多线切割工艺对研磨去除量的影响

中走丝切割但由于丝绸是近几年才开始去,那么多走在处理技术的不熟悉丝绸。

现在DuoNian结合生产实践,根据走在编程和操作切割机的丝绸加工过程中出现的问题及遇到的困难,总结了一些处理方法和加工操作计划(仅供参考)为了满足用户需要,我保持公司在快速走丝线切割机床结构简单、成本低、效率高、使用过程中技术如消费的特点,在此基础上借鉴国际,精密模具加工设备先进的理念和照顾切断电线DuoCi技术(比如:第一次降息与较大的电规则允许高速切削,纯提物和粗规则允许被允许和微妙的规则为二、三、四、五次,甚至将削减加工表面光亮,获得“理想的加工表面质量和加工精度),发展可以实现智能化系统DuoCi切割中速(WEDM-CS丝电火花线切割机走)。

这台机器比去更快、更友好的用户界面,更多的个性化丝绸更宽的范围。

越来越多的厂家所青睐。

目前已在市场后500余台,用户普遍反映这条线切割机加工质量较好。

我公司生产的“中速去,不仅电极丝线”的移动速度之间的“高速”和“低”之间,加工质量高于丝机、高速和低速走”的方法去丝机。

一、DuoCi切割工艺参数的设第一个任务是要减少高速稳定切割(1):选择脉冲参数的峰值电流,长脉冲宽度的规则被允许为大电流的切割,以获得较高裁断速度快。

(2)电极丝中心的小补偿金额声道女= 1/2φ三角洲d + S型、列车为F(mm)补偿量;三角洲第一次切割(mm);间隙放电电极丝直径φd(mm);火车为了离开第二切削加工余量(mm)是为精致盈余(mm)。

在峰值电流厚规则必须切割、单方面的间隙放电状态约0.02毫米,通常只有精致津贴,0.003毫米少。

与加工津贴取决于火车第一次切割后工件表面粗糙度和刀具加工精度,大约在0.03 ~ 0.04毫米的范围。

所以,第一次在切削赔偿数额的0.05 ~ 0.06毫米,选择影响第二大的速度减少,选择小,难以消除的第一次降息的痕迹。

(3)去丝绸道:高速公路丝,去线速8至12米/秒,达到最大生产效率。

多线切割机排线机构参数优化设计汪世益;陶河水;杜冰辉【摘要】多线切割机排线机构是走线系统正常运行的主要机构.传统的排线机构存在各导轮之间钢丝张力波动较大、易造成钢丝拉断的缺陷.文中介绍了一种新的设计方法通过建立导轮张力包角模型,得出导轮两边张力与包角大小和摩擦系数之间的关系;由排线机构中导轮与滑轮之间相对的几何位置,推导出钢丝张力和包角与设计参数L1、H之间的关系表达式.利用优化方法确定导轮与滑轮之间最佳的几何位置,使排线机构工作时钢丝张力波动最小,在多线切割机往复走线过程中,有利于放线辊上的钢丝会逐渐过渡到收线辊上,保证了收放线系统平稳、有序地运行.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2012(000)001【总页数】3页(P65-67)【关键词】多线切割;排线机构;金属丝张力;参数优化【作者】汪世益;陶河水;杜冰辉【作者单位】安徽工业大学,安徽马鞍山243002;安徽工业大学,安徽马鞍山243002;安徽工业大学,安徽马鞍山243002【正文语种】中文【中图分类】TH1611 引言多线切割机主要用于半导体硬脆性材料加工，其加工原理是由钢丝线为载体带动高硬度的研磨砂粒对材料进行研磨去除，实现对材料的切片。

主要有走线系统、供砂系统、主轴冷却系统、润滑系统、工作台进给系统等。

多线切割机结构简图如图1 所示。

排线机构是保证走线系统正常运行的关键机构之一［1－5］，排线机构中排线滑轮的直线运动速度大小跟随收线电机的转速，通过排线导轮的周期性往复运动，收线电机能使切割线整齐地缠绕在收线辊上，有效防止多层缠绕时钢丝线乱卷、相互缠绕等现象。

通过建立导轮包角模型及确定导轮与排线滑轮之间的几何位置得出导轮两边张力与包角和摩擦系数之间的关系，通过优化确定排线机构导轮与滑轮之间最佳几何位置，使排线机构运行过程中张力波动更小。

图1 多线切割机结构示意图1.放线辊 2.收线辊 3.排线机构 4.偏转辊 5.张力控制部分 6.测量辊 7.偏转辊 8.加工辊 9.待加工物2 排线系统结构本文排线机构主要有滚珠丝杆、排线滑轮、收线辊、伺服电机、机架几部分组成。

多线切割机在切割半导体材料时，锯丝由于高压和强烈的摩擦，以及可能的高温作用，碳化硅微粒的运动切割以及大的拉力和循环往复运动使锯丝产生拉断和疲劳断裂，降低了锯丝的使用寿命，碳化硅微粒的磨损和刃口便钝决定了锯切效果，因此，研究多线切割机磨损机理具有很现实的意义。

线锯切割的失效形式:线锯锯丝的失效形式可归结为两类，宏观失效和微观失效，宏观的失效主要表现为：锯丝的拉断和疲劳断裂：微观的失效形式主要有砂浆磨料的磨损、破碎、变钝等失去切削功能。

多线切割机在工作时，只要控制工作台压力即工作台进给速度，锯丝就不会直接被打断，但由于导轮的往复运动，锯丝在长期的交变应力作用下，很容易产生疲劳断裂，转速越高，应力交变频率越大，疲劳断裂增加，锯丝寿命越短，在保持工作台进给速度不变的情况下，尽可能增大导轮直径，或降低锯切速度，从而提高疲劳寿命，当然导轮直径会受到所切晶体直径，最低切割速度及整体尺寸多线切割机切割失效形式有（1）锯丝的拉断和锯丝的疲劳断裂，（2）碳化硅颗粒的磨损和破碎，刃口变钝，失去锯切能力在切片过程中硅片因机械作用造成的刀痕、损伤、破损会导致产生，包括机械应力和热应力在内的应力，进而产生滑移位错，当机械应力和热应力在高温处理过程中的作用超过晶体滑移临界应力时，会产生硅片的破碎[1]。

对于翘曲度、弯曲度、总厚度误差、中心厚度误差等方面的质量控制，可以通过调整线张力进给速度，冷却剂流量等一系列工艺操作来达到目的及要求，它大大降低了生产成本，提高了生产效率，实验证明，线切割机切出的硅片的厚度和质量都很好的满足了下一道工艺的要求[2]。

在硅片加工的过程中，人们越来越多认识到ULSI硅衬底加工过程中消除损伤和应力，去除微粒、边沿和表面的完美性及表面状态等已成为微电子进一步发展的十分重要的因素[3]。

随着改革开放和经济建设的发展，以及竞争激烈的国际市场的需求状况，对硅片加工实现科学控制、确保硅片质量，提高成品率，降低生产成本，增强竞争能力，提高经济效益。

影响线切割加工表面粗糙度的因素及应对措施【摘要】阐述了影响线切割加工工件表面质量的原因以及相对应的改进措施，分析得出的结果对保证线切割加工工件的粗糙度有很大的参考价值。

【关键词】线切割；措施；粗糙度；钼丝线切割技术在现代模具加工中起着非常重要的作用，我国的模具产品也在向着大型和精密方向发展，加工的表面质量严重影响着模具的品质。

在线切割加工中除了人为因素以外，还有钼丝因素、机床因素、参数因素和工件因素影响着加工表面粗糙度。

现对这四个因素分别找出应对措施。

1、钼丝因素及应对措施1.1减少钼丝的震动保证贮丝筒和导轮的制造和安装精度，控制贮丝筒和导轮的轴向及径向跳动，导轮转动要灵活，防止导轮跳动和摆动，有利于减少钼丝的振动，促进加工过程的稳定。

1.2降低走丝速度必要时可适当降低钼丝的走丝速度，增加钼丝正反换向及走丝时的平稳性。

1.3加大钼丝的有效长度根据线切割工作的特点，钼丝的高速运动需要频繁地换向来进行加工，钼丝在换向的瞬间会造成其松紧不一，钼丝张力不均匀，从而引起钼丝振动，直接影响加工表面粗糙度，所以应尽量减少钼丝运动的换向次数。

试验证明，在加工条件不变的情况下，加大钼丝的有效工作长度，可减少钼丝的换向次数，减少钼丝的抖动，促进加工过程的稳定，提高加工表面质量。

1.4调整钼丝的张力采用专用机构张紧的方式将钼丝缠绕在贮丝筒上，可确保钼丝排列松紧均匀。

尽量不采用手工张紧方式缠绕，因为手工缠绕很难保证钼丝在贮丝筒上排列均匀及松紧一致。

松紧不均匀，钼丝各段的张力不一样，就会引起钼丝在工作中抖动，从而增大加工表面粗糙度。

2、参数因素及应对措施2.1工件的进给速度要适当因为在线切割过程中，如工件的进给速度过大，则被腐蚀的金属微粒不易全部排出，易引起钼丝短路，加剧加工过程的不稳定；如工件的进给速度过小，则生产效率低。

2.2减小脉冲宽度和减小峰值电流脉冲电源同样是影响加工表面粗糙度的重要因素。

脉冲电源采用矩形波脉冲，因为它的脉冲宽度和脉冲间隔均连续可调，不易受各种因素干扰。

金刚石线切割技术简析技术简介以生产工艺划分，金刚石线可以分为电镀金刚石线和树脂金刚石线。

金刚石切割线是通过一定的方法，将金刚石镀覆在钢线上制成，通过金刚石切割机，金刚石切割线可以与物件间形成相对的磨削运动，从而实现切割的目的。

金刚石线是用复合电镀的方法将高硬，高耐磨性的金刚石微粉固结在钢丝基体上，而制成固结磨料金刚石锯线。

在切割过程中90%的抗拉强度来自钢丝线，因此钢丝线对金刚石线至关重要。

在自由磨料线锯切割过程中，研磨液由喷嘴直接喷到钢丝线与硅晶体上，由线网的钢丝线带动游离磨料对硅晶体进行切割。

与游离磨料不同，金刚石线将金刚石微分固结到钢丝线上，钢丝线往复移动对硅晶体进行切割。

图：金刚石线构成轴剖面图技术优势传统砂浆的利用钢丝的快速运动将含磨料的液体带入到工件切缝中，产生切削作用。

在切割过程中，碳化硅被冲刷下来，唯有持续进行滚动磨削，而减少切割效率。

碳化硅的硬度9.5（莫氏），而金刚石硬度在10（莫氏）。

金钢线切割线速度基本在15m/s，正常切割的砂浆线速度基本在9-11.5m/s。

而若金钢线再做突破的话，就应该是要更硬，同时兼有更好的自锐性（多晶金刚石），更稳定的固结方式，更快的线速度。

金刚石切割线相比传统工艺有三大优势：1）金刚石线切割漏损少，寿命长，切割速度快，切割效率高，提升产能；2）品质受控，单片成本低，金刚石线切割造成的损伤层小于砂浆线切割，有利于切割更薄的硅片；3）环保，金刚石线使用水基磨削液（主要是水），有利于改善作业环境，同时简化洗净等后道加工程序。

添加剂原理随着金刚石线切割技术的发展及单多晶竞争的日益激烈，多晶硅片将全部由砂浆线切割转变为金刚石线切割。

不过由于金刚石线切割多晶硅片的损伤层浅、线痕明显等问题，常规砂浆线的酸制绒难以在其表面刻蚀出有效的减反射绒面。

目前，针对金刚石线多晶硅片制绒的难题，主要解决办法包括：金刚石线直接添加剂法、干法黑硅(RIE)及湿法黑硅(MCCE)等，由于RIE和MCCE成本及工艺等原因，目前大多数企业以金刚石线直接添加剂法制备金刚石线切割多晶硅片的减反射绒面，当然由于添加剂法制备的电池转换效率低等因素，决定其只是金刚石线切割多晶硅片全面推广的一个过渡阶段。

线切割产生应力变形的原因电火花线切割是制造冲裁凸模、凹模常用的加工方法，但是在加工过程中会出现模块变形的现象，它限制了线切割加工技术的广泛应用，特别是在精密微细加工中的推广使用。

其原因在于，工件在线切割加工前，模块经历了热加工、冷加工，产生了较大的残余应力，而残余应力是一个相对平衡的应力系统，当线切割去除大量的工件材料时，改变了表层、中间区域和部等诸层与层之间的应力场分布状态，随着电极丝切割轨迹的移动，残余应力不断转变为塑性功，其能量被释放出来，应力的平衡状态被破坏，内应力将重新分布，直至达到一个新的平衡。

在这个过程中，材料产生了变形，导致加工后的工件形状与切割轨迹不一致，破坏了加工精度，甚至使工件报废。

消除线切割产生的应力的方法1、研磨去掉白层。

用研磨的办法去掉表层20HRC的灰白层(即白层)后便进行装配使用。

这样做虽然可以去掉硬度低的白层，但没有改变线切割造成的应力区的应力状态。

2、回火处理。

在线切割后，研磨去零件表面的白层，再在160～180℃回火2h，则白层下面的高硬层可降低5～6HRC，线切割产生的热应力亦有所下降，但是由于回火时间短，热应力消除不彻底。

3、磨削加工。

线切割后磨削加工，可去掉低硬度的白层和高硬层，提高冲模寿命。

但磨削形状复杂的冲模必须采用价格昂贵的坐标磨床和光学曲线磨床，而这两种设备一般厂家都不具备，故推广困难。

4、喷丸处理后再低温回火。

喷丸处理受设备条件和冲模零件形状(内表面)限制，难以普遍应用。

以上方法只能解决部分问题，受各种原因的限制，往往效果并不理想，随着振动时效技术的发展，在线切割加工行业逐渐有了应用。

振动时效技术消除线切割应力或者变形的工艺措施如下：1.在线切割之前使用振动时效消除工件内部的残余应力，降低工件内部的应力水平，使其在切割过程中，即使产生了新的应力，叠加之后的数值仍然低于材料的屈服极限从而也不会有变形。

采用这种工艺对振动时效设备要求很高，希望能最大可能的消除残余应力，华云频谱谐波振动时效设备，消除应力的水平高达70%。

在上期的沈阳科晶设备制造有限公司的followme园地中，介绍了《设备选择》。

使用沈阳科晶公司的精密设备，用不到6万元就可以建立你自己的加工实验室。

有了自己的实验室，就要有相应的技术。

来保证你的实验室的良好运行。

为此目的，我们向科晶公司用户，介绍一下晶体基片加工的完全过程，来感谢产品用户的大力支持。

《切磨抛工艺》来到了followme园地，进入您的视野。

切磨抛工艺将各种晶体加工制成半导体器件生产线上所需要的抛光片（衬底片）需要经过切片，磨片和抛光等工序。

这一平面加工工艺的简称就是所谓的切磨抛工艺。

切片：加工大直径的晶体时，通常用内园切割机来进行加工。

用这种设备切出的晶体基片是平的。

因为刀片由外围张力环支持，震动小。

相邻的晶片损伤小。

小直径的晶体材料，可用科晶公司生产的SYJ-150型或EC400型切割设备进行加工，实用快捷。

而对于脆性的，切割时易损的晶体材料，使用科晶公司生产的SYJ-2型精密线切割机是非常合适的。

该设备使用镶嵌金刚石的线锯丝或普通的线锯丝，同时使用研磨浆来实现各种材料的无损伤切割。

该机的工作台水平可旋转90˚卡具，并具有切割线张力调整装置，来实现精密的切割。

SZX-1全自控高精度晶体线切割机，是沈阳科晶设备制造有限公司推出的国内独家研发制造的全自控高精度线切割机，是由计算机控制的理想切割机，可以切割最大棒料直经4英寸的各种晶体、陶瓷、及金属材料，切割厚度可小于0.2毫米。

晶体材料在切片前，需要进行定向。

例如单晶硅材料，一方面为了确定管芯划片时最佳方向（对【111】单晶参考定位面为〈100〉面）。

另一方向，为使抛光片〈衬底〉在外延时，有利于减少外延层表面角锥缺陷，降低层错密度及减少隐埋图形的畸变和位移。

一般要求切割片（衬底片）【111】朝向最近的【110】偏离4～5度。

切割晶体时，按照切割设备的操作规程，逐条进行。

一般都会加工出合格的晶体基片。

要注意的是，由于切片设备的刀片的平整度及设备本身的精度造成的震动，会对切割的晶体基片表面造成机械损伤层，这一损伤层，一般来讲最少在30～70μm之间。