半导体电火花线切割加工电流脉冲概率特性及伺服控制研究.pdf

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1、《电加工与模具)2013年第4期设计·研究半导体电火花线切割加工电流脉冲概率特性及伺服控制研究潘慧君，刘志东，黄赛娟，邱明波，田宗军(南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016)摘要：对当前基于金属加工的电火花伺服控制系统在半导体电火花加工中失效的原因进行了分析。由于半导体加工中采样电压不再只是放电通道电压，而是由放电通道电压、半导体体电阻压降和接触势垒压降之和组成，使系统无法准确识别加工状态，导致无法进行准确的伺服进给。对进给速度与电流脉冲概率的关系进行了研究．提出了一种全新的基于电流脉冲概率的半导体电火花加工伺服控制方

2、法，对相关系统参数进行了优化．最终实现了半导体电火花高效、精密、稳定加工。关键字：半导体；电火花线切割加工；伺服控制；电流脉冲概率中图分类号：TG661文献标识码：A文章编号：1009—279X(2013)04—0028—04StudyonCurrentPulseProbabilityCharacteristicsandServoControlinSemiconductorWEDMPanHuijun，LiuZhidong，HuangSa~uan，QiuMingbo，TianZon~un(NanjingUniversityofA

3、eronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：ThefailurereasonoftheEDMservocontrolsystemsbasedonmetalprocessingwhenusedinthemachiningofsemiconductorisanalyzed．Duetothesamplingvohagesemiconductorpro—cessingisnolongerjustdischargechannelsvoltage，butthesumofth

4、eplasmachannelvoltage，thevoltagedroponsemiconductorbodyresistanceandvoltagedropofcontactbarrier，whichmakesthesystemunabletoidentifyaccuratelytheprocessingstate，thusresultinginthefailureoftheservofeed．Therelationshipbetweenfeedspeedandtheprobabilityofcurrentpulsewass

5、tudied，andanewsemi—conductorEDMserv'ocontrolbasedoncurentpulseprobabilitymethodwasputforward．Therelatedsystemparameterswereoptimized，andfinallytheeficiency，precisionandstabilitymachiningofsemi—conductorbyWEDMisrealized．Keywords：semiconductor；WEDM；servocontrol；curent

6、pulseprobability半导体材料是导电性能介于金属和绝缘体间电火花加工是一种无宏观加工应力的特种加的一类特殊材料群体，因其特有的物理化学性能而工技术，具有能量密度高、加工不受材料硬度限制成为了尖端科学，在电子工业领域是不可或缺的结等特点。通过对半导体材料电火花加工的可行性研构材料，被称为现代信息社会的基石。但由于半导究发现，电火花加工非常适合于加工硬脆半导体材体材料具有脆性高、断裂韧性低等特性。采用传统料，并有着较高的加工效率[2-3]。邱明波对半导体电机械加工方式对半导体进行加工。会出现碎裂等现火花加工的进电特性、

7、加工机理和加工工艺进行了象，几乎无法对其进行曲线加工【”。深入研究，形成了一整套加工理论体系，并对现有基于金属加工的电火花线切割机床的电源、工作介收稿日期：2013—04—18质等进行了改进，使之更适于半导体晶体的加工；基金项目：国家自然科学基金资助项目(50975142)；江苏省博士后但对于自动伺服进给系统依然沿用以往基于金属科学基金资助项目(10o2009C)电火花加工中的平均电压检测法和峰值电压检测第一作者简介：潘慧君，男，1989年生．硕士研究生。一28一设计·研究《电加工与模具)2013年第4期法。由于半导体电火花加

8、工时电流回路中存在体电一阻和接触势垒等，使取样电压不再是放电间隙电耀≥0压。而是间隙电压、半导体体电阻压降和接触势垒压降之和，导致现有伺服控制系统几乎全部失效。脚一本文从半导体电火花加工的电流特性出发，提蜒出了一种全新的基于电流脉冲概率的伺服控制方媛法。基于该方法研究了脉冲采