基于双面研磨轨迹优化的LED用SiC衬底加工

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固体照明工程对发光二极管(LED)提出了高亮度、高寿命、高稳定性的质量保障要求 。如果碳化硅衬底表面有过多的应力和位错缺陷，那么在其表面上生长的GaN薄膜表面也会产生许多小凸起、裂纹与空隙，这样就改变了GaN薄膜的晶格常数，导致薄膜应力的产生，直接影响薄膜厚度均匀性及透光性，这些因素对高亮度LED的发光效率与稳定性有很大影响 。-旦由于研磨加工的不均匀性而造成较深的表面损伤层，那么碳化硅衬底的表面损伤层就不能通过抛光加工得到有效地去除，所以合理地控制研磨过程中碳化硅衬底的表面损伤层深度就显得非常至关重要 。双面研磨加工是- 种以磨粒的微小塑性切削、滚轧等形式为主体的材料去除方式 ，由于上、下研磨盘同时作用，使局部高温、高压对称作用在工件的两个平行表面，这样就有利于消除热变形或机械作用引发并破坏材料的平面度、平行度 。采用两个平行平面同时进行研磨加工，效率要比分别研磨加工两个平面高出很多，因此，双面研磨已成为晶体超精密表面加工的主要方法 。

本文从优化行星机构双面研磨轨迹方面入手，通过选择合适的加工参数，使工件处于摆线中间的环带部分，提高了研磨加工的材料去除率、粗糙度、表面均匀性，并给出了试验方法，对试验结果进行了分析。

1 试验方法及其设备实 验所用设 备为 兰州瑞德设 备有限公 司的X61 930B2M-6型双面研磨机，上、下盘为①927mm×①358mm×45mm，理论上采用碳化硅盘研磨盘较好，但由于其制造上困难且成本较高，所以采用铸铁十字槽研磨盘，为了减少其因硬度低而带来的平面度误差 ，实验前先进行修整。因碳化硅为典型的硬脆陶瓷材料，所以选用较低的线速度进行加工，研磨盘转速l2r/min，气压为0.8MPa，压力调节器处于轻压状态，每批次加工25片碳化硅晶片。碳化硅晶片原始质量为3720.1mg。研磨液为质量分数为0.5%的碳化硼溶液，Orotan1 124为分散剂，有机碱三乙醇胺作为pH值调节剂 ，调节pH为8.0。日本岛津公司的毫克级(0.1 mg)AUY220型天平测量加工前后质量，收稿日期：2013-01-04基金项目：江苏省 自然科学基金项 目 (BK2008197)；江苏省高衅研成果产业化推进项 目 (JH10-X048)；江苏省青蓝工程”；江苏省新型环保重点实验室开放课题基金 (AE201120)；江苏省生态环境材料重点建设实验室开放课题资助 (EML2012013)；国际科技合作聘专重点项目的资助作者简介：臧跃 (1987-)，男，江苏泗阳人，硕士研究生，研究方向为超精密加工。

36 第35卷 第5期 2013-05(下) 在Matlab 6.5的实验环境下，先对标准图像库中的图像cameraman.tifimfilter函数处理，生成不同运动方向的模糊图像，然后用结合Bresenham算法的角度估算方法分别判断各模糊图像的运动角度，实验结果如表1所示：表1 运动模糊角度检测真实角 估计角 误差 真实角度 估计角度 误差度 度 (单位。) (单位。) (单位。) (单(单位。) (单位。) 位。)0 0 0 90 9l l10 10 0 100 10o 020 20 0 11O l10 030 29.5 .O.5 120 120.5 O.540 39.5 .O.5 130 130.5 0.550 49.5 -0.5 140 140.5 0.560 59.5 -0.5 15O 150.5 O.570 69 .1 160 160 O80 78.5 -1.5 170 170 O实验证明，本文提出的运动模糊角度判别方法比较准确地判断出了图像运动的方向，误差不超过1。。

4 结束语本 文 提 出 了 - 种 结 合 计 算 机 图 形 学 中Bresenham算法对图像的频谱图进行灰度求和进而确定运动模糊方向的算法。Bresenham直线算法用于快速生成-条直线，将Bresenham算法应用于判断图像运动方向的方法 目的在于快速计算出某-条直线灰度值的和。

经过实验验证，本文提出的运动模糊角度判别方法比较准确地判断出了图像运动的方向。但这个算法能够判断的运动方向只是局限在0。至180。的范围内，也就是无法区分运动模糊的真实方向是 00还是 00180。。若当运动模糊的真实方向是 00180。，而采用 0e作为参数进行图像恢复，所恢复的图像幅值不变，只是各像素位移发生变化I 。