔隙率增大;且磨削实验证明造孔剂可以提高硅片的表面质量。当造孔剂添加体积分数在10%、体积密度投料比控制在75%时,树脂结合剂硅片减薄砂轮在磨削过程中具有较好的综合磨削性能,磨削出来的硅片表面粗糙度R_a、R_z、R_y值波动范围小,与其他条件下的砂轮磨削的硅片相比,表面一致性好。      

树脂结合剂CBN砂轮表面状态对磨削表面粗糙度的影响

本文介绍了树脂结合剂ＣＢＮ砂轮表面状态的评价参数；试验研究了ＣＢＮ砂轮表面磨粒凸出高度和容屑比对磨削表面粗糙度的影响。根据试验研究结果，提出了降低树脂结合剂ＣＢＮ砂轮磨削表面粗糙度的有关措施。     

金刚石砂轮树脂结合剂的性能分析

金刚石树脂砂轮的磨削性能在很大程度上取决于结合剂的性能。目前,金刚石树脂砂轮普遍采用溶液聚合热塑性酚醛树脂作结合剂,此结合剂存在着易吸潮结团、混料困难、不易长期存放,需加固化剂才能固化,且固化过程中有大量的有害气体溢出,使用时需要加工成粉末等缺点。为克服以上不足,采用悬浮聚合热固性酚醛树脂作金刚石树脂砂轮的结合剂,可较好的解决以上问题。本文通过采用粒度分析、红外光谱分析、差热分析、失重分析及色泽对比等分析手段对悬浮聚合热固性酚醛树脂的理化性能进行了分析比较,并对该树脂结合剂在金刚石砂轮上的应用进行了磨削对比试验。由于热固性酚醛树脂结合剂具有强度高、耐热性好、颗粒粉末细、分散流动性好及使用方便等特点,试验结果表明．用悬浮聚合热固性酚醛树脂结合剂研制的金刚石砂轮其综合性能及磨削效果均优于溶液聚合热塑性酚醛树脂结合剂金刚石砂轮。     

陶瓷结合剂CBN砂轮磨削表面粗糙度的试验研究

本文通过一系列的试验，研究了陶瓷结合剂CBN砂轮磨削表面粗糙度的变化规律及其特点，建立了相应磨削表面粗糙度的经验公式。     

金刚石砂轮磨削铁氧体的表面粗糙度与形貌分析

本文研究了树脂结合剂金刚石砂轮磨削铁氧体材料时,磨削深度、工件进给速度对磨削表面粗糙度和材料去除方式的影响规律,以此探索提高铁氧体磨削表面质量的有效途径。采用单因素法设计试验方案对铁氧体进行磨削,测量表面粗糙度数据并对其进行方差分析,对铁氧体磨削表面形貌进行观察。结果表明：随着磨削深度、工件进给速度的增加,表面粗糙度值升高,同时表面塑性痕迹减少,脆性断裂痕迹增加,且磨削深度对表面粗糙度的影响要比工件进给速度的更显著,因此,制定磨削工艺时,考虑到粗磨为了提高效率,降低表面损伤,优化得到磨削工艺为磨削深度5μm,工件进给速度10 m/min;精磨为了获得较低的表面粗糙度,采用磨削深度5μm、工件进给速度为5 m/min,可以提高磨削表面延展性。     

树脂结合剂金刚石砂轮精密磨削单晶硅片的磨削力研究

通过对树脂结合剂金刚石砂轮磨削单晶硅片的轴向磨削力Fz的变化规律的研究,分析了单晶硅片在磨削过程中轴向磨削力与磨削工艺参数之间的关系。通过改变砂轮的轴向进给速度、砂轮线速度和砂轮粒度等工艺参数,找出了这些工艺参数对轴向磨削力Fz的影响规律,并建立了轴向磨削力的经验公式。结果表明:树脂结合剂金刚石精密磨削单晶硅片时,轴向磨削力随着砂轮的轴向进给速度vf和磨粒粒径的增大而增大,随着砂轮线速度vs的增大而减小,且这三个工艺参数中,砂轮轴向进给速度vf对轴向磨削力的影响最大。     

陶瓷结合剂金刚石砂轮组织结构对其性能的影响

研究单晶硅片磨削用陶瓷结合剂金刚石砂轮的组织结构对砂轮性能的影响,评估砂轮组织结构对砂轮磨损速率、磨床主轴电流、磨削后的单晶硅片表面粗糙度及其表面形貌的影响。试验结果显示:主轴电流随着砂轮组织中孔隙率的增加呈现下降趋势,从最高的7.0 A降低至6.3 A;砂轮的磨损速率则表现出相反的规律,气孔率最大的砂轮的磨损速率是最小的砂轮的近2倍,分别为2.525 2 μm/片和1.423 8 μm/片;砂轮组织结构对磨削后工件的表面粗糙度影响不大,工件的表面粗糙度R_a值分别为7.67、7.47和7.37 nm;但当气孔孔径过大、孔壁变薄时,会造成磨削工件表面出现深划痕,导致硅片磨削质量恶化。      

利用光固化成形技术开发树脂结合剂砂轮

为适应当前工业发展的需要，应对树脂结合剂砂轮加以改进。我们提出了一种有发展前途的利用光固化成形技术制作树脂结合剂砂轮(树脂层叠砂轮，RP砂轮)的方法。砂轮是利用光固化树脂／磨粒混合物制作的。本文叙述了一些基本研究成果。首先我们通过固化试验揭示出光固化成形条件。然后开发出一种专用光固化成形装置(砂轮A)，用来制作1A1型砂轮和磨头，并进行磨削试验。与工业酚醛树脂结合剂砂轮相比，RP砂轮的主要优越性为：(1)大大缩短了砂轮制作时间，只要10分钟即可；(2)磨粒很少发生凝聚；(3)砂轮磨损少，加工表面粗糙度得到改善。     

磨料质量分数对磨硅片用金刚石砂轮磨削性能的影响

采用改进的凝胶注模技术制备多孔陶瓷结合剂超细金刚石砂轮,研究6种不同质量分数磨料(质量分数分别为27%、30%、33%、36%、39%、42%)的多孔金刚石砂轮的显微结构和磨削性能。结果表明:磨料的质量分数直接影响砂轮磨削时的磨削电流、砂轮磨损速率,进而影响硅片磨削后的表面一致性。使用磨料质量分数为39%的砂轮时,硅片磨削后可获得粗糙度为4.8 nm的光滑表面。      

Vitreous bond silicon carbide wheel for grinding of silicon nitride

This study investigates the grinding of sintered silicon nitride using a SiC wheel with a fine abrasive grit size and dense vitreous bond. The difference of hardness between the green SiC abrasive and sintered Si₃N₄ workpiece (25.5 vs. 13.7 GPa) is small. Large grinding forces, particularly the specific tangential grinding forces, are observed in SiC grinding of Si₃N₄. The measured specific grinding energy is high, 400–6000 J/mm³, and follows an inverse relationship relative to the maximum uncut chip thickness as observed in other grinding studies. The SiC wheel wears fast in grinding Si₃N₄. The G-ratio varies from 2 to 12. Two unique features in SiC grinding of Si₃N₄ are the trend of increasing G-ratio at higher material removal rate and the excellent surface integrity, with 0.04–0.1 μm R_a and no visible surface damage. For a specific material removal rate, surface cracks along the grinding direction are generated on the ground surface. The problem of chatter vibration was identified at high material removal rates. Periodic and uneven wheel loading marks and clusters of workpiece surface cracks across the grinding direction could be observed at high material removal rates. This study demonstrates that the SiC grinding wheel can be utilized for precision form grinding of Si₃N₄ to achieve good surface integrity under a limited material removal rate.     

金刚石砂轮磨削单晶硅片面形变化规律

磨削减薄过程中,硅片表面产生亚表面损伤,其中的残余应力使硅片产生翘曲变形。因此,研究无光磨磨削时的硅片面形变化规律以评价其加工质量。使用金刚石砂轮无光磨磨削厚度400μm和450μm的硅片并测量其面形。将硅片面形数据从中心向边缘沿径向分割成5个环带,分别研究其面形拟合弯曲曲率半径变化。结果显示:从中心区域到边缘区域,硅片的变形量增大,说明无光磨硅片上的残余应力变大,即磨削加工损伤增大。同时,研究还发现晶向对硅片变形有显著影响,〈110〉晶向区变形与〈100〉晶向区变形差异明显。      

基于钎焊涂覆的树脂结合剂金刚石砂轮及性能研究

利用钎焊方法对单晶RVD和多晶PDGF1 2种金刚石磨料表面进行涂覆,制备涂覆前后4种磨料的树脂结合剂金刚石砂轮。研究钎焊过程对金刚石磨粒表面形貌和力学性能的影响,并测试不同砂轮加工硬质合金时的磨削性能。结果表明:钎焊涂覆方法可以在金刚石磨料表面有效包覆一层钎料合金涂层,涂层与金刚石磨粒间形成TiC界面结合。与涂覆前磨粒相比,涂覆后RVD磨粒的冲击韧性(TI)值减小了6%,PDGF1磨粒的TI值增大了42%。用钎焊涂覆PDGF1磨料制作的树脂结合剂金刚石砂轮拥有更低的磨削力和更高的磨削比, 但用钎焊涂覆RVD磨料制作的树脂结合剂金刚石砂轮的结果则相反。在相同加工参数下,4种砂轮磨削硬质合金的表面形貌相似,其表面粗糙度在0.50～0.68 μm。      

钎焊金刚石砂轮打磨钢轨的性能试验研究

针对树脂砂轮打磨钢轨时存在的火花大、粉尘污染等缺点,设计并制作钢轨打磨用单层钎焊金刚石砂轮。通过钎焊金刚石砂轮和树脂砂轮的钢轨打磨试验对比,对钎焊金刚石砂轮的综合性能进行评价。试验结果表明:在稳定打磨阶段,相比树脂砂轮,钎焊金刚石砂轮的磨削效率高、磨削电流小、磨削火花小,打磨后的工件表面粗糙度好;钎焊金刚石砂轮的主要失效原因是磨屑黏附。      

烧结陶瓷结合剂碳化硅磨具显微结构研究

通过电子探针微区分析研究了黏土-长石-石英系烧结陶瓷结合剂碳化硅磨具的显微结构特征,重点研究了结合剂的显微结构。结果表明:结合剂呈典型的烧结状态,有大量的相界和微细裂纹,结合剂和磨粒的结合紧密程度不一;结合剂中有尺寸较大的气孔,最大可达50μm。能谱分析和元素面分布分析表明:结合剂物相主要由玻璃相和残留石英组成,在较大颗粒的残留石英内部及其周围发育有裂纹。此外,本文对磨具显微结构与磨具性能之间的关系作了理论探讨。     

Residual stress analysis on silicon wafer surface layers induced by ultra-precision grinding

Grinding residual stresses of silicon wafers affect the performance of IC circuits. Based on the wafer rotation ultra-precision grinding ma-chine, the residual stress distribution along grinding marks and ground surface layer depth of the ground wafers are investigated using Raman microspectroscopy. The results show that the ground wafer surfaces mainly present compressive stress. The vicinity of pile-ups between two grinding marks presents higher a compressive stress. The stress value of the rough ground wafer is the least because the material is removed by the brittle fracture mode. The stress of the semi-fine ground wafer is the largest because the wafer surface presents stronger phase trans-formations and elastic-plastic deformation. The stress of the fine ground wafer is between the above two. The strained layer depths for the rough, semi-fine, and fine ground wafers are about 7.6 m, 2.6 m, and 1.1 m, respectively. The main reasons for generation of residual stresses are phase transformations and elastic-plastic deformation.     

强力砂轮在硬质合金刀具精密磨削中的性能研究

对强力砂轮磨粒晶形,磨削层结合剂成分,砂轮磨损情况,砂轮磨削力以及所磨削的刀具外观质量等方面进行了研究。结果表明:磨削层的结合剂成分会影响砂轮的自锐性;且在相同的磨削条件下,磨粒的晶形不仅直接影响砂轮自身的磨削力和磨损性能,而且决定了所磨削刀具的外观和表面质量。