机械设计制造及其自动化_毕业论文基于LS-DYNA的不锈钢的不锈钢基板CMP磨粒动态特性研究

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1、本科毕业设计（论文）基于LS-DYNA的不锈钢基板CMP磨粒动态特性研究学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化（机械电子方向）年级班别2009级提高(1)班学号3109000442学生姓名罗志强指导教师魏昕2013年5月摘要不锈钢基板是新一代液晶显示器的衬底以及薄膜太阳能电池柔性衬底的首选材料之一。表面粗糙度较低(Ra<5nm)的精密不锈钢箔可以满足柔性显示器以及柔性薄膜太阳能电池对柔性基板的要求。化学机械抛光技术(CMP)是近年来适用于超大规模集成电路(ULIC)纳米级制造的唯一方法。相对于化学抛光，电化学抛光以及机械抛

2、光等，化学机械抛光将待抛光工件在一定的压力及抛光液的存在下相对于一个抛光垫作旋转运动，借助抛光液中磨粒的机械磨削及化学氧化剂的化学腐蚀作用来完成对工件表面的材料去除，并获得光洁表面。因而CMP使得不锈钢基板的纳米级加工变为可能。在不锈钢CMP过程中，磨粒跟随抛光垫作圆周运动并且同时受不锈钢基板以及抛光垫的压力。ANSYS/LS-DYNA是世界上最著名的通用显式动力分析程序，能够模拟真实世界的各种复杂问题，因此通过ANSYS/LS-DYNA来仿真出磨粒的动态特性在理论上是可行的。本论文通过运用ANSYS/LS-DYNA软件对磨粒

3、轨迹以及运动特征进行研究，从而得出不锈钢基板在化学机械抛光中的应力以及应变，为进一步对CMP材料去除机理的研究提供理论依据，并对前面理论分析的结果进行验证，进而提高工件表面加工质量，获得满足产品要求不锈钢表面。关键词：不锈钢基板，化学机械抛光，ANSYS/LS-DYNA，动态特性，材料去除率注：本论文题目源于教师的省级科研项目，项目编号为：。1AbstractStainlesssteelsubstrateisoneofThepreferredmaterialofAnewgenerationofflexiblesubstrate

4、LCDsubstrateandthinfilmsolarcells.precisionstainlesssteelfoilwithlowsurfaceroughness(Ra<5nm)canmeettherequirementsoftheflexibledisplayandaflexiblethinfilmsolarbatteriesontheflexiblesubstrate.Inrecentyears,Chemicalmechanicalpolishing(CMP)istheonlywaytonanoscalefabric

5、ationforultralargescaleintegratedcircuit(ULIC).ComparedwithChemicalpolishing,electrochemicalpolishingandmechanicalpolishing,Chemicalmechanicalpolishingmaketheworkpiecetoberotaterelativetothepolishingpadatacertainpressure.CMPremovethematerialthesurfaceoftheworkpiecew

6、ithmechanicalgrindingoftheabrasiveinthepolishingliquidandchemicaletchingeffectofthechemicaloxidizingagent.SowecanObtainsmoothsurfacewithCMPanditcanmakenanoscaleprocessingstainlesssteelsubstratebecomespossible.InthestainlesssteelCMPprocess,abrasivemakeRotationalmotio

7、nfollowedwiththepolishingpadunderthepressureofpolishingpadandtheworkpieceatthesametime.ANSYS/LS-DYNAisoneoftheworld'smostfamousgeneralexplicitdynamicanalysisprogramanditcansimulateallkindsofcomplicatedproblemsintherealworld.Soitistheoreticallyfeasibletosimulatethedy

8、namiccharacteristicsoftheAbrasivebyANSYS/LS-DYNA.Inthisthesis,wecanstudytrajectoryandmotioncharacteristicsoftheparticleanddrawthestressand