面向多线锯超声振动台研制及其超声加工机理研究

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1、全日制学术型硕士学位论文论文题目：面向多线锯超声振动台研制及其超声加工机理研究作者姓名许敏界指导教师李伟教授学科专业机械工程所在学院机械工程学院提交日期2015年4月浙江工业大学硕士学位论文面向多线锯超声振动台研制及其超声加工机理研究作者姓名：许敏界指导教师：李伟教授浙江工业大学机械工程学院2015年4月DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterAResearchandDevelopmentofMulti-WireSawTechniq

2、uewithUltrasonicVibrationandItsMachiningMechanismCandidate:MinjieXuAdvisor:ProfessorWeiLiCollegeofMechanicalEngineeringZhejiangUniversityofTechnologyApr.2015浙江工业大学硕士学位论文面向多线锯超声振动台研制及其超声加工机理研究摘要随着太阳能电池和大规模集成电路的迅速发展,尤其是集成电路的制作过程中大直径和超大直径的单晶硅片的广泛应用，对多线切割技术的要求越来越高。切片的质量直接影响后

3、续加工的效率和硅片的成品率，因此寻求新型辅助加工技术运用到多线切割技术中，以期得到更好的切片质量具有重要的现实意义。本课题是针对现有多线锯加工中的断丝问题与硅片加工效率和质量问题，深入研究超声波加工原理及其在多线锯中的运用效果，提出将超声振动作用于工作台的创新性设计。结合多线切割和超声波的加工原理，将超声振动作用在工作台的垂直方向，研究垂直方向的振动对多线锯加工中带浆作用和硅片加工效率的影响。本文通过理论推导、ANSYS仿真、设备研制和实验分析等手段，对超声辅助多线切割技术进行了研究，本文的主要工作和成果如下：(1)将超声振动理论运用于

4、多线切割中，通过简化模型推导出体积去除公式。比较有无超声振动作用下的体积去除率，从理论上证明超声振动作用下的体积去除率高于无超声振动作用下的体积去除率。(2)对超声波作用下切割线的建模分析，研究切割线的共振频率以及瞬态动力学状态，为超声振动运用于多线切割技术提供理论基础。(3)基于理论分析，研制超声振动台和多线切割模拟装置。(4)进行超声振动台的时域振动状态测试并研究了各加工因素（超声输出功率、走线速度和进给速度）对工件振动状态的影响。(5)通过高速摄像机对超声振动作用下的切割线振型分析，研究各加工因素（超声输出功率、走线速度）对切割线

5、振型的影响。(6)通过游离磨料的多线切割实验，运用高速摄像机研究超声振动作用下的带浆作用和切割硅片效率。将超声振动作用下的工件加工效率与普通工件加工效率进行比较，为超声振动运用于多线切割技术提供数据支持。硅片切割技术作为硅片制造产业的重要技术环节，直接影响国家在硅片制造领域的发展，因此研究超声辅助多线切割技术具有重要意义。关键词：超声振动，多线锯，体积去除率，ANSYS仿真，切割效率I浙江工业大学硕士学位论文ARESEARCHANDDEVELOPMENTOFMULTI-WIRESAWTECHNIQUEWITHUITRASONICVIBR

6、ATIONANDITSMACHININGMECHANISMABSTRACTWiththerapiddevelopmentofsolarcellandlargescaleintegratedcircuitsindustry,themulti-wiresawtechniqueneedsincreasinglyhighdemands,especiallythewidespreadapplicationofthelargediameterandsuperlargediametermonocrystallinesiliconchipinthepr

7、ocessofintegratedcircuitproduction.Thequalityofslicedworkpiecedirectlyinfluencestheefficiencyoffollow-upprocessingandtheyieldofsiliconwafer.Hence,ithasanimportantrealisticmeaningtogetbetterslicedqualitybyseekingnewauxiliaryprocessingtechniquesandappliedtomulti-wiresaw.Ac

8、cordingtothecurrentproblemsofthebrokenwiresduringmultiplewiresawingprocessingandtheefficiencyandquality