www.188betkr.com 讯研磨加工作为SiC晶片加工的一道关键工序，主要用于快速去除前道磨削加工造成的表面缺陷，快速提高晶片的面形精度并降低表面粗糙度，研磨加工的表面质量直接关系到后续抛光的质量。研磨加工可以分为游离磨料研磨和固结磨料研磨。
游离磨料研磨加工
在传统的游离磨料加工中，磨料分散在研磨液中呈游离态，通常以三体摩擦的形式去除工件材料。磨料与研磨盘表面和工件表面形成三体接触。在研磨压力的作用下，一部分磨料嵌入研磨盘内，通过其外露部分对工件进行划擦，从而实现微切削的作用；另一部分磨料则在两个表面之间滚动，对工件进行滚轧，使工件表面微裂纹发生脆性崩裂，从而实现材料去除。
游离磨料研磨加工原理图
游离磨料研磨在加工过程中，对工件的机械应力较小，减少了工件表面损伤和微裂纹的产生，但其加工效率低、工艺控制复杂以及研磨液消耗量大等问题同样造成加工成本高、对环境污染大等一系列问题。
固结磨料研磨加工
由于游离磨料研磨加工存在加工效率低、加工均匀性差、磨料利用率低以及环境污染大等问题，固结磨料加工逐渐受到研究者的广泛关注和重视。固结磨料加工采用结合剂将磨粒牢固固定在研磨盘基体中，通过外露磨粒的微切削刃对晶片表面进行精密耕犁去除，属于典型的“二体摩擦加工模式”。与游离磨料加工相比，固结磨料加工具有磨料分布均匀、加工效率高、工艺控制简单以及环境友好等优势。
固结磨料研磨加工原理图
研究人员利用截面显微检测技术研究固结磨料研磨加工对SiC晶片亚表面损伤的影响，结果表明，在保持相同研磨工艺参数的情况下，固结磨料研磨工艺相较于游离磨料研磨能够有效降低SiC晶片的表面损伤程度。研究结果显示，当固结磨料粒径增大，晶片损伤深度呈现递增趋势。随着研磨压力的增大，晶片损伤深度亦随之增加。
尽管固结磨料加工在高效率、高精度和工艺可控性方面具有显著优势，尤其适合大批量生产和硬脆材料的加工，然而，固结磨具损耗大、加工应力大以及修整时间长等缺点也限制了其应用。为解决这些问题，并进一步提高晶片研磨加工的质量和效率，研究人员在固结磨料研磨加工中引入化学催化反应，原理是在加工过程中对晶片表面进行氧化生成软质氧化层，使磨料更易去除。
例如，有研究人员使用固结磨料研磨盘并在加工过程中加入不同固相氧化剂对单晶SiC进行干式摩擦化学机械研磨，发现固相氧化剂Na2CO3·1.5H2O2在加工过程中对SiC表面氧化作用最好，并且研磨过程中同时加入催化剂Fe2O3能够更好地提升研磨效果。
这种结合了化学作用与固结磨料去除的方法，能有效降低磨具的损耗，提高对工件的材料去除率，同时氧化层一定程度上减少磨粒与SiC晶片直接接触，降低对SiC晶片表面的损伤，但缺点是化学作用与机械作用之间的协调难以控制。
资料来源：
谢记龙：紫外光催化反应固结研磨盘制备及其对单晶SiC研磨性能研究，广东工业大学
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