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一种单晶碳化硅晶片的化学集群磁流变复合加工方法
发布时间: 2025-11-03
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
高端装备制造产业,智能制造装备产业
成果介绍
本发明是一种单晶碳化硅晶片的化学集群磁流变加工方法。本发明将单晶碳化硅晶片通过粘结剂粘结在抗磁工具头上，抗磁工具头安装在电机主轴上，抗磁工具头和抛光盘绕各自的轴线旋转的同时，抗磁工具头相对抛光盘做一定幅度的摆动，本发明的方法基于磁流变效应，将磨料及酸碱化学试剂混入磁流变液作为抛光工作液，以磁性体作为基体形成磁流变效应小磨头约束聚集游离磨料，运用集群作用原理由多点磁流变效应小磨头的阵列组合构成柔性抛光膜，控制工件与抗磁抛光盘之间的间距及工件与抛光盘之间的相对转速，减小单晶碳化硅晶片的表面缺陷和损伤层，获得超光滑高质量的表面。本发明发挥了集群磁流变的机械高效率和化学抛光的化学催化优点，抛光效率高。
成果亮点
集群磁流变柔性抛光技术
通过阵列化磁流变小磨头构建自适应柔性抛光膜，实现工件表面共形接触，压力分布均匀性达95%，有效抑制单点应力集中，将亚表面损伤层厚度控制在5nm以内。
多场耦合高效材料去除
融合磁场约束磨料机械作用与酸碱化学催化（pH=10.5-11.5），在4H-SiC晶片表面同步实现化学氧化层生成与机械去除，材料去除率提升至3.8μm/h，较传统工艺提高5倍。
抗磁工具头动态调控
采用抗磁材料工具头配合摆动机构（振幅±2mm，频率2-8Hz），打破磁链连续分布，形成动态抛光轨迹，使表面粗糙度Ra≤0.2nm，波纹度Wt≤1.5nm。
绿色可持续工艺体系
磁性颗粒回收率≥98%，抛光液循环使用次数达10次以上，废水COD值降低70%，满足半导体行业绿色制造标准。
团队介绍
广东工业大学
路家斌; 潘继生; 祝江亭; 阎秋生; 徐西鹏
成果资料
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