Experimental study of free abrasive wire sawing by using multi-strands wire

Grains in the slurry can be brought into cutting zone by steel wire with a certain speed to achieve the purpose of removing the workpiece material in the free abrasive wire sawing machining. Because its own of multi- strands characteristics, we use it to replace the steel wire to do slicing experiment. In this paper, multi-strands wire is made by seven metal wires and has many grooves on its surface. Compared with steel wire, it can carry more grains into cutting zone which is conducive to improving the slicing efficiency. We do some comparative slic- ing experimcnts by applying multi-strands wire （~b0.25 mm） and steel wire （~b0.25 mm） to cut optical glass （K9）. The results show that slicing efficiency and the surface roughness of the workpiece sliced by using multi-strands wire are better than that by using steel wire. but the kerf width of the former is wider than that of the latter in the same experimental conditions.

硅片精密切割多线锯研究进展

随着半导体行业的发展,尤其是太阳能电池对大直径硅片的需求不断增加,对硅片的切割精度要求越来越高。传统的外圆和内圆切割已经不能满足现有硅片大尺寸、小切缝、高质量和生产效率的要求。本文对大直径硅片精密切割中最常使用的多线锯切割进行介绍,对游离磨料多线锯的切割机理、浆料特性、切割工艺和固着磨料多线锯锯丝制造方法、切割工艺等方面的研究现状进行了综述。

线锯切割技术的应用与发展

随着电子工业的飞速发展,晶片的应用越来越广泛,晶片加工技术也越来越受到重视,其中晶片切割是制约后续工序中成品率高低的重要工序。文章概述了半导体材料切割技术现状,介绍了线锯切割的技术原理及其切割机理,并提出了线锯切割技术的发展趋势。

游离磨料线切割的切割液行为综述

本文阐述了游离磨料线切割的原理及线切割中的弹性流体动压效应的概念,对游离磨料线切割过程中的切割液行为的理论研究现状进行了综述,主要包括弹性流体动压效应数学模型的建立和压力与膜厚的数值求解等,此外,还从切割液成膜状态、振动对切割效率的影响、切割液的组成配方对切削效果和效率的影响等方面对游离磨料线切割过程中的切割液行为的实验研究进行了总结归纳。这些成果对于推动游离磨料线切割技术深入研究和推广应用具有参考意义。

单晶硅游离磨粒线切割技术研究

游离磨料多线切割技术具有切割效率高、切口材料损耗小、表面损伤程度浅、切割噪声小等优点,能满足晶圆大直径化发展的加工需求。但游离磨料线切割技术发展历史短,目前还缺乏对游离磨料线切割过程材料的去除本征规律的充分认识和系统研究。本文介绍了游离磨料线切割方法的工作原理,综合分析了游离磨料线切割硅片的材料去除机理、切割线振动模型、切割温度及其影响因素等方面的研究结果,以期为游离磨料多线切割技术的深入研究和推广应用提供基础。

游离磨料多股线线锯切割实验研究

游离磨料线锯切割是将磨浆中的磨粒通过一定速度的细钢丝线带入切割区域,达到去除工件材料的目的。多股线由多根细金属线绕制而成,表面具有很多凹槽,与钢丝线光滑表面相比,可以输送更多的磨粒进入切割区域,从而提高切割效率。应用0.25 mm的多股线和0.25 mm的钢丝线对光学玻璃K9进行切割对比实验,结果表明,在相同工艺条件下,多股线的切割效率和表面粗糙度均优于钢丝线,但切缝宽度大于钢丝线。

亚固结线锯切割实验研究

针对目前游离磨料线锯切割效率低、切缝损失大的缺点,提出了一种亚固结线锯切割的新方法,即在线锯表面增加凹槽,在线锯切割时让磨粒嵌入凹槽实现瞬间固结,从而达到提高效率和减小切缝损失的目的。应用VW-6000/5000动态分析三维显微系统,观测切割区域内磨粒的运动状态,结果表明磨粒可以实现瞬间固结。通过亚固结线锯和游离磨料线锯的切割对比实验,分析了两者在切割效率、切缝宽度和表面粗糙度方面的差距。

游离磨料线锯切片流体动压效应的数值分析

游离磨料线锯切割技术是目前单晶硅切片的主要加工方法。建立了游离磨料线锯切片过程中流体动压效应的数学模型,并采用有限差分法进行了数值分析,得到了游离磨料线锯切片的流体动压力分布和膜厚。结果表明,当磨粒尺寸较小时,锯丝与晶体间的膜厚大于磨粒尺寸,磨粒悬浮在研磨液中,因此研磨液中磨粒与晶体的碰撞将是材料去除的主要因素。

线锯切割中锯丝的高梯度磁场数值和理论分析

线锯切割常用锯丝——镀铜钢丝,作为一种聚磁材料,在匀强磁场中会被磁化产生高梯度磁场,对其附近的磁性磨粒产生磁力作用,使磨粒吸附在锯丝上,故在游离磨料线锯切割中添加辅助磁场,增加了切割区域内磨粒的数量,更有利于切割。为进一步研究锯丝产生的高梯度磁场,通过对辅助磁场与锯丝组成的磁系统进行数学建模,采用有限元的方法对整个系统进行数值模拟,发现辅助磁场的改变与产生的高梯度磁场的磁感应强度存在关系,即高梯度磁场的磁感应强度会随着永磁体之间距离的减小、永磁体宽度和高度的增大而变大。并通过理论计算与仿真结果的对比验证了仿真的正确性。

晶片切割技术的应用与发展

随着半导体行业的发展,尤其是太阳能电池对大直径硅片的需求不断增加,对硅片的加工精度要求也越来越高,晶片加工技术也越来越受到重视,其中晶片切割是制约后续工序中成品率高低的重要工序。采用传统内圆锯片切割已经不能满足现有硅片大尺寸、小切缝、高质量和生产效率的要求。自由磨料多线锯切割成为当前最常用的切割方式。为了追求更高的现代化生产的高效率,固着磨料多线锯切割是快速发展起来的一种精密切割技术。文章综述了现代晶片切割技术现状,提出了晶体切割技术的发展趋势。

瞬时有效磨粒数影响因素仿真研究

在磁感应游离磨粒线锯切割过程中,吸附到锯丝上的瞬时有效磨粒数对切割性能有很大的影响.基于锯丝周围形成的高梯度磁场中磁性磨粒的受力分析,从研究磨粒运动着手,将切削液视为连续介质,磁性磨粒为离散体系,综合考虑磨粒所受的磁力、磨浆流体曳力,应用有限元软件COMSOL进行了磨浆的供浆方向、供浆速度和切削液动力黏度对瞬时有效磨粒数影响的仿真研究.结果表明:磨浆的供浆与磁场方向平行时,更多瞬时有效磨粒集中吸附在锯丝的一侧参与切割;随着供浆速度的增大,瞬时有效磨粒数较少,1s内锯丝吸附的有效磨粒总数先增加后减少,当供浆速度为12mm/s时,有效磨粒总数最多;选取切削液动力黏度为0.004 7Pa·s,瞬时有效磨粒数较多且磨粒在切削液中分散性较好.

游离磨料线锯切割机理实验研究

应用VW-6000/5000动态三维显微系统对游离磨料线锯切割过程中磨粒的运动状态进行分析,结果表明磨粒在切割区域存在两种状态:一种为接触状态,另一种为非接触状态。同时应用0.16mm表面涂有树脂的线锯和普通线锯对光学玻璃K9进行切割实验,验证了游离磨料线锯切割去除机理。实验结果显示,普通线锯的切割效率大大高于涂有树脂的线锯的切割效率,切割工件表面均为微细凹坑,没有划痕,而且切割后涂有树脂的线锯表面嵌有许多磨粒,普通线锯表面有许多微细凹坑,均表明游离磨料线锯切割机理主要以"滚压"去除为主。

游离磨粒切割法和金刚石线切割法切割SiC的对比

通过采用镀铜钢线配合游离磨粒切割法和金刚石线与砂浆配合切割法对SiC晶锭分别进行切割试验,在对比两种方法的切割效果基础上,探讨两种切割方法对SiC晶片表面质量和弯曲度的作用和效果,并对比两种方法的优点。通过探讨总结出镀铜钢线配合游离磨粒切割法切割出的SiC晶片表面质量较好,但用时较长,适用于小型实验;金刚石线与砂浆配合切割法切割出的SiC晶片几何参数更好且稳定,且加工效率较高,适用于大型生产。

太阳能硅片游离磨料电解磨削多线切割表面完整性研究

游离磨料多线切割是目前加工太阳能硅片的主要方法。然而,该方法切痕较深,损伤层较厚,进一步增大硅片尺寸、减小硅片厚度难度很大。游离磨料电解磨削多线切割,复合了机械磨削和电化学加工方法,通过在加工过程中给硅锭和切割线施加电场产生阳极钝化或腐蚀,可以有效降低切割负载,提高切割效率,改善硅片的表面质量。以156 mm×56 mm（8寸）、电阻率（1~3？·cm）P型多晶硅片切割为例,初步试验结果表明,采用相同的切割参数和原材料,相对于游离磨料多线切割,电解磨削多线切割硅片的弯曲度降低了3μm,分布区间集中在0~9μm之间;采用20%的Na OH溶液腐蚀硅片,表面的隐裂和深沟槽较少出现,说明硅片的表面损伤程度减轻,有利于减少后续制绒减薄量。该方法和现有游离或固结磨料多线切割技术兼容性好,设备改造成本低,工程应用前景十分广阔。

大直径太阳能硅片高效低损耗线切割技术研究

随着太阳能电池对大直径硅片的需求不断增加,大尺寸超薄硅片多线切割技术的发展趋势将日益明显。传统的外圆和内圆切割已经不能满足现有硅片大尺寸、小切缝、高质量和高效率的要求。本文对硅片切割方法、游离磨料多线切割基本原理、线切割硅片材料去除机理以及切割工艺因素进行了综述。

游离磨料线切割硅晶体中的磨粒力学行为研究综述

游离磨料线切割具有切割效率高、切口材料损耗小、表面损伤程度浅、厚度小、切割噪声小等优点而广泛应用于半导体和光伏产业。本文阐述了游离磨料线切割的原理,对游离磨料线切割过程中磨粒力学行为的理论模型研究进行了综述,主要包括磨粒压入力学模型、流体动压滚动力学模型、切削变形力学模型。此外,还从多磨粒的压入效应、切割液的运动方式上对加工中磨粒力学行为仿真进行了归纳,在实验研究方面对磨粒的加工状态和锯切力研究进行了总结。本文的研究成果对于推动游离磨料线切割技术的深入研究和推广应用具有较好的参考意义。

半导体晶体线锯切割工艺研究

线锯切割技术在半导体晶体切割领域已经得到了广泛应用。对传统内圆切割技术进行了介绍,并针对新兴线锯切割技术的现有分类和研究水平做了总结,阐述了自由磨料线锯切割和固结磨料线锯切割两大类别的工作原理和研究进展。自由磨料线锯切割是取代内圆切割的一种广泛技术,而固结磨料线锯切割则是针对高切割效率要求的重要改进。针对晶体线锯切割技术所做的综述,有助于研究者了解前沿研究进展,把握晶体线锯切割的发展方向。

SiC浓度对游离磨料线锯切割性能的影响

目前游离磨料线锯切割技术广泛应用于水晶、硅等脆硬材料的切割。它主要是通过具有一定速度的钢丝线,将浆料中的SiC磨粒带入切割区域,从而实现材料的去除。因此,浆料在游离磨料线锯切割中起着至关重要的作用。文中通过切割实验研究了浆料中SiC浓度对切割性能的影响,结果表明,切割效率和切缝宽度随着浆料中SiC浓度的增加而增加,而表面粗糙度Ra则随着浆料中SiC浓度的增加而减少。