计算机硬盘基片的亚纳米级抛光技术研究

随着计算机磁头与磁盘间隙的不断减小,硬盘表面要求超光滑(亚纳米级粗糙度)。化学机械抛光技术是迄今几乎唯一的全局平面化技术。研究了抛光液特性与计算机硬盘基片的化学机械抛光性能间的关系,结果表明,抛光后表面的波纹度(Wa)、粗糙度Ra)以及材料去除量强烈依赖于抛光液中磨粒的粒径、磨粒和氧化剂的浓度等因素。借助对抛光后表面的俄歇能谱(AES)分析,对其化学机械抛光机理进行了探讨。

超细氧化铝抛光液的制备及其抛光特性研究

化学机械抛光(CMP)技术广泛用于表面的超精加工,抛光液是CMP技术中的关键要素。本文制备了一种超细Al2O3抛光液,采用激光粒度仪、扫描电镜等对其进行了表征。进而研究了其在镍磷敷镀的硬盘基片CMP中的抛光特性。结果表明抛光液中Al2O3粒子用量、氧化剂用量均直接影响抛光后的表面质量及材料去除速率。借助对抛光后表面的原子力显微镜(AFM)、俄歇能谱以及X射线光电子能谱分析,对其CMP机理进行了推断。

氧化硅/氧化铁复合磨粒用于硬盘基片的抛光研究

本文以HNO3、NaOH、Fe(NO3)3和SiO2浆料为原料,采用沉淀法制备了1种SiO2/Fe2O3复合磨粒,通过X射线衍射仪(XRD)、飞行时间二次离子质谱仪(TOF-SIMS)和扫描电子显微镜(SEM)对其结构进行表征,结果表明Fe2O3包覆到SiO2的表面,复合粒子具有很好的分散性.用UNIPOL-1502抛光机研究了所制备复合磨粒在镍磷敷镀的硬盘基片中的抛光性能,抛光后硬盘基片的表面粗糙度Ra由抛光前的8.87nm降至3.73nm;抛光后表面形貌的显微镜观测结果表明新制备的复合磨粒表现出较好的抛光性能.

计算机硬盘基片的化学机械清洗技术研究

目前,CMP技术对计算机硬盘基片(盘片)进行抛光,盘片表面粗糙度达到原子级平整,抛光后表面的清洗质量直接关系到CMP最终技术水平的高低。采用静态浸泡实验以及浸泡、擦洗、超声清洗实验,结合一系列的表面微观分析,研究了盘片CMP后清洗过程中的化学作用、机械作用以及清洗剂、清洗方式等物理化学要素对CMP后清洗效果的影响。结果表明,CMP后清洗是一种机械作用、化学作用等综合作用的过程。采用优化的清洗工艺及清洗剂,得到了低腐蚀、高洁净、平整的硬盘基片表面。

复合加工参数优化设计

本文阐述了在磺纤维复合材料超声波振动钻削过程中对加工质量产生较大影响的加工参数的优化设计过程,其内容包含了优化数学模型的建立过程,优化计算方法,程序设计方法及计算结果,这个结果对于实现加工过程的计算机优化控制,提高加工质量及加工过程的稳定性,具有一定的意义。

便携式旋转超声振动钻研究

为碳纤维复合材料构件的钻孔，研制出一种便携式旋转超声钻。设计了小型化超声振动系统，并对其主要性能进行了试验分析。对于超声波发生器，提出电流反馈式的搜索电流最大值来实现频率的自动跟踪。还介绍了用步进电机作为驱动元件，兼有压力检测的约束型适应控制。

抛光液pH值、温度和浓度对蓝宝石抛光效率的影响

目的研究抛光液pH值、温度和浓度对化学机械抛光蓝宝石去除率的影响,以提高抛光效率。方法采用CP4单面抛光试验机对直径为50.8 mm C向蓝宝石晶元进行化学机械抛光,通过电子分析天平对蓝宝石抛光过程中的材料去除率进行了分析,采用原子力显微镜(AFM)对蓝宝石晶元抛光前后的表面形貌和粗糙度(Ra)进行了评价。结果蓝宝石在化学机械抛光过程中的材料去除率均随抛光液pH值和温度的升高呈先增大后减小趋势。当抛光原液与去离子水按1:1的体积比混合配制抛光液,KOH调节pH值为12.2,水浴加热抛光液35℃时,蓝宝石抛光的材料去除率(MRR)达到1.119μm/h,Ra为0.101 nm。结论随着pH的增大,化学作用逐渐增强,而机械作用逐渐减弱,在pH为12.2的时候能达到平衡点,此时的MRR最佳;随着温度的升高,化学作用逐渐增强,而机械作用保持不变,抛光液温度为35~40℃时,化学作用与机械作用达到平衡,MRR最佳,当温度高于40℃后,抛光液浓度明显增大,而过高的浓度会导致MRR的减小。抛光液的相关性能优化后,化学机械抛光蓝宝石的MRR较优化前提高了71.4%。