半導(dǎo)體硅電火花多通道放電及成形加工條件研究.pdf

1、半導(dǎo)體硅屬于典型的硬脆性材料,具有特殊的電學(xué)特性和物理特性,這些特質(zhì)使得它在尖端科技領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。利用傳統(tǒng)的機(jī)械加工方式加工半導(dǎo)體硅時(shí),主要通過(guò)機(jī)械力來(lái)去除材料,會(huì)在加工表面造成崩碎和裂紋。電火花加工是通過(guò)放電過(guò)程中的電腐蝕現(xiàn)象來(lái)蝕除材料的,對(duì)加工材料的硬度、脆性等沒(méi)有限制,非常適合用于加工半導(dǎo)體硅材料。不少國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)傳統(tǒng)金屬材料電火花加工時(shí)的放電通道做了大量的研究,目的在于希望從機(jī)理方面進(jìn)行研究,以獲得更高加工效率和加工表面

2、質(zhì)量的理論依據(jù),而對(duì)于半導(dǎo)體材料放電通道的研究還未見(jiàn)報(bào)道。同時(shí)隨著科技需求的發(fā)展,各種形狀的半導(dǎo)體材料零件在無(wú)損檢測(cè)、太空譜線檢測(cè)等方面的要求日益迫切,而在半導(dǎo)體硅零件制造方面,電火花成形加工作為一種必要的手段目前還未見(jiàn)報(bào)道。本課題首先以電火花線切割加工的方式對(duì)硅材料放電加工過(guò)程中的放電通道個(gè)數(shù)進(jìn)行研究,認(rèn)為半導(dǎo)體硅由于所具有的特殊電特性導(dǎo)致電火花加工時(shí)存在多通道放電現(xiàn)象,而其多通道的放電特征對(duì)于不同加工面積的電火花加工的加工效率是有影

3、響的,為提高半導(dǎo)體硅電火花加工效率奠定理論基礎(chǔ);其次本課題研制半導(dǎo)體硅材料專用電火花成形加工系統(tǒng),分析保障半導(dǎo)體硅電火花成形持續(xù)穩(wěn)定加工的條件,進(jìn)行典型零件的成形加工,獲得良好的加工效果。
　　本文的具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)針對(duì)半導(dǎo)體硅特殊的電特性,采用電火花線切割方式,研究其電火花加工放電通道個(gè)數(shù),建立半導(dǎo)體硅電火花線切割加工的等效電路模型,分析其對(duì)電火花線切割加工效率的影響規(guī)律。
　　(2)研制半導(dǎo)體硅材料電

4、火花成形加工專用試驗(yàn)平臺(tái),以電流脈沖概率為伺服進(jìn)給依據(jù)開(kāi)發(fā)專用伺服控制系統(tǒng)。
　　(3)針對(duì)半導(dǎo)體硅電火花成形加工時(shí)極易出現(xiàn)阻礙加工進(jìn)行的黑點(diǎn)物質(zhì)的情況,對(duì)該黑點(diǎn)進(jìn)行分析表明,其為不具有導(dǎo)電性的銅氧化物。為避免該不導(dǎo)電金屬氧化物質(zhì)的產(chǎn)生,首先通過(guò)選用石墨電極改變電極材料,并選用不含有氧元素的工作介質(zhì),杜絕非導(dǎo)電金屬氧化物形成的條件;其次通過(guò)增加電極的附加振動(dòng)或增加電極的旋轉(zhuǎn)增加極間的洗滌、冷卻能力,改善極間排屑條件。實(shí)驗(yàn)表明采用上