【摘要】：藍(lán)寶石、碳化硅等單晶硬脆晶體材料被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代光電信息產(chǎn)業(yè),線鋸加工是這些材料從晶棒轉(zhuǎn)變?yōu)榫牡谝坏拦ば?對后續(xù)的加工工序有著重要的影響作用。目前使用金剛石線鋸多線切割已經(jīng)成為了這類材料的主要加工方法。切割溫度是加工過程中的重要參量,與晶片的變形有著密切的聯(lián)系,但是受到加工環(huán)境的限制,現(xiàn)有的檢測設(shè)備難以準(zhǔn)確測量多線鋸切過程中的溫度場分布。本文首先利用ANSYS軟件構(gòu)建單線切割的溫度場模型;實(shí)際測量了藍(lán)寶石的熱物理屬性;并利用測力儀所測量的切向鋸切力計(jì)算了弧區(qū)的熱流密度;從而計(jì)算出單線切割的理論溫度場,分析了冷卻液分布和熱源密度分布對計(jì)算結(jié)果的影響。利用紅外熱像儀測量了單線切割過程中不同切割深度、不同冷卻條件下的鋸切溫度,通過與試驗(yàn)結(jié)果的對比,對單線切割的溫度場模型進(jìn)行了驗(yàn)證。以此為基礎(chǔ),構(gòu)建了多線切割的溫度場模型,分析了工藝參數(shù)、鋸絲磨損、晶片厚度及加工材料對多線切割溫度場的影響規(guī)律。以所建立的多線切割溫度場進(jìn)一步分析了多線切割中的晶片熱應(yīng)力及熱變形,分析了鋸絲磨損及加工材料對晶片熱應(yīng)力及熱變形的影響規(guī)律。通過與實(shí)際晶片變形的比較,分析了鋸切溫度對晶片變形的影響程度。仿真和試驗(yàn)結(jié)果表明由于鋸縫太小,冷卻液難以到達(dá)鋸切弧區(qū)的中心,所以線鋸切割過程中,鋸切溫度的最大值大致位于加工弧區(qū)的中央位置。有冷卻液時(shí),鋸切溫度隨著切深的增加而升高,但隨后達(dá)到穩(wěn)定,但無冷卻液條件下,鋸切溫度隨切深線性升高。冷卻液對鋸切溫度有明顯的影響,無冷卻液時(shí),鋸切溫度大致升高10℃,但有冷卻液時(shí),溫升僅約2℃。與試驗(yàn)結(jié)果相比,所建立的單線鋸切溫度場模型的計(jì)算誤差在5%以內(nèi)表明所建立的單線鋸切溫度場仿真模型可靠。多線鋸切溫度的理論計(jì)算表明,隨著切割片數(shù)的增加,鋸切溫度值明顯上升。晶片厚度的減小,進(jìn)給速度的增加以及線速度的增加都使得鋸切溫度值有所提高。鋸絲的磨損也會(huì)顯著提高鋸切溫度。相同條件下碳化硅的鋸切溫度低于藍(lán)寶石的鋸切溫度。根據(jù)熱變形的仿真模型發(fā)現(xiàn)多線切割時(shí),中間晶片的熱變形小,而兩端晶片的熱變形大,所計(jì)算出的熱變形約為1.54um,遠(yuǎn)小于實(shí)際切割中的晶片變形,這表明鋸切溫度并不是引起晶片變形的主要原因。本項(xiàng)目的研究結(jié)果對硬脆材料的鋸切加工應(yīng)用提供了理論和實(shí)際參考價(jià)值。
【圖文】：

以及接頭連接較為困難決了環(huán)形線鋸切割中的繞線過短的問鋸絲的往復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)高速運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給臺(tái)將成高效率的切割[9]。及數(shù)量，往復(fù)式線鋸切割也可分成單同線徑的固結(jié)磨粒線鋸，通過有序的間以一定的速度做往返運(yùn)動(dòng)，通過切除材料的目的[10]。單線切割由于其一。結(jié)構(gòu)是一根小直徑的金剛石線繞在幾間距排列的切割線網(wǎng)，，線之間的空間一定速度進(jìn)行水平運(yùn)動(dòng)，而晶棒不斷過切割線進(jìn)入晶棒的鋸縫。多線切割高等優(yōu)點(diǎn)[11]。目前大直徑晶棒的切片如圖 1.1 為多線切割的切割示意圖。

藍(lán)寶石晶片的形狀
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O786

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2669471