SiC浓度对游离磨料线锯切割性能的影响

目前游离磨料线锯切割技术广泛应用于水晶、硅等脆硬材料的切割。它主要是通过具有一定速度的钢丝线,将浆料中的SiC磨粒带入切割区域,从而实现材料的去除。因此,浆料在游离磨料线锯切割中起着至关重要的作用。文中通过切割实验研究了浆料中SiC浓度对切割性能的影响,结果表明,切割效率和切缝宽度随着浆料中SiC浓度的增加而增加,而表面粗糙度Ra则随着浆料中SiC浓度的增加而减少。     

图像测量技术在线锯切割实验中的应用

在游离磨料及亚固结磨料线锯切割实验中,由于实验工作环境恶劣,相关数据的测量及提取工作比较困难。但是,某些实验参数是后续计算分析的重要依据,必须在切割过程中进行提取。提出了一种基于图像测量的数据提取方法,并在游离磨料及亚固结磨料线锯切割实验中进行了应用。测量了切割实验中的锯丝张角,同时对切割曲线进行了数据拟合。经计算测量误差均在3.5%以内,证明该方法适用于游离磨料及亚固结磨料线锯切割实验,测量速度及精度都能很好的满足实验要求。     

游离磨料线锯切片流体动压效应的数值分析

游离磨料线锯切割技术是目前单晶硅切片的主要加工方法。建立了游离磨料线锯切片过程中流体动压效应的数学模型,并采用有限差分法进行了数值分析,得到了游离磨料线锯切片的流体动压力分布和膜厚。结果表明,当磨粒尺寸较小时,锯丝与晶体间的膜厚大于磨粒尺寸,磨粒悬浮在研磨液中,因此研磨液中磨粒与晶体的碰撞将是材料去除的主要因素。     

游离磨料线锯切割机理实验研究

应用VW-6000/5000动态三维显微系统对游离磨料线锯切割过程中磨粒的运动状态进行分析,结果表明磨粒在切割区域存在两种状态:一种为接触状态,另一种为非接触状态。同时应用0.16mm表面涂有树脂的线锯和普通线锯对光学玻璃K9进行切割实验,验证了游离磨料线锯切割去除机理。实验结果显示,普通线锯的切割效率大大高于涂有树脂的线锯的切割效率,切割工件表面均为微细凹坑,没有划痕,而且切割后涂有树脂的线锯表面嵌有许多磨粒,普通线锯表面有许多微细凹坑,均表明游离磨料线锯切割机理主要以"滚压"去除为主。     

线锯切割晶片翘曲度的影响因素分析

针对游离磨料和固结磨料线锯切割晶片翘曲度的问题,分析了晶体切片翘曲产生的原因,总结了影响翘曲度的因素,重点阐述了线锯走丝速度、进给速度、锯丝张紧力和晶体切片厚度对翘曲度的影响,为改善晶体切片翘曲度提供了参考。     

亚固结线锯切割实验研究

针对目前游离磨料线锯切割效率低、切缝损失大的缺点,提出了一种亚固结线锯切割的新方法,即在线锯表面增加凹槽,在线锯切割时让磨粒嵌入凹槽实现瞬间固结,从而达到提高效率和减小切缝损失的目的。应用VW-6000/5000动态分析三维显微系统,观测切割区域内磨粒的运动状态,结果表明磨粒可以实现瞬间固结。通过亚固结线锯和游离磨料线锯的切割对比实验,分析了两者在切割效率、切缝宽度和表面粗糙度方面的差距。     

单晶硅游离磨粒线切割技术研究

游离磨料多线切割技术具有切割效率高、切口材料损耗小、表面损伤程度浅、切割噪声小等优点，能满足晶圆大直径化发展的加工需求。但游离磨料线切割技术发展历史短，目前还缺乏对游离磨料线切割过程材料的去除本征规律的充分认识和系统研究。本文介绍了游离磨料线切割方法的工作原理，综合分析了游离磨料线切割硅片的材料去除机理、切割线振动模型、切割温度及其影响因素等方面的研究结果，以期为游离磨料多线切割技术的深入研究和推广应用提供基础。     

磁感应游离磨粒线锯吸附机理及切割性能分析

传统游离磨粒线锯切割过程中,磨粒难以进入到切割区域,这使得切割区域工况变差,线锯切割效率降低,切缝损失增大。提出了一种磁感应游离磨粒线锯切割的新方法,通过磁场力的作用将磁性磨粒吸附于锯丝表面顺磁区,使更多磁性磨粒进入切割区域,从而提高线锯切割性能。通过分析锯丝在不同磁场强度下的吸附磁性磨粒情况,验证了磁感应游离磨粒吸附机理的正确性。最后,进行磁感应游离磨粒线锯切割实验。结果表明,磁场强度的变化对游离磨粒线锯的切割效率、表面粗糙度和切缝宽度都会产生显著的影响。     

钎焊金刚石线锯的制作工艺

传统金刚石线锯是在细金属丝的表面通过电沉积镍或热固化树脂来固定一层金刚石磨料,用于材料的精密切割.由于磨料只是被机械地包埋镶嵌在镀层或树脂结合剂中,磨料易脱落,线锯寿命短.为解决此问题,提出了利用气体保护感应加热钎焊工艺制作金刚石线锯,提高金刚石磨料的结合强度.进行了气体保护装置的研制和钎焊工艺的研究,成功试制出钎焊金刚石线锯,对钎焊机理进行了探讨.     

固结磨粒金刚石线锯技术的研究

金刚石线锯是一种对硬脆性材料进行精密、窄缝切割技术。其中,固结磨粒金刚石线锯以其切割速度快、耗材成本低及环保等优点被广泛应用于半导体和太阳能电池硅材料的切割加工中。利用目前国内现有的设备和国际上较好的金刚石线锯丝,从切割工艺参数、失效机理等方面对硅材料的固结磨粒金刚石线锯进行了试验和分析,对提高硅材料切割效率与切割质量有一定的指导意义。     

SiC单晶片加工过程中切割力的分析与建模

SiC单晶具有优良的物理和机械性能,在微电子和光电领域得到了广泛应用,然而由于其高硬度和脆性,晶片的制造非常困难、效率低下。为提高SiC单晶片的加工质量和加工效率,分析了SiC单晶片线锯切割过程中的受力情况;从切屑变形和摩擦两个方面,建立单颗磨粒的法向和切向受力模型,进而得到线锯切割力与工艺参数及线锯物理属性的关系模型;设计了切割力的试验装置,通过不同加工参数下的试验研究,确定了关系模型中的应力系数;通过理论值与试验值的对比校验,法向力和切向力预测值的误差小于9.18%,并对误差产生原因作了分析。结果表明,该切割力理论模型可以对SiC单晶片在同等线锯切割环境下的切割力进行有效预测,为切削力的优化控制提供了理论依据。     

太阳能硅片游离磨料电解磨削多线切割表面完整性研究

游离磨料多线切割是目前加工太阳能硅片的主要方法。然而,该方法切痕较深,损伤层较厚,进一步增大硅片尺寸、减小硅片厚度难度很大。游离磨料电解磨削多线切割,复合了机械磨削和电化学加工方法,通过在加工过程中给硅锭和切割线施加电场产生阳极钝化或腐蚀,可以有效降低切割负载,提高切割效率,改善硅片的表面质量。以156 mm×56 mm(8寸)、电阻率(1~3?·cm)P型多晶硅片切割为例,初步试验结果表明,采用相同的切割参数和原材料,相对于游离磨料多线切割,电解磨削多线切割硅片的弯曲度降低了3μm,分布区间集中在0~9μm之间;采用20%的Na OH溶液腐蚀硅片,表面的隐裂和深沟槽较少出现,说明硅片的表面损伤程度减轻,有利于减少后续制绒减薄量。该方法和现有游离或固结磨料多线切割技术兼容性好,设备改造成本低,工程应用前景十分广阔。     

多线往复摇摆线锯切割水晶玻璃的试验研究

利用多线往复摇摆线锯对不同形状的水晶玻璃进行切割试验,测量了不同线速度、不同进给速比条件下的切片表面粗糙度,研究了加工工艺参数对切片表面粗糙度的影响规律.试验结果表明,摇摆运动会有效地降低切片的整体表面粗糙度,线速度的提高有利于减小切片整体表面粗糙度,进给速比的改变对加工表面不同位置的粗糙度影响较大.单位长度材料去除量...     

环形电镀金刚石线锯锯切工艺参数的正交试验研究

这里对环形电镀金刚石线锯锯切工艺参数进行了正交试验研究。分析了金刚石粒度、进给压力和锯丝速度对锯切过程的影响。获得了基于提高锯切效率和锯丝寿命,降低锯切力的最佳锯切工艺参数。锯切花岗岩时,要保证较高的锯切效率和锯切比,在本试验范围内,最佳工艺参数为:采用金刚石粒度为200～230#的锯丝,进给压力为9N,锯丝速度为20m/s。     

Effects of magnetic field distributions on wire sawing performance

To transport more abrasive grains into the cutting zone, the method of magnetic-induction free-abrasive wire sawing is proposed. A uniform magnetic field is used to magnetize a steel wire and forms a high gradient magnetic field around the wire. The magnetic abrasive grains are adsorbed on the magnetized wire and are transported into the cutting zone, which improves the wire sawing performance. The adsorption of the magnetic abrasive grains is observed using an experimental setup along the wire cross-sectional direction. The results suggest that magnetic abrasive grains are increasingly adsorbed in the paramagnetic region of the wire with increasing magnetic field intensity. Single-wire sawing experiments are conducted on a WXD170 reciprocating wire sawing machine at variable magnetic field intensity and distribution. The results suggest that the change in magnetic field intensity strongly affects the cutting efficiency, kerf loss, and surface roughness. The performance of the magnetic-induction free-abrasive wire sawing under different magnetic field intensities and distributions are compared. The wire sawing performance improves when the uniform magnetic field is evenly distributed in the cutting zone and at the top of cutting zone.     

大直径太阳能硅片高效低损耗线切割技术研究

随着太阳能电池对大直径硅片的需求不断增加,大尺寸超薄硅片多线切割技术的发展趋势将日益明显。传统的外圆和内圆切割已经不能满足现有硅片大尺寸、小切缝、高质量和高效率的要求。本文对硅片切割方法、游离磨料多线切割基本原理、线切割硅片材料去除机理以及切割工艺因素进行了综述。     

多丝切割机走丝系统的张力控制

多丝切割是一种新兴的硅片切片加工方法,在硅片的多丝切割加工中,金属丝的张力控制是影响加工的重要因素,本文分析了多丝切割机走丝系统的特点,采用张力控制电机实现走丝系统的速度差张力控制。仿真结果表明该方法可以满足走丝系统张力控制的高精度、高响应速度、波动小的控制要求。     

单层输油管道切割试验

利用金刚石串珠绳切割单层输油管道的试验条件,分析了单层输油管道的结构特点和串珠绳切割管道钢管部分的面积和切口宽度变化规律。通过对单层输油管道切割试验验证了采用金刚石串珠绳切割单层输油管道的可行性,测定了绳锯机的工作效率,考察了设备工作稳定性,观测了液压系统的工作状况,明确了金刚石串珠绳切割单层输油管道的操作规程。通过相关技术参数的检测和分析,找到了合理的切割工艺参数,客观评价了串珠绳的使用情况。