硅片切割机的设计.doc

摘要：多线切割机是IC(集成电路)、IT(信息技术)、PV(光伏)等行业核心器件基片制造流程中的关键装备。多线切割是目前最先进的切片加工技术，其原理是通过金属线的高速往复运动把磨料带入待切割材料中进行研磨，将待切件同时切割为数百或数千片薄片的创新性切片工艺。但多线切割机制造技术难度大，其核心技术长期被瑞士、日本等国家的极少数公司所垄断，严重制约了我国半导体照明、光伏、集成电路制造等产业的发展。开发具有自主知识产权的多线切割技术及装备，已成为突破国外技术封锁和国内产业瓶颈的关键举措。

多线切割的原理是通过金属丝的高速往复运动，把磨料带入加工区域对工件进行研磨，将棒料一次同时切割为数百片甚至数千片薄片的一种新型切割加工方法。在切割过程中，钢线通过导向轮的引导、换向，在导丝辊上形成一张线网，棒料慢速通过线网后，便可被切割为片件。本文分析了多线切割机的工作原理和结构特点，在此基础上，主要对多线切割的机械设备及控制系统进行了设计，其次对影响多线切割效率的因素以及多线切割的微观机理进行了分析和总结。经过比照同类切割机以及查阅相关资料，确定了所设计多线切割机的主要技术参数与工艺参数，其设备设计主要内容包括：升降台工作系统设计、主辊传动系统设计、收放线轮系统设计、排线系统设计、张力系统设计。

关键词：多线切割机；设备设计；张力系统；切割液

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论1

1.1 课题背景及意义 1

1.2 多线切割机的国内外研究现状及发展趋势 2

 1.2.1 国内外研究现状2

 1.2.2 多线切割机的技术发展趋势3

1.3 多线切割与内圆切割的对比 3

1.4 多线切割技术的工艺流程 5

1.5 影响线切割切削能力的因素分析 6

1.6 课题技术内容与本设计重点难点 7

1.6.1 课题设计内容 7

1.6.2 设计的重点难点 8

第2章 多线切割机总体设计方案10

2.1 多线切割机的工作原理 10

2.2 游离磨料多线切割机的三大辅材 10

2.3 砂浆的组成及回收 12

2.4 游离磨料多线切割的材料去除机理 12

 2.4.1 单颗磨粒滚动模型(压痕模型)13

 2.4.2 多磨粒压痕效应模型14

 2.4.3 弹性-流体动压效应模型 14

 2.4.4 磨削液的作用15

 2.4.5 单晶硅各向异性的影响15

第3章 多线切割机机械系统设计17

3.1 本设计切割机的机械系统总体设计思路 17

3.2 本设计切割机的主要技术参数 17

3.3 多线切割机机械系统结构与功能 18

 3.3.1 工作台升降系统设计18

 3.3.2 主辊传动系统设计19

 3.3.3 收放线轮系统设计21

 3.3.4 排线系统设计23

 3.3.5 张力系统设计24

第4章 多线切割机控制系统设计27

4.1 张力控制系统 28

4.2 多电机同步控制系统 29

第5章 结论与展望31

5.1 本论文所作的工作 31

5.2 对本课题的展望 31

参考文献 33

致 谢35