固结磨粒金刚石线锯技术的研究.pdf

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1、制造技术／工艺装备现代制造工程2010年第6期固结磨粒金刚石线锯技术的研究’杜红文1，席珍强2(1浙江机电职业技术学院，杭州310053；2浙江理工大学材料研究中心，杭州310051)摘要：金刚石线锯是一种对硬脆性材料进行精密、窄缝切割技术。其中，固结磨粒金刚石线锯以其切割速度快、耗材成本低及环保等优点被广泛应用于半导体和太阳能电池硅材料的切割加工中。利用目前国内现有的设备和国际上较好的金刚石线锯丝，以切割工艺参数、失效机理等方面对硅材料的固结磨粒金刚石线锯进行了试验和分析，对提高硅材料切割效率与切割质量有一定的指导意义。关键词：金

2、刚石线锯；切割工艺参数；分析研究中图分类号：THl6文献标识码：A文章编号：167l---3133(2010)06—0099---03TheresearchoffixedabrasivediamondwiresawtechnologyDUHong—wenl，XIZhen-qian92(1ZhejiangInstituteofMechanicalandElectricalEngineering，Hangzhou310053，China；2MaterialResearchInsititution，ZhejiangSci—TechUniv

3、ersity，Hangzhou310051，China)Abstract：Diamondwiresawisusedforhard—brittlematerialprecisecuttingwithlowkerf-loss．Asafurtherdevelopmentandanenvironmentally缸endlytechnology，凰edabrasivediamondwirecuttingiswidelyappliedtosiliconwafermanufacturinginsemi-conductorandphotovolta

4、icindustryduetoitseconomyandhishcuttingefficiency．Performedtrimandanalysisoncuttingparam-etersandfailuremechanismoffixedabrasivediamondwire8aw(forsiliconwafermachining)withavailabledomesticequipmentsandinternationalhi【ghqualitydiamondwire．Expectedtobeaguidanceforimprov

5、ingefficiencyandqualityofsiliconmaterialcut-ting．Keywords：diamondwiresaw；cuttingparameters；analysisandresearch金刚石线锯技术是使用高硬度的金刚石作为磨料进行线切割的一种新技术，能够对硬脆材料进行精密、窄锯缝切割，且可实现成形加工。其典型磨粒尺寸为数十个微米，同时具备线锯切割的特点。根据磨粒的类型，分为游离磨粒和固结磨粒两类；根据锯丝的运动方式和机床结构，可分为单线切割和多线切割。目前在光电子工业中使用最为广泛的是往复式多线切

6、割。随着加工技术的不断发展，固结磨料金刚石线锯以其切割时间短、切断加工效率高和环保等因素正逐渐代替游离磨粒线锯¨圳。但由于资金、技术和工艺的限制，我国对固结磨粒金刚石线锯技术的研究起步相对较晚，线锯设备主要靠引进为主，研究落后于应用。本文利用目前国内现有的加工设备和国际上较好的金刚石线锯丝，通过对走丝速度、锯丝张力、切割速度和切割截面质量等技术参数的试验比较，以及金·浙江省教育厅科研计划项目(Y200909278)刚石线锯丝失效机理等分析，对硅材料的固结磨料金刚石线锯技术进行了探索与研究。1固结磨粒金刚石线锯工艺原理固结磨料金刚石线

7、锯工艺是一种磨削加工，一般选用外径为加．15—0．5mm的镀覆金刚石磨料锯丝进行切割。金刚石磨料采用电镀或浸渍办法固定在钢切割线上，金刚石线锯丝的结构如图1所示。图1金刚石线锯丝的结构示意将金刚石线锯丝缠绕在线轴上，在电动机带动下，金刚石线锯丝在输入线轴和输出线轴间高速运动，硅材料做径向进给，在冷却液辅助下，完成材料的现代制造工程2010年第6期制造技g／：r_艺装备线锯‘2I。2线锯试验及其工艺参数分析2．1固结磨料金刚石线锯设备试验设备采用改装的XJ-400线切割机，如图2所示。图2XJ-400线切割机结构不意1．硅锭2．床身3

8、．储丝筒4．过渡轮5．驱动系统6．导轮7．线架8．工作台9．张紧机构XJ-400线切割机由储丝系统、线架系统、工作台进给系统和丝线张紧系统组成。三个电动机驱动，四线同时切割。2．2金刚石线锯丝与被切割材料电镀金刚石线锯丝采用日本旭日(