固態照明，作為(wei)全球公(gong)認的高效(xiao)節(jie)能途(tu)徑，隨著高亮(liang)度發光(guang)二極管(guan)（LED）的出現(xian)，實現(xian)了(le)從指示燈到照明領域的重大變革(ge)。我國(guo)半導體照明工(gong)程(cheng)的啟動(dong)，更是推動(dong)了(le)LED產業邁向快速發展階段。在(zai)半導體照明產業中(zhong)，襯底是技(ji)術發展的基石(shi)與核心材料(liao)。藍(lan)寶(bao)石(shi)（α-Al?O?）憑借其卓(zhuo)越的物(wu)理、化(hua)學和(he)光(guang)學特性(xing)，成為(wei)常用(yong)(yong)的襯底和(he)窗(chuang)口(kou)材料(liao)，如在(zai)LED襯底和(he)紅外窗(chuang)口(kou)中(zhong)廣(guang)泛應用(yong)(yong)。為(wei)提升藍(lan)寶(bao)石(shi)加工(gong)質(zhi)量，科(ke)研人員將超(chao)聲振(zhen)動(dong)引(yin)入(ru)CMP，開發出藍(lan)寶(bao)石(shi)超(chao)聲振(zhen)動(dong)輔(fu)助化(hua)學機械(xie)拋(pao)(pao)光(guang)（UV-CMP）工(gong)藝(yi)。該(gai)工(gong)藝(yi)將超(chao)聲振(zhen)動(dong)施加于(yu)旋轉拋(pao)(pao)光(guang)頭，為(wei)傳統CMP增添(tian)了(le)超(chao)聲輔(fu)助功能。

　　此時，功(gong)(gong)率(lv)放大(da)器發揮關(guan)鍵作用，它(ta)將接收到的(de)(de)超(chao)(chao)(chao)聲電(dian)信(xin)(xin)號進行(xing)放大(da)，使電(dian)信(xin)(xin)號達(da)到超(chao)(chao)(chao)聲轉換裝(zhuang)置所(suo)需的(de)(de)工(gong)作電(dian)壓和(he)功(gong)(gong)率(lv)。放大(da)后的(de)(de)電(dian)信(xin)(xin)號傳(chuan)輸(shu)至超(chao)(chao)(chao)聲轉換裝(zhuang)置，進而轉換成(cheng)同頻率(lv)的(de)(de)機(ji)(ji)(ji)械振(zhen)動。至此，CMP拋光機(ji)(ji)(ji)升(sheng)級(ji)為UV-CMP，傳(chuan)統化學機(ji)(ji)(ji)械拋光升(sheng)級(ji)為超(chao)(chao)(chao)聲振(zhen)動輔(fu)助(zhu)化學機(ji)(ji)(ji)械拋光。關(guan)閉超(chao)(chao)(chao)聲信(xin)(xin)號發生器開(kai)關(guan)，設備又可(ke)(ke)轉換回(hui)傳(chuan)統化學機(ji)(ji)(ji)械拋光工(gong)作模式(shi)。可(ke)(ke)見(jian)，功(gong)(gong)率(lv)放大(da)器在整個UV-CMP技術流程中，起到了連接超(chao)(chao)(chao)聲信(xin)(xin)號發生器與(yu)超(chao)(chao)(chao)聲轉換裝(zhuang)置的(de)(de)橋梁作用，對實現超(chao)(chao)(chao)聲振(zhen)動輔(fu)助(zhu)功(gong)(gong)能(neng)、提(ti)升(sheng)藍寶石加(jia)工(gong)效(xiao)率(lv)和(he)質量至關(guan)重要。

　　信(xin)(xin)號(hao)(hao)發生器輸(shu)出的驅動(dong)信(xin)(xin)號(hao)(hao)不足(zu)以使超聲轉(zhuan)換裝置(zhi)(zhi)正(zheng)常(chang)工作(zuo)。因此還需配置(zhi)(zhi)功率放(fang)大器，將電(dian)(dian)驅動(dong)信(xin)(xin)號(hao)(hao)進行放(fang)大。經過放(fang)大的電(dian)(dian)信(xin)(xin)號(hao)(hao)可(ke)以使超聲轉(zhuan)換裝置(zhi)(zhi)正(zheng)常(chang)工作(zuo)。功率放(fang)大器選用Aigtek-ATA-68020，電(dian)(dian)壓是850Vp-p，最(zui)大輸(shu)出電(dian)(dian)流是2.12Ap。

　　實驗名稱：超聲(sheng)化(hua)學機械拋光設備

　　實驗(yan)原理(li)：實驗(yan)設備中的超聲(sheng)信(xin)號(hao)(hao)發生器產生特(te)定頻率和波形的電信(xin)號(hao)(hao)，該信(xin)號(hao)(hao)經功率放大(da)器放大(da)后，傳(chuan)輸給(gei)超聲(sheng)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)裝置。超聲(sheng)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換(huan)裝置內的壓電陶(tao)瓷片(pian)將電信(xin)號(hao)(hao)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)化為同(tong)頻率的機械振動(dong)(dong)，再通過(guo)喇叭形蓋板放大(da)機械信(xin)號(hao)(hao)并傳(chuan)遞給(gei)樣品托，使拋(pao)光(guang)(guang)(guang)頭在(zai)旋轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)時產生超聲(sheng)振動(dong)(dong)。這一振動(dong)(dong)讓(rang)拋(pao)光(guang)(guang)(guang)液(ye)(ye)中的磨粒獲得額外能量，加速撞擊晶(jing)片(pian)表面，同(tong)時超聲(sheng)釋放的熱量能加速拋(pao)光(guang)(guang)(guang)液(ye)(ye)與晶(jing)片(pian)表面的化學反應。

　　實驗框圖：

　　實驗實拍圖：

　　實驗過程：首先準備好2英寸C(0001)向單面藍寶石(shi)晶片、聚氨(an)酯(zhi)墊(dian)、特(te)定粒(li)徑和濃度的(de)(de)(de)硅(gui)溶膠(jiao)以及各類化學(xue)添加(jia)(jia)劑(ji)等材(cai)(cai)料。接著配(pei)制拋(pao)光(guang)(guang)液(ye)，將(jiang)不(bu)同(tong)劑(ji)量的(de)(de)(de)化學(xue)添加(jia)(jia)劑(ji)溶解至去離子(zi)(zi)水，再加(jia)(jia)入硅(gui)溶膠(jiao)并稀釋至二(er)氧化硅(gui)磨粒(li)濃度為15%，攪拌30分鐘。實驗開始，把拋(pao)光(guang)(guang)墊(dian)粘在(zai)拋(pao)光(guang)(guang)盤上，設置(zhi)好下壓、拋(pao)光(guang)(guang)頭(tou)/盤轉(zhuan)速、流速、時(shi)(shi)間和超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)振(zhen)動振(zhen)幅等工(gong)(gong)藝參數，將(jiang)配(pei)制好的(de)(de)(de)含不(bu)同(tong)化學(xue)藥劑(ji)的(de)(de)(de)拋(pao)光(guang)(guang)液(ye)放(fang)入供(gong)給泵。然后(hou)(hou)清洗(xi)(xi)初始藍寶石(shi)晶片并稱(cheng)重，吸附在(zai)拋(pao)光(guang)(guang)頭(tou)樣品托上，用修正盤修整(zheng)被去離子(zi)(zi)水潤濕的(de)(de)(de)拋(pao)光(guang)(guang)墊(dian)。此時(shi)(shi)，超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)信(xin)號發(fa)生器生成(cheng)超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)電信(xin)號，該信(xin)號傳(chuan)輸給功率放(fang)大器進(jin)行放(fang)大，放(fang)大后(hou)(hou)的(de)(de)(de)電信(xin)號傳(chuan)輸給超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)轉(zhuan)換裝置(zhi)，將(jiang)電信(xin)號轉(zhuan)換為機械振(zhen)動，帶動拋(pao)光(guang)(guang)頭(tou)振(zhen)動，使(shi)拋(pao)光(guang)(guang)頭(tou)在(zai)旋轉(zhuan)時(shi)(shi)產生超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)振(zhen)動，實現超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)化學(xue)機械拋(pao)光(guang)(guang)。實驗結束后(hou)(hou)，取下工(gong)(gong)件清洗(xi)(xi)、稱(cheng)重，計(ji)算材(cai)(cai)料去除率，利用原子(zi)(zi)力顯微鏡觀察表面形(xing)貌，并進(jin)行XPS、SEM等檢(jian)測。

　　應用方向：芯片封裝拋光，航空航天零部件拋光，醫療器械加工，反射鏡拋光等方向。

　　應用場景：超聲化學機械拋光，藍寶石晶片，超聲化學機械拋光實驗，硬脆性材料超聲拋光

　　產品(pin)推薦：ATA-4000、ATA-L系(xi)列(lie)、ATA-M系(xi)列(lie)功率放大器

　　圖：ATA-4000系列高壓功率放大器指標參數

　　圖：ATA-L系列水聲功率放大器指標參數

　　圖：ATA-M系列功率放大器指標參數

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