機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化(機(jī)電)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文-文庫(kù)吧
2025-06-24 20:01 本頁(yè)面
【正文】 有蠟拋光生產(chǎn)工藝的參數(shù)提高產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性并有效降低生產(chǎn)成本和工人勞動(dòng)強(qiáng)度。本設(shè)計(jì)設(shè)備所需完成的生產(chǎn)工作，是基于有蠟拋光生產(chǎn)工藝手工操作全過(guò)程演變而來(lái)。本文將簡(jiǎn)單介紹硅單晶片有蠟拋光生產(chǎn)工藝流程，著重講解本設(shè)備機(jī)械自動(dòng)化各部件的設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)目和本設(shè)計(jì)設(shè)備的工作原理和自動(dòng)化運(yùn)行全過(guò)程。本設(shè)備在功能設(shè)計(jì)方向，充分考慮生產(chǎn)需要和人身、產(chǎn)品、設(shè)備的安全。本設(shè)備在自動(dòng)化設(shè)計(jì)方向，充分利用了中央廣播電視大學(xué)本科學(xué)習(xí)所掌握的機(jī)械自動(dòng)技術(shù)。 第一章 硅拋光片基本概念和工藝介紹 硅單晶拋光片的定義 硅單晶拋光片的定義：通過(guò)化學(xué)和機(jī)械作用，來(lái)獲得的表面無(wú)損傷、平整、光亮鏡面的硅單晶硅片，稱(chēng)為硅單晶拋光片。 硅單晶拋光片有許多定性的參數(shù)如 TTV、 TIR、 STIR、 TAPER 等，因?yàn)橄掠萎a(chǎn)品的要求不同，沒(méi)有一個(gè)確定的數(shù)值。 有蠟拋光片工藝常用配件簡(jiǎn)介 硅單晶拋光片在使用手動(dòng)貼片的有蠟拋光工藝生產(chǎn)過(guò)程中，常用到一些設(shè)備或工具，通過(guò)了解常用設(shè)備或工具的性能，能更好的了解硅片自動(dòng)貼片設(shè)備對(duì)有蠟拋光工藝帶來(lái)的影響和提高。在手動(dòng)貼片有蠟拋光工藝中 ，常用的設(shè)備或工具有： 1． 陶瓷盤(pán)：為直徑 520mm 、重量為 15kg 陶瓷材質(zhì)的圓盤(pán) .作用是固定待拋光的單晶硅硅片。 浙江廣播電視大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 第 2 頁(yè)共 13 頁(yè) 2． 自制帶有耐高溫橡膠墊的金屬桿：長(zhǎng)約 徑比與配用硅片的直徑略大，配合金屬桿用來(lái)壓需要固定在陶瓷盤(pán)上的硅片。 3． 拋光機(jī)是拋光生產(chǎn)關(guān)鍵設(shè)備：作用是固定并帶動(dòng)貼有硅片的陶瓷旋轉(zhuǎn)，并能進(jìn)行對(duì)陶瓷盤(pán)加壓、水、拋光液、拋光時(shí)間等一系列控制。 4． 其它輔助工具：如搬高溫陶瓷盤(pán)的石棉手套，對(duì)陶瓷進(jìn)行清潔的酒精和潔凈室專(zhuān)用無(wú)塵布，貼片中用來(lái)便于定位的強(qiáng)光燈。 在使用自動(dòng)貼片 設(shè)備進(jìn)行操作中，除了陶瓷盤(pán)和拋光機(jī)必需的設(shè)備外，別的都不需要使用。 目前使用有蠟拋光片工藝簡(jiǎn)介及特點(diǎn) 硅單晶拋光工藝：是通過(guò)化學(xué)腐蝕和機(jī)械磨擦，從而獲得表面平整，無(wú)損傷的鏡面，以顯露出完美的晶體原子排列面，改善硅片如 TTV、 TAR、 STAR 等重要參數(shù)。硅單晶拋光片的拋光工藝可分為： 有蠟 貼片拋光和無(wú)蠟貼片拋光兩種。 因本自動(dòng)貼片設(shè)備是針對(duì)本人所在公司的生產(chǎn)需要而設(shè)計(jì)的，且本設(shè)備所需要完成的工作，僅是替代有蠟拋光生產(chǎn)工藝中所需完成的手動(dòng)操作，所以發(fā)下只介紹有蠟拋光工藝中本設(shè)計(jì)所替代的手動(dòng)操作步驟。 手動(dòng) 操作的步驟為： 1． 將清洗后的陶瓷把搬運(yùn)至加熱盤(pán)上加熱，等待陶瓷盤(pán)加熱至 120176。 C 左右。 2． 將背面涂有蠟的硅片貼在陶瓷盤(pán)表面，中間貼每一片硅片時(shí)需要不斷檢查陶瓷盤(pán)或硅片背面是否有顆粒沾染。 3． 移動(dòng)貼好硅片還是高溫狀態(tài)的陶瓷盤(pán)至另一操作平臺(tái)。因需要在陶瓷盤(pán)未冷卻之前壓實(shí)硅片，此操作快速且要注意安全。 4． 兩名操作人員拿一根中間固定有耐高溫橡膠墊的橫桿用力壓硅片，兩名操作人員需要配合默契，一片一片的壓。這是手動(dòng)貼片過(guò)程最關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如果操作不當(dāng)，前面的操作要全部重來(lái)，還需重新清洗硅片和陶瓷盤(pán)。 5． 待陶瓷盤(pán)溫 度降至適合上拋光機(jī)進(jìn)行拋光的溫度時(shí)，上拋光機(jī)進(jìn)行拋光工序。 在人工手動(dòng)貼片的過(guò)程中，存在了以下主要缺點(diǎn)： 1． 手動(dòng)貼硅片于陶瓷盤(pán)表面時(shí)，因?yàn)椴缓枚ㄎ?，難免出現(xiàn)背面蠟己熔化，還需要移動(dòng)硅片的情況，這樣部分蠟粘在陶瓷盤(pán)上，硅片與陶瓷盤(pán)之間的蠟己不均勻，貼片后出現(xiàn)粘接不牢或壓緊后與陶瓷表面不平行。 2． 人身體部位過(guò)多的與硅片接觸或身體過(guò)多的在陶瓷盤(pán)上方操作，都使硅片或陶瓷盤(pán)沾污過(guò)多的顆粒，使壓緊硅片后，出現(xiàn)硅片局部的向上凸起。 3． 兩名操作人員同時(shí)做下壓動(dòng)作，難免出現(xiàn)配合不默契或用力不均，使硅浙江廣播電視大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 第 3 頁(yè)共 13 頁(yè) 片表面與陶瓷盤(pán)表面的 平行度差。 4． 操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大。 5． 人為操作生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性差，工藝參數(shù)無(wú)法控制，產(chǎn)量和成品率太低。 第 2 章 設(shè)計(jì)任務(wù)和目的 設(shè)計(jì)任務(wù)和目的 本設(shè)計(jì)目的和任務(wù)，就是使用一臺(tái)自動(dòng)化機(jī)電設(shè)備，完成整個(gè)單晶硅片在陶瓷盤(pán)上的貼片工作，并且執(zhí)行的結(jié)果要比人工操作方法在操作和工藝方面要有所提高。能通過(guò)一名操作人員簡(jiǎn)單的操作就能完成整個(gè)貼片過(guò)程，整個(gè)貼片操作過(guò)程可以做到硅片不與人體接觸，從放入硅片后到所有硅片有效的貼在陶瓷盤(pán)上出來(lái)完全自動(dòng)完成，這樣就對(duì)自動(dòng)貼片設(shè)備提出了基本的要求： 1． 要求操作方便。通過(guò)一 名操作人員簡(jiǎn)單的操作，能完成整個(gè)從放入硅片到整陶瓷盤(pán)硅片貼好全過(guò)程。 2． 要求自動(dòng)化程度高。操作人員在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中不能與硅片有直接接觸。 3． 要求設(shè)備有局部環(huán)境凈化能力，使其硅片減少顆粒沾污，有效提高產(chǎn)品質(zhì)量和成品率。 4． 要求設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，便于設(shè)置和控制工藝參數(shù)。 5． 要求操作安全，低成本，便于維修。 自動(dòng)與手動(dòng)貼片工藝對(duì)比 自動(dòng)貼片設(shè)備與手動(dòng)貼片的對(duì)比可以明顯發(fā)現(xiàn)，自動(dòng)設(shè)備存在諸多優(yōu)點(diǎn) : 1． 操作簡(jiǎn)單，勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。 2． 因?yàn)椴慌c人體接觸和有局部?jī)艋芰?，其顆粒沾污大大減少，有效提高產(chǎn)品質(zhì) 量和成品率。 3． 人為因素的排除，在生產(chǎn)過(guò)程中改進(jìn)生產(chǎn)工藝，能及時(shí)有效的得到工藝參數(shù)和控制產(chǎn)品的穩(wěn)定性。 4． 減少操作人員，減少中間清潔、搬運(yùn)等操作。有效提高產(chǎn)量，明顯降低生產(chǎn)成本。 第 3 章 設(shè)備 設(shè)計(jì) 要求 完成生產(chǎn)需要的設(shè)備基本參數(shù)要求 在硅單晶片有蠟拋光生產(chǎn)工藝過(guò)程中，有一些需要必需保證的參數(shù)，以保證不同規(guī)格的硅片貼片至拋光各工序工作的順利完成。如貼片的壓力需要在200500N 可調(diào)，陶瓷盤(pán)要加熱至
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