超精密磨床監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā).pdf

1、大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要硅片超精密磨床是半導(dǎo)體集成電路CIC)制造中的關(guān)鍵設(shè)備，主要應(yīng)用在大直徑硅片制造和背面減薄加工中。在硅片超精密磨削加工中，為提高硅片的磨削加工精度，對(duì)磨削加工的過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控是硅片超精密磨削技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)之一。在硅片磨削過(guò)程中，磨削力是綜合反映工件材料性質(zhì)和狀況、砂輪特性和磨損狀態(tài)、加工用量和工藝系統(tǒng)參數(shù)等因素的一個(gè)重要物理參量。通過(guò)在磨削加工過(guò)程中在線檢測(cè)磨削力，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行加工參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整，是

2、實(shí)現(xiàn)可控制超精密磨削的有效技術(shù)途徑。為了保證硅片加工精度和厚度尺寸的一致性，還必須對(duì)硅片的厚度進(jìn)行在線測(cè)量，并根據(jù)其檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)控制磨床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。此外，硅片通過(guò)真空吸盤夾緊，真空吸盤的夾緊力不僅要保證硅片可靠夾緊，而且對(duì)硅片加工面形精度有影響。根據(jù)這些要求，自行設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了了硅片超精密磨床監(jiān)控系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)磨削力在線監(jiān)測(cè)、真空吸盤的真空度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、硅片厚度在線測(cè)量以及機(jī)床運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作控制等功能。所設(shè)計(jì)的接觸式硅片厚度在線測(cè)量裝置使用兩個(gè)差

3、動(dòng)變壓器式位移傳感器的測(cè)頭，利用臺(tái)階式測(cè)量原理，實(shí)時(shí)測(cè)量出硅片的厚度值。磨削力的測(cè)量使用石英壓電力傳感器，可以測(cè)量出磨削過(guò)程中三個(gè)方向的磨削力的大小，并通過(guò)實(shí)時(shí)與闡值的比較，監(jiān)控磨削過(guò)程。真空吸盤真空度的測(cè)量使用擴(kuò)散硅壓力傳感器，實(shí)時(shí)測(cè)量出真空度的大小，保證硅片在加工過(guò)程中可靠夾緊。所研制的磨床監(jiān)控系統(tǒng)硬件構(gòu)成以PC機(jī)為主機(jī)，數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)字輸入輸出卡作為過(guò)程輸入通道和過(guò)程輸出通道，實(shí)現(xiàn)測(cè)量信號(hào)的輸入與控制信號(hào)的輸出。本系統(tǒng)是實(shí)時(shí)監(jiān)控系

4、統(tǒng)，采用VisualC作為軟件開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)對(duì)硅片厚度、磨削力和真空壓力信號(hào)的采集、數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，超出闡值報(bào)警并采取保護(hù)措施通過(guò)輸出開(kāi)關(guān)量控制電磁閥和繼電器的通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)磨床設(shè)備的動(dòng)作控制:還可以通過(guò)對(duì)加工不同階段的硅片厚度值的檢測(cè)發(fā)出控制信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)砂輪進(jìn)給速度。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，所研制的硅片厚度測(cè)量裝置可以較為精確的檢測(cè)硅片厚度，監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高速實(shí)時(shí)磨削力信號(hào)檢測(cè)，可以監(jiān)測(cè)并顯示真空度的大小。系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、性能可靠，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的設(shè)

5、計(jì)目標(biāo)，為超精密磨床的研制和開(kāi)發(fā)以及硅片超精密磨削工藝的研究提供了技術(shù)支持。關(guān)鍵詞:超精密磨床:硅片厚度:磨削力真空度:監(jiān)控系統(tǒng)一I獨(dú)創(chuàng)性說(shuō)明作者鄭重聲明:本碩士學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫的研究成果，也不包含為獲得大連理工大學(xué)或其他單位的學(xué)位或證書所使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的貢獻(xiàn)均己在論文中做了明確的說(shuō)明并表