定晶向硅晶體電火花多次切割技術(shù)研究.pdf

1、單晶硅在應(yīng)用時往往都需要沿著特定晶向的表面，例如衍射晶體的使用，能夠?qū)崿F(xiàn)對原始光束的單色化，是中子散射譜儀、X射線衍射譜儀等設(shè)備的核心部件。科研人員對具有特定晶向的單晶硅材料的加工提出了越來越高的要求。電火花加工是一種沒有宏觀加工力的特種加工方法，加工不受材料硬度限制，非常適合對硬脆的單晶硅材料的加工。而且利用電火花線切割進(jìn)行單晶硅定晶向加工具有其它傳統(tǒng)加工方式不具備的適應(yīng)性和加工精度。
　　本文利用金屬材料電火花線切割中的多次切

2、割技術(shù)，將其應(yīng)用到單晶硅定晶向切割加工中，以進(jìn)一步提高定晶向加工的表面質(zhì)量和加工精度。通過利用單脈沖放電系統(tǒng)對單晶硅電火花的蝕除過程進(jìn)行分析，闡述了放電能量對表面質(zhì)量的影響。并分析不同能量對單晶硅電火花線切割的加工表面質(zhì)量的影響。根據(jù)分析找出合理的多次切割參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了對加工表面質(zhì)量的改善。同時驗(yàn)證了多次切割對定晶向切割加工晶向精度的提高作用，并實(shí)現(xiàn)了單晶硅定晶向高表面質(zhì)量高晶向精度的加工。具體工作如下：
　　（1）設(shè)計了單晶硅電火

3、花多次切割實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了定晶向單晶硅電火花多次切割。
　　（2）制作了半導(dǎo)體單脈沖放電系統(tǒng)，進(jìn)行了單晶硅的單脈沖放電實(shí)驗(yàn)。觀察了不同放電能量下的電蝕坑形貌，發(fā)現(xiàn)單晶硅的電火花加工中存在熱蝕除、應(yīng)力蝕除和二次破碎三種蝕除形式。
　?。?）研究了單晶硅電火花線切割在不同放電能量下的表面粗糙度、表面微觀形貌和變質(zhì)層厚度。找到了合理的修刀補(bǔ)償值參數(shù)，提高了加工的表面質(zhì)量，減少后續(xù)加工余量。在同等加工表面質(zhì)量下，縮短了90％的加工時