线切基础知识.docVIP

（一）多线切割的原理： 碳化硅微粉由于化学性质稳定、硬度高、耐磨性能好等优点。作为一种游离磨料广泛应用于多种硬脆材料的切片加工过程。尤其是近30年来，随着科技的进步。以碳化硅微粉作为主要切削介质的游离磨料线切割技术在太阳能级硅片的加工领域应用日益完善。为了进一步提高硅片的成品率，碳化硅粒径分布对单晶硅线切割的影响研究逐步引起了人们的重视。 多线切割中使用的是切割液和碳化硅混合成游离态稳定悬浮剂——砂浆。其在切割过程中起主要作用。砂浆是被切割线的往复运动带到切割区域，碳化硅颗粒在切割线高速运动下，通过滚压、镶嵌、刮擦过程完成切割。对于硅片表面的损伤机理研究，中外学者侧重于切割线的振动、线的张力、液膜的厚度等方面．而没有涉及到磨粒的粒径分布影响。 由悬浮液以及碳化硅组成的砂浆中碳化硅的切割能力、细钢线的张力、细钢线运行速度和工件进给速度是影响刻划的主要因素。细钢线的高速运动促使悬浮液携带着带有棱角的碳化硅颗粒以不断滚动的方式进入切割区，从而产生很强切削能力，而且由于细钢线上加有一定的张力，使碳化硅磨料一般只沿钢线运动的方向逐渐对工件进行一次次刻划，使工件沿细钢线的缝隙被切成一个个薄片，碳化硅磨料对细钢线侧向影响很小，所以薄片表面并看不到切割痕迹。 游离态砂浆在硅棒的两侧均匀供给到线网上。并在线网上形成一层液膜，液膜的表面张力使砂浆裹覆在线网上，在线网的高速往复运动下，砂浆被带到切割区域，研磨颗粒碳化硅与硅棒表面高速磨削，碳化硅的硬度远大于硅棒。所以硅棒与线锯接触区被逐渐磨削掉，磨掉的硅。屑和产生的热量被砂浆带走，保持切割的持续进行和工作区的稳定。 通过切割实验前、后碳化硅粒径的变化及切割后硅片的形貌表征分析研究。得出如下结论： （1）碳化硅粒径分布对单晶硅片线切割有较为重要的影响，粒径分布过宽，在切割过程中就会造成局部切割堵塞现象，硅片表面出现较重线痕。因此宜选择粒径分布集中的碳化硅颗粒来配制切割砂浆。完成切割过程。 （2）单晶硅片的切割过程中垂直于切割方向的左右侧滑振动是造成硅片表面损伤的另一个重要原因。减少切割线切割过程的振动．可有效降低碳化硅颗粒及切割线对硅材料的造成的局部硬损伤，提高硅片的成品率。 （二）机械参数对晶片切割的影响 控制晶片质量的四个重要参数：钢线的张力、钢线的运动速度、工件的进给速度、砂浆切割能力。 （1）钢线的张力 钢线张力的产生机构是由两条带有力矩马达或配重的两条张力臂组成的，是一个由PLC控制反馈系统，以便适当地控制钢线的张力。一般钢线的张力对切割的影响主要有一下3种形式： ①如果钢线的张力过小，将会导致钢线弯曲度增大，钢线的碳化硅携带能力降低，切割效率下降。钢线摆动幅度增大，工件的厚度变化加剧，线痕片增多，晶片变的参差不齐。 ②如果钢线张力过大，钢线的断线几率会大大增加。而且钢线携带的碳化硅颗粒会难以进入锯缝，造成硅片质量下降或切割效率降低。 ③张力系统使用一段时间以后，很容易造成零点偏移，使钢线张力变化过大，这样一是容易造成断线，二是晶片质量难以保证，要及时校正。 （2）钢线的运动速度； 和钢线张力不同，一般机床的钢线运动可以根据需要分为往复运动和单向运动两种形式，在单向运动的情况下，钢线始终保持一个速度和方向运动；在钢线往复运动的情况下，钢线速度是一个先由零点沿一个方向很快（一般2到3秒）加速到规定速度，运行一段时间后，再沿原方向慢慢降低到零点，停顿短暂时间（一般为0.2秒），然后再慢慢地反方向加速到规定的速度，再沿反方向慢慢降低到零点停顿短暂时间（一般为0.2秒）的周期循环过程。线切割机的切割效率在碳化硅切割能力内是随着钢线速度的提高而提高的，超出碳化硅的切割能力范围过快容易造成钢线摆动幅度过大，碳化硅颗粒难以黏附，薄片表面质量下降。超出碳化硅的切割能力范围过慢，切割能力跟不上工件的进给，不仅断线几率增加，而且会造成薄片表面质量严重下降。因此，钢线速度必须和碳化硅的切割能力保持一致，这需要根据经验来判断。 （3）工件的进给速度。 工件的进给速度是整个切割时间的主要决定因素。但是工件进给速度的大小不是一个独立的参数，而是与钢线的运动速度以及所用砂浆的切割能力息息相关的，而且有时候还要根据工件形状在进给的不同位置采用不同的进给速度（例如：为保证圆形工件的表面TTV，可以在开始和结束其横截面变小时提高工件进给，在中间位置其截界面变大时降低工件进给速度。）。所以考虑工件的进给速度时一定要兼顾考虑钢线的运动速度、砂浆的切割能力、工件的形状以及工件的截面大小等因素。其过快和过慢产生的后果正好与钢线运动速度相反。 （三）砂浆切割能力 因为线切割是研磨式切割，因此砂浆的切割能力是决定切割质量的主要因素。砂浆是由悬浮液和碳化硅按一定比例配制而成的混合物，衡量砂浆切割能力的条件主要包括砂浆的配比、