本文關鍵詞：面向多線鋸超聲振動臺研制及其超聲加工機理研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著太陽能電池和大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展,尤其是集成電路的制作過程中大直徑和超大直徑的單晶硅片的廣泛應用,對多線切割技術的要求越來越高。切片的質(zhì)量直接影響后續(xù)加工的效率和硅片的成品率,因此尋求新型輔助加工技術運用到多線切割技術中,以期得到更好的切片質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義。本課題是針對現(xiàn)有多線鋸加工中的斷絲問題與硅片加工效率和質(zhì)量問題,深入研究超聲波加工原理及其在多線鋸中的運用效果,提出將超聲振動作用于工作臺的創(chuàng)新性設計。結合多線切割和超聲波的加工原理,將超聲振動作用在工作臺的垂直方向,研究垂直方向的振動對多線鋸加工中帶漿作用和硅片加工效率的影響。本文通過理論推導、ANSYS仿真、設備研制和實驗分析等手段,對超聲輔助多線切割技術進行了研究,本文的主要工作和成果如下:(1)將超聲振動理論運用于多線切割中,通過簡化模型推導出體積去除公式。比較有無超聲振動作用下的體積去除率,從理論上證明超聲振動作用下的體積去除率高于無超聲振動作用下的體積去除率。(2)對超聲波作用下切割線的建模分析,研究切割線的共振頻率以及瞬態(tài)動力學狀態(tài),為超聲振動運用于多線切割技術提供理論基礎。(3)基于理論分析,研制超聲振動臺和多線切割模擬裝置。(4)進行超聲振動臺的時域振動狀態(tài)測試并研究了各加工因素(超聲輸出功率、走線速度和進給速度)對工件振動狀態(tài)的影響。(5)通過高速攝像機對超聲振動作用下的切割線振型分析,研究各加工因素(超聲輸出功率、走線速度)對切割線振型的影響。(6)通過游離磨料的多線切割實驗,運用高速攝像機研究超聲振動作用下的帶漿作用和切割硅片效率。將超聲振動作用下的工件加工效率與普通工件加工效率進行比較,為超聲振動運用于多線切割技術提供數(shù)據(jù)支持。硅片切割技術作為硅片制造產(chǎn)業(yè)的重要技術環(huán)節(jié),直接影響國家在硅片制造領域的發(fā)展,因此研究超聲輔助多線切割技術具有重要意義。
【關鍵詞】：超聲振動 多線鋸 體積去除率 ANSYS仿真 切割效率
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB534.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 本課題研究的背景和意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 硬脆材料切割技術的發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 硬脆材料切割設備的發(fā)展現(xiàn)狀14-16
• 1.3 超聲波運用于多線切割機的研究進展16
• 1.4 有限元軟件模擬多線切割技術的研究進展16-17
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 超聲振動作用下多線切割理論研究19-29
• 2.1 多線切割加工技術研究19-20
• 2.2 游離磨料線切割技術材料去除機理20-21
• 2.2.1 游離磨料線切割的三體磨損機理20-21
• 2.3 固結磨料線切割技術材料去除機理21-24
• 2.3.1 固結磨料SiC磨粒對材料體積去除公式推導22-24
• 2.4 超聲振動作用下的體積去除公式推導24-27
• 2.5 本章小結27-29
• 第3章 多線鋸模擬實驗裝置與超聲振動臺的研制29-41
• 3.1 多線鋸超聲振動臺總體方案設計29-35
• 3.1.1 超聲波換能器的選擇30-31
• 3.1.2 超聲波變幅桿的選擇31-32
• 3.1.3 超聲波電源的設計要求與特性32-34
• 3.1.4 超聲振動臺結構設計34-35
• 3.2 多線鋸模擬實驗裝置總體方案設計35-39
• 3.2.1 多線鋸模擬實驗裝置繞線系統(tǒng)設計35-37
• 3.2.2 多線鋸模擬實驗裝置進給系統(tǒng)設計37-38
• 3.2.3 多線鋸模擬實驗裝置阻尼系統(tǒng)設計38
• 3.2.4 多線鋸模擬實驗裝置控制電源設計38-39
• 3.3 組裝后的超聲輔助多線切割模擬設備39-40
• 3.4 本章小結40-41
• 第4章 超聲波多線切割模擬仿真研究41-54
• 4.1 超聲振動作用下切割線加工狀態(tài)分析41-44
• 4.1.1 切割線模型的簡化及模擬參數(shù)的設置42-44
• 4.2 超聲振動作用下切割線的諧響應分析44-49
• 4.2.1 切割線模型的建立及邊界條件與力載荷的設置44-47
• 4.2.2 超聲振動作用下切割線的諧響應分析后處理47-49
• 4.3 超聲作用下切割線的瞬態(tài)動力學分析49-52
• 4.3.1 切割線模型邊界條件與力載荷的設置49-50
• 4.3.2 超聲振動作用下切割線的瞬態(tài)分析后處理50-52
• 4.4 本章小結52-54
• 第5章 超聲振動多線切割實驗研究54-84
• 5.1 實驗研究的前期準備54-55
• 5.1.1 多線鋸模擬實驗裝置進給系統(tǒng)調(diào)試54-55
• 5.1.2 多線鋸模擬實驗裝置繞線系統(tǒng)調(diào)試55
• 5.2 超聲波作用下振動臺的振型實驗研究55-66
• 5.2.1 實驗設備及實驗參數(shù)55-57
• 5.2.2 激光位移傳感器測試實驗57-60
• 5.2.3 位移測試實驗結果分析60-66
• 5.3 超聲振動作用下切割線的振型實驗研究66-75
• 5.3.1 實驗方案設計66-67
• 5.3.2 實驗材料設備及實驗參數(shù)67-69
• 5.3.3 切割線振動狀況實驗研究69-71
• 5.3.4 切割線帶漿作用實驗研究71-75
• 5.4 超聲波作用下的切割實驗研究75-82
• 5.4.1 實驗方案設計75-76
• 5.4.2 實驗材料設備及實驗參數(shù)76-82
• 5.5 本章小結82-84
• 第6章 結論與展望84-86
• 6.1 結論84-85
• 6.2 展望85-86
• 參考文獻86-88
• 致謝88-90
• 攻讀學位期間參加的科研項目和成果90

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 蔣瑜;馬春翔;李濤;;硅材線切割溫度場的有限元仿真分析[J];組合機床與自動化加工技術;2010年03期

  本文關鍵詞：面向多線鋸超聲振動臺研制及其超聲加工機理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：477920