碳化硅的研磨机理和抛光加工方法
2020年3月14日
发布者：棕刚玉
来源： 登封市元丰磨料耐材厂
硬度大是碳化硅的优点，它的硬度仅次于金刚石，所以常常用来作为砂轮等磨具的磨料,但是在应用时它因材料本身所表现的高脆性、低断裂韧性，使得其在很多领域的应用受到阻碍，因为这些性能会使碳化硅在磨削加工过程中易引起材料的脆性断裂，从而在材料表面留下表面破碎层，且产生较为严重的表面与亚表层损伤，影响了加工精度。
1.碳化硅的研磨机理
硬脆材料进行研磨时，对碳化硅具有滚轧作用或微切削作用，磨粒作用于有凹凸和裂纹的表面上时，随着研磨加工的进行，在研磨载荷的作用下,部分磨粒被压入工件，并用露出的尖端划刻工件的表面进行微切削加工。另一部分磨粒在工件和研磨盘之间进行滚动而产生滚轧作用，使工件的表面形成微裂纹，裂纹延伸使工件表面形成脆性碎裂的切屑,从而达到表面去除的目的。
因为硬脆材料的抗拉强度比抗压强度要小，会在硬脆材料表面的拉伸应力下产生微裂纹，当纵横交错的裂纹延伸且相互交叉时，受裂纹包围的部分就会破碎并崩离出小碎块。此为硬脆材料研磨时的切屑生成和表面形成的基本过程。
由于碳化硅材料属于高硬脆性材料，需要采用特殊的研磨液，碳化硅研磨的主要技术难点在于高硬度材料减薄厚度的精确测量及控制，磨削后晶圆表面出现损伤、微裂纹和残余应力,碳化硅晶圆减薄后会产生比碳化硅晶圆更大的翘曲现象、薄晶圆传输中易碎片等问题。
2.碳化硅的抛光加工
目前碳化硅的抛光方法主要有机械抛光、磁流变抛光、化学机械抛光、电化学抛光、催化剂辅助抛光或催化辅助刻蚀、摩擦化学抛光、等离子辅助抛光等。这些抛光方法存在着材料去除率低、成本高的问题，而且要求的条件苛刻、装置操作复杂，所以目前仍处在实验室范围内，批量的实现可能性不大。
以上为本期“碳化硅的研磨机理和抛光加工方法”的全部内容，对于磨料厂家来说，目前在实际中普遍采用的是化学机械抛光方法，但该抛光技术目前还是停留在半经验控制的状态中，因此车间的操作工人并不能保证稳定的加工质量，而且抛光接触后工件表面往往会残留大量的反应物，因此碳化硅的加工方法在工业领域亟待改善提高。
登封市元丰磨料耐材厂
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