半导体电火花线切割微接触式放电高效切割机理研究

与金属电火花加工不同,由于半导体材料特殊的电特性,在进行半导体电火花线切割加工时,在电极丝与工件接触甚至已经被工件顶弯的状态下依然可以进行火花放电,蚀除工件材料,并且在微接触状态的切割效率还大大提高.研究分析认为:这主要是由于接触势垒和体电阻的存在,导致两极间在微接触时极间电压依旧维持在一个较高值,从而能在与微接触点不同的其他区域产生火花放电.分析了微接触式放电状态下效率提高的机理,认为切割效率的提高主要是由于脉冲放电本身利用效率的提高和侧边放电几率的降低所导致的用于正常蚀除的整体脉冲利用率提高.对微接触状态下的加工精度进行了研究,认为在微接触状态下进行切割加工时,应调整补偿量,以维持较好的加工尺寸精度.     

阳离子表面活性剂对A向蓝宝石晶片化学机械抛光效率的影响

为了探究阳离子表面活性剂对A向(1120)蓝宝石晶片化学机械抛光效率的影响,采用失重法计算蓝宝石的材料去除率(MRR)、原子力显微镜观察抛光后蓝宝石晶片表面粗糙度(Ra).结果表明:纯二氧化硅磨粒抛光液中,蓝宝石晶片的MRR在pH8时最优(MRR=1984/h),此时Ra为0.867 nm;添加一定浓度的阳离子表面活性剂可以提高蓝宝石晶片的抛光效率,其MRR在pH =9时达到最大(MRR=2366 nm/h),此时Ra =0.810 nm.通过粒径和Zeta电位分析,阳离子表面活性剂改变了二氧化硅磨粒表面的Zeta电位值,进而改变了磨粒与磨粒及磨粒与蓝宝石晶片的作用力,且在碱性条件下可以获得较高的MRR.     

锗晶体放电切割中钝化物形成机理及防范方法

在利用电火花线切割(WEDM)加工锗晶体时,会出现回路放电电流逐渐减少,并伴随着进电材料与锗晶体间有钝化物的生成,最终导致放电切割无法延续.本实验对放电切割状态进行了实验模拟并生成了钝化物,运用XRD技术对钝化物进行了分析,提出了一种防范钝化物产生的方法,最后采用这种方法利用改进的线切割机床对N型锗进行了放电切割,高效稳定地加工出了工件,从而验证了这种防钝化物产生方法的可行性,为进一步提高锗晶体的放电加工工艺指标奠定了基础.     

硬盘微晶玻璃基板化学机械抛光研究

利用自制的抛光液对硬盘微晶玻璃基板进行化学机械抛光.研究了抛光压力、SiO2浓度、pH和氧化剂过硫酸铵浓度等因素对材料去除速率MRR和表面粗糙度Ra的影响,系统分析了微晶玻璃抛光工艺过程中的影响因素,优化抛光工艺条件,利用原子力显微镜检测抛光后微晶玻璃的表面粗糙度.结果表明:当抛光盘转速为100 r/min、抛光液流量为25 mL/min、抛光压力为9.4 kPa、SiO2浓度为8wt;、pH=8、过硫酸铵浓度为2wt;时,能够得到较高的去除速率(MRR=86.2 nm/min)和较低表面粗糙度(Ra=0.1 nm).     

微晶玻璃水基切削液及其对切削性能的影响

本文针对金刚石线锯锯切微晶玻璃的切削液添加剂:氟化钠、乙二醇和乙二胺进行了研究。通过3因素3水平的正交试验,分析了氟化钠、乙二醇和乙二胺不同添加量对切片表面粗糙度和锯切效率的影响,初步获得了基于降低表面粗糙度和提高锯切效率的切削液配方。在本研究范围内,优化的切削液配方为:在乙二醇体积分数30%、氟化钠质量分数0.1%,切削液pH值为11.5时切割性能最佳。     

金刚石线锯成形加工硬脆材料圆弧的正交试验研究

针对硬脆材料圆盘件的成形切割问题,提出一种基于电镀金刚石线锯的成形切割方法并进行切割试验,采用3因素4水平正交试验系统研究切割线速度V(A)、转台W轴转速n(B)和金刚石线锯的张紧力F(C)对圆弧面径向跳动、线弓角度、切割效率以及表面粗糙度的影响规律。结果表明:W轴转速对圆弧的径向跳动(即圆度)、切割效率以及表面粗糙度影响最大,张紧力的影响次之,线速度的影响最小;张紧力对线弓角度影响最大,线速度的影响次之,W轴转速影响最小;在本试验条件范围内,经过试验验证得出的最优工艺参数组合为A3B1C1,即金刚石线锯的线速度为8.96 m/s,转台转速为0.25 r/h,张紧力为12 N。且径向跳动、线弓角度、切割效率和表面粗糙度的极差分析结果与其方差结果一致。     

晶硅片切割用水基切割液摩擦学性能的研究

重点研究了晶硅片切割用水基切割液中润滑剂的摩擦性能影响因素.选用低分子量的聚乙二醇(PEG)作为润滑剂,研究了不同分子量PEG作为润滑剂的摩擦学性能.在使用PEG300作为水基切割液润滑剂的情况下,相比纯水可减小硅片表面的粗糙度达86.51;;磨损体积可以减少50;,磨损表面磨屑变少.     

雾化施液同质硬脆晶体互抛CMP工艺研究

探究了雾化施液同质硬脆晶体互抛CMP工艺抛光单晶硅片的可行性,分析其材料去除机理.试验采用传统的化学机械抛光CMP和雾化施液同质硬脆晶体互抛CMP,使用三种含有不同成分的抛光液对硅片进行抛光,对抛光前后的硅片进行称重比较两种工艺方法的材料去除率;通过扫面探针显微镜观察硅片的表面形貌,对其表面粗糙度进行分析.使用雾化施液同质硬脆晶体互抛CMP工艺对硅片进行抛光时,硅片表面材料去除率随着抛光压力的增大而增大,抛光压力为9 psi时达到最大为711 nm/min,高于传统化学机械抛光的630 nm/min;对两种工艺抛光后的硅片进行扫描分析得出雾化施液化学机械抛光工艺抛光后的硅片表面粗糙度为3.8 nm,低于传统化学机械抛光工艺的6.8 nm.雾化施液同质硬脆晶体互抛CMP工艺抛光硅片是可行的,优于传统化学机械抛光工艺,具有材料去除率高、抛光效果好、节约成本以及绿色环保的优点.     

低温高强釉配方的制备

为了研制低温高硬度熔块釉配方,确定了R2O-RO-Al2O3-SiO2-B2O3低温系熔块釉配方,在此基础上,做4因素3水平的正交试验.通过灰熔点测试仪、压力试验机、XRD、SEM、维氏硬度仪等测试手段,研究9个R2O-RO-Al2O3-SiO2-B2O3系熔块釉烧成过程、物相组成、微观结构和釉面硬度.结果表明:以抗折强度和维氏硬度两个指标为基准,通过综合评分法对釉配方进行比较评分,6号釉配方的综合性能最优,熔融温度为865 ℃,抗折强度为79 MPa,维氏硬度为6006 MPa.通过4号和6号釉配方制得的釉浆来包裹支撑剂填充多孔砖,透水砖试样性能远远超过所规定的标准,性能优异,抗压强度分别为57 MPa,54.5 MPa,耐磨性即磨坑长度分别为21 mm,24 mm.     

超声辅助线锯切割SiC单晶实验研究

针对单晶SiC切割过程切割效率低,加工表面粗糙度和表面不平度差以及线锯磨损和断裂严重等问题,提出采用线锯横向施加超声振动的方法切割单晶SiC.通过实验对比研究了普通切割与超声辅助切割两种切割工艺,结果表明:与普通切割相比,超声辅助切割单晶SiC,锯切力减小37;～52;,且减小趋势随工件进给速度的增大更明显;切片表面粗糙度降幅约为26;～55;,晶片表面形貌均匀,无划痕,明显优于普通切割方法所获得的表面;线锯磨损降低约近40;;切割效率提高近56;.