多線電火花線切割加工裝置設(shè)計及實驗研究.pdf

1、SiCp/Al復(fù)合材料由于具有優(yōu)良的熱學(xué)及力學(xué)性能，在電子封裝領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用前景。SiCp/Al復(fù)合材料作為電子封裝材料加工過程中一個很重要的工藝就是切片，以作為半導(dǎo)體材料襯底或基片。切片工藝用的最多的是多線切割技術(shù)，其本質(zhì)上是一種磨削加工。電火花線切割加工技術(shù)也是一種可行的切片方法，由于它是一種非接觸加工，沒有直接的切削力，它能避免多線切割機切片表面的劃痕，損傷層厚度較小，并且能減小切縫損失，另外設(shè)備成本低，但是電火花線切割加工

2、一次只能切割出一片切片，加工效率遠不及多線切割機，為了提高電火花線切割加工的切片效率，本文對SiCp/Al復(fù)合材料的多線電火花線切割切片加工技術(shù)進行了研究。
　　首先，對多線電火花線切割運絲系統(tǒng)進行了詳細設(shè)計與分析。確定了三線輥的繞絲方案。確定了單儲絲筒布置方式的總體設(shè)計方案，對運絲系統(tǒng)各部分的主要零部件進行了設(shè)計，主要包括多槽導(dǎo)輪及其組件的設(shè)計，支撐夾具體的設(shè)計，還對進電方式進行了比較選擇。在設(shè)計的基礎(chǔ)上對零部件進行了結(jié)構(gòu)分析、

3、敏感度分析以及優(yōu)化設(shè)計。為了確定所設(shè)計的運絲系統(tǒng)在理論上是否可以正常運轉(zhuǎn)，還對其進行了運動學(xué)分析。
　　然后，分析并通過實驗驗證了所設(shè)計的多線運絲系統(tǒng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)、穩(wěn)定放電以及持續(xù)穩(wěn)定切割的可行性。在此基礎(chǔ)上，對多線電火花線切割的放電特性進行了研究。通過加工效率實驗表明，同等加工條件下，多線切割的效率高于單線切割的效率，為了掌握多線電火花切割的參數(shù)選擇規(guī)律，特別是電參數(shù)，本文還對電參數(shù)對多線電火花線切割主要工藝指標(biāo)的影響進行了實驗研究

4、，主要研究了脈沖寬度、脈沖間隔、脈沖峰值電流等電參數(shù)對材料去除率、切縫寬度、表面質(zhì)量的影響規(guī)律。
　　之后，利用多線電火花線切割加工技術(shù)對SiCp/Al復(fù)合材料的切片加工進行了實驗研究。首先研究了SiCp/Al復(fù)合材料電火花線切割加工的蝕除特性，增強相SiC顆粒的加入，使得加工時放電通道的形成受到了阻礙，從而使加工過程很不穩(wěn)定，表現(xiàn)為開路、短路、拉弧現(xiàn)象普遍存在；通過對加工后的SiCp/Al復(fù)合材料的表面形貌進行觀察分析，得出了其

5、材料蝕除形式主要有基體材料的熔化、氣化，增強顆粒的整體剝落這兩種形式。對SiCp/Al復(fù)合材料與Al進行加工對比實驗得出Al的加工效率遠高于SiCp/Al復(fù)合材料的加工效率，而Al加工后的表面質(zhì)量比SiCp/Al復(fù)合材料的差，并從能量的角度對產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因進行了分析。
　　另外，還對SiCp/Al復(fù)合材料的可變厚度切割進行了研究，提出了斜線插補角的概念，斜線插補進給能使SiCp/Al復(fù)合材料的切片厚度變薄，并且可以通過控制斜線