硅晶片金刚石线切割的表面特征及其力学性能

分析了金刚石线切割硅晶片的表面形貌和断裂性能,并在此基础上探讨金刚石线切割原理以及一些技术挑战。金刚石线切割具有表面粗糙度低,硅片厚度均匀等优点,但却存在断裂强度各项异性。与切割划痕垂直方向的力学性能很高,然而与划痕平行方向的力学性能较低,这种性能差异是由表面单方向裂纹引起的,其裂纹的产生又与切割机理密切有关。金刚石线切割属于二体磨料磨损,其切割方式通常为塑性划痕,加之有少量脆性剥落。由于切割线的柔性,以及金刚石磨粒大小、形态、及分布的差异,切割过程则会出现切割的不连续性和不稳定性,并由此引起一些较大的表面裂纹。此外,划痕沟槽局部还会出现非晶态结构。提高金刚石线切割性能应从切割线磨粒角度来考虑。     

电镀金刚石切割线的种类及制造工艺的研究概述

电镀金刚石切割线是以电镀金属为结合剂,通过金属的电沉积把金刚石磨料固结在芯线基体上而制成的一种线性切割工具。主要简述了电镀金刚石切割线的研究意义,电镀金刚石切割线的种类,电镀金刚石切割线的常用制造方法,并对金刚石切割线的进一步研究进行了展望。为电镀金刚石切割线的生产和研究提供了一定的指导。     

用复合电镀法制造电镀金刚石锯丝的实验研究

固结磨料金刚石线锯切割技术有望在将来广泛地应用于硅晶体等硬脆材料的切割,而高性能的固结磨料金刚石锯丝的研制是此技术发展应用的关键.本文选用以瓦特液为基础的光亮镍镀液,采用复合电镀法试制了电镀金刚石锯丝,制定了锯丝的电镀工艺,分析了上砂电流密度和上砂时间对锯丝表面金刚石磨粒密度和镀层与基体间结合力的影响.结果表明,获得表面磨粒分布均匀、结合力良好的电镀金刚石锯丝的最佳电流密度范围为1.5 A/dm2～2.0 A/dm2,其预镀、上砂与加厚镀时间依次为6 min、8 min～10 min和18 min.     

固结磨料金刚石锯丝制造技术

随着晶体尺寸的增大和切片质量要求的提高,固结磨料金刚石线锯的研制引起高度重视.电镀金刚石线锯具有磨粒把持强度高、耐磨性好等特点,但锯丝制造周期长,制造成本高,可采用毡刷摩擦阴极表面等工艺提高电镀金刚石锯丝的生产率.树脂结合剂金刚石锯丝的制造工艺简单,成本低,但在树脂加热固化过程中易引起金属丝青脆,可在树脂中添加微细铜粉提高锯丝的强度.采用镍涂层为金刚石磨料,可以提高锯丝的金刚石把持强度.     

固结磨料金刚石线锯制造方法和切割形式的研究进展

固结磨料金刚石线锯具有切缝窄、锯切效率高、切片质量好、对环境污染小、能加工大直径工件和超硬材料等优点,在硬脆材料的加工方面得到了较为广泛的应用。本文介绍了固结磨料金刚石线锯的制造方法和切割形式,并对固结磨料金刚石线锯的进一步发展进行了展望。     

固结金刚石聚集体磨料垫高效研磨氧化锆陶瓷背板

氧化锆陶瓷背板的高效低损伤研磨加工是其在5G通讯应用中的前提。针对氧化锆材料的硬脆特性造成磨粒磨损严重的特点,以金刚石单晶和聚集体为磨料,制备固结磨料垫（FAP）,并对比研究其加工性能,探索了研磨液中碳化硅磨粒在固结磨料研磨垫自修整过程中的作用机理。结果表明:采用金刚石聚集体作为固结磨料垫的磨料,辅以碳化硅砂浆,能够明显提高研磨速度,改善表面加工质量。采用粒度230/270的金刚石聚集体固结磨料研磨垫,辅以颗粒尺寸3~5 μm的绿碳化硅砂浆,氧化锆陶瓷研磨时材料去除率达2.5 μm/min以上,表面粗糙度值R_a为74.9 nm。      

金刚石一次粒径对固结聚集体金刚石磨料垫加工性能与磨损过程的影响

目的 探究金刚石颗粒的一次粒径对固结聚集体金刚石磨料垫磨损的影响规律,提高固结磨料垫的自修整、加工性能及经济耐用度。方法 选择14、8、5、1 μm等4种粒度的金刚石颗粒,采用烧结法制备聚集体金刚石磨料,并将其用于制备固结聚集体金刚石磨料垫。在CP-4抛光测试系统平台上开展研磨试验,在线获取加工过程中的力信号和摩擦因数。对比4种粒径的固结聚集体金刚石磨料垫的磨损速率、研磨比、研磨前后磨料垫的微观形貌、碎屑的形貌及尺寸分布,分析固结磨料垫的磨损过程及其演变规律。结果 随着金刚石颗粒粒径的增大,固结聚集体金刚石磨料垫的磨损速率由0.2 μm/min(金刚石颗粒为1 μm)增加到3.5 μm/min(金刚石颗粒为14 μm),研磨比由2.02增加至14.33。大粒径(≥5 μm)的固结磨料垫研磨后,表面仍有锋利的金刚石微切削刃,研磨过程中的切向力和摩擦因素保持稳定,固结聚集体金刚石磨料垫的磨损形式以金刚石颗粒的脱落为主;超细粒径(≤1 μm)固结磨料垫表面的金刚石颗粒出现堵塞现象,并且研磨过程中的切向力和摩擦因数持续下降。结论 随着金刚石颗粒的一次粒径增大,固结聚集体金刚石磨料垫的磨损速率增加,自修整能力、材料去除能力和加工过程稳定性得到提升,进入稳定磨损期的时间缩短。     

游离磨料线切割的切割液行为综述

本文阐述了游离磨料线切割的原理及线切割中的弹性流体动压效应的概念,对游离磨料线切割过程中的切割液行为的理论研究现状进行了综述,主要包括弹性流体动压效应数学模型的建立和压力与膜厚的数值求解等,此外,还从切割液成膜状态、振动对切割效率的影响、切割液的组成配方对切削效果和效率的影响等方面对游离磨料线切割过程中的切割液行为的实验研究进行了总结归纳。这些成果对于推动游离磨料线切割技术深入研究和推广应用具有参考意义。     

磨粒尺寸和基体硬度对固结磨料抛光YAG晶体的影响

钇铝石榴石(YAG)是一种应用广泛的硬脆难加工材料,其抛光过程工艺复杂、效率低。固结磨料抛光技术具有平坦化能力优、对工件形貌选择性高、磨料利用率高等优点。试验采用固结磨料抛光YAG晶体,研究固结磨料垫的基体硬度和金刚石磨粒尺寸对YAG晶体的材料去除率和表面质量的影响。结果表明:当基体硬度适中为Ⅱ、金刚石磨粒尺寸3～5 μm时,固结磨料抛光YAG晶体效果最优,其材料去除率为255 nm/min,表面粗糙度S_a值为1.79 nm。      

半导体晶片的金刚石工具切割技术

晶片切割是半导体加工的重要工序，它直接影响到晶片的成本、质量以及各种性能。目前，晶片切割主要的方法有金刚石内圆切割和线切割。本文详细介绍了内圆切割和线切割系统的特点、存在的主要问题及其改进方法。内圆切割具有切片精度高、径向和晶片厚度方向调整方便、加工成本低等优点，改进装刀方法，提高刀片的安装精度，可刀片受力均匀，有效减小锯切损伤程度。线切割是最新发展的一种晶片加工方法，具有多片切割效率高、损伤层厚度小等优点，在大直径(Φ≥200mm)薄(厚度≤0．3mm)晶片的加工中有着广泛的应用前景。提高切割线的刚度，减小线的横向振动，可提高线切割精度和切割线的利用率。     

我国中走丝线切割机的发展

介绍了中走丝线切割机的来由,指出中走丝线切割机并非是它的走丝速度介于高速走丝与低速走丝之间,而是能实现无条纹切割和多次切割,加工质量优于普通高速走丝线切割机,较详细论述了往复式高速走丝线切割机实现多次切割应具备的条件以及可满足级进模加工所需的闭环控制中走丝线切割机工艺效果。     

固着磨粒切割线研究进展

游离磨粒线锯切割存在污染环境和切割效率低的不足,固着磨粒线锯切割具有切缝小、切片表面质量好、切割速度快和消除工业浪费等优点成为了人们的研究热点。固着磨粒线锯和游离磨粒线锯最主要的区别是切割线,切割线的特性直接影响硅片的切割质量及生产效率。本文阐述了固着磨粒线锯切割的优点,总结了目前几种固着磨粒切割线的制造方法,包括:电镀、电火花、钎焊、树脂、机械碾压和挤压与冲压等,并介绍了固着磨粒切割线的改进方法。     

分析高速走丝线切割在加工中常见问题及应对措施

该文就高速走丝线切割加工中诱发断丝故障发生、影响加工质量的各种非加工参数和不稳定加工状态进行了详细地分析和论述.提出了合理调配皂化液比例、做好加工工艺准备、正确运用操作技巧和科学选取加工材料等有效措施,对降低断丝几率、完善加工方法具有显著效果.     

封闭轮廓图形的电解线切割加工试验研究

采用打孔穿丝一体化的方法,对9Cr18Mo不锈钢进行封闭轮廓图形的微细电解线切割加工,研究脉冲电压、脉冲频率、占空比、电解液浓度对加工精度的影响,并探讨影响微缝截面倒圆大小的因素.结果表明:在电解液质量浓度2 g/L、电压17 V、电源频率1000 kHz、占空比30％、进给速度1.2 μm/s的最优条件下,在510 ...     

往复走丝电火花线切割在高速加工中的电极丝寿命研究

分析了往复走丝电火花线切割在高速加工中影响电极丝寿命的主要因素,在一定电源脉冲参数且平稳切割的前提下,通过典型电极丝对不同工件厚度的切割对比和试验数据分析,得出切割厚度是影响电极丝寿命的主要因素之一。     

电火花往复走丝线切割在高速加工中的电极丝寿命初步研究

分析了电火花往复走丝线切割在高速加工中电极丝寿命的主要影响因素,通过在一定电源参数且平稳切割的前提下,典型电极丝对不同厚度工件切割作对比,同时初步定义电极丝寿命,计算和分析实验数据来探究厚度是影响电极丝寿命的主要因素之一。     

304不锈钢水下药芯割丝电弧切割工艺

熔化极药芯割丝电弧切割是一种高效优质的水下切割方法,采用该方法切割不锈钢材料的研究较少。本研究利用能模拟不同水深的切割装置,附加霍尔电流、电压传感实现对切割过程的数据采集;实验设计时,考虑水下切割工艺范围较窄,在保持其他工艺参数不变的情况下考察某一参数变化对切割过程的影响;通过观察割口研究水深、电流、电压等主要工艺参数。结果表明,不锈钢切割时,主要工艺参数的影响与低碳钢切割时类似,但由于不锈钢的导热性较低以及异种金属切割时割缝中残渣更容易去除,切割时可以适当降低热输入。     

5052铝合金水下药芯割丝电弧切割工艺

药芯割丝电弧切割是一种高效优质的水下切割方法,目前该方法对铝合金材料切割的研究较少,为此开展了相关工艺研究。利用能模拟不同水深的切割装置,附加霍尔电流、电压传感实现对切割过程的数据采集;设计试验时,考虑水下切割工艺范围较窄,在保持其他工艺参数不变的情况下考察某一参数变化对切割过程的影响;通过观察割口、分析数据等方式研究水深、电流、电压等主要工艺参数。结果表明,5052铝合金切割时主要参数的影响与低碳钢类似。但由于铝热反应使其切割过程更容易进行,过程更剧烈。此外异种金属切割使得割口中的残渣容易去除,其所需的热输入相比碳钢更低。     

影响慢走丝线切割表面质量及断丝的工艺性因素分析

分析了影响慢走丝电火花线切割加工工件表面质量和引起断丝的主要工艺因素 ,指出了提高线切割加工工件精度和表面质量的有效方法 ,提出了防止断丝的措施