硅晶片抛光机的抛光力加载系统的设计

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1、Ｉ中凶分炎号：１０８５６ＴＨ１２２植学校代巧：学弓Ｍ０１０３＂１２１■－兴，皆ｙ￣＾ｘ＾１．硕ｉ学位论文Ｍ，ａｓｔｅｒｓＴｈｅｓｉｓ旌轟片抛光机的抛化力论文题目加载系统的设计专业翌．＾＿＿－作者姓名巧导教师＾完成日期２０１５年１２月上海工程技术大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所递交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研巧工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人

2、或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担一学位论文作者签名：叶＾年０日期！；叫［言月日上海工程技术大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海工程技术大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检ｌ、。索，可ｉｌ采用影印缩印或

3、扫描等复制手段保存和汇编本学位论文保密□，在＿年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密＾ｆ。＂＂（请在Ｗ上方框内打Ｖ）学位论文作者签名〇－；十＾指导教师签名：撕私；１日期：＞４年＾月／９日日期：年月／０日＾中图分类号：TH122学校代码：10856学号：M010313121上海工程技术大学硕士学位论文硅晶片抛光机的抛光力加载系统的设计作者姓名：叶一舟指导教师：姚黎明专业：机械设计及理论学院：机械工程学院申请学位：工学硕士完成时间：2015年12月评阅人：闫如忠王明红答辩

4、委员会主席：唐林成员：许勇雷菊阳UniversityCode：10856StudentID:M010313121DesignofPolishingForceLoadingSystemofSiliconWaferPolishingMachineCandidate:YeYezhouSupervisor:YaoLimingMajor:MechanicalDesignandTheoryCollegeofMechanicalEngineeringShanghaiUniversityofEngineeringSci

5、enceShanghai,P.R.ChinaDecember,2015硅晶片抛光机的抛光力加载系统的设计摘要气动技术与其他传动和控制技术相比，具有结构简单、工作可靠、容易掌握、维修方便、干净、对特殊工作环境适应性强等特点。在对加工环境要求较高的领域中，气动技术用于打磨和抛光工件表面，使工件的表面粗糙度达到期望值。随着社会生产力的发展，人们的生活水平越来越高；这带来的结果就是智能化的家用电器和数码产品越来越多，这里面都要用到大量的数字芯片，数字芯片的主要原料是硅晶片。同时，随着数码产品的不断更新换代，性能

6、越来越好，要求数字芯片的集成度越来越高，这就使得对硅晶片的表面粗糙度和平面度的要求越来越高，尤其是表面粗糙度。硅晶片抛光机是加工硅晶片表面的主要设备，由于对硅晶片表面质量的要求越来越高，多国都对此进行了研究。但基本集中在机械结构、抛光设备的材料、计算机辅助软件的应用、化学抛光技术、抛光盘运行轨迹、抛光机的软件控制系统等方面。近年来，越来越多的抛光机制造企业希望将硅晶片抛光机的抛光力加载系统由主流的滚珠丝杠螺母转变为气动加载，以避免污染环境，但对其的研究还较少，气动加载系统的性能直接决定了加工质量的好坏，

7、本文就是以此为研究对象，力图提高其性能，更好地提升加工质量。本文根据某抛光机制造企业给出的要求，为其设计某款硅晶片抛光机的气动加载系统。利用计算机对该气动加载系统进行仿真分析，使其性能满足要求。对电气比例阀和气缸进行了较深入的研究，对电气比例阀的压力—流量特性分析，可以获得电气比例阀的阀系数，为系统的建模打下基础。气缸的摩擦力引起的爬行现象是影响气动加载系统性能的最主要因素，本文对气缸的摩擦力引起的爬行现象进行分析，求出气缸产生爬行时的临界速度，选择合适的摩擦力补偿方法对气缸的摩擦力进行补偿，降低气缸的

8、摩擦力对整个系统的影响。通过在气动加载系统的控制信号上叠加颤振信号来补偿气缸的摩擦力，并分别结合PID控制和模糊PID控制，通过仿真结果的对比，说明智能控制的优越性。I气动加载系统本质上是气动力控制系统。它属于较新的研究领域，对它的研究具有一定的理论研究意义和实际工程价值。关键词：气动加载系统，气缸的摩擦力，颤振信号，PID控制，模糊PID控制IIDesignofPolishingForceLoadingSystemofSiliconWaf