单晶硅定晶向放电切割工艺方案设计

1、单晶硅定晶向放电切割工艺方案设计本节将握行定晶向放电切割工艺方案的设计，所设计的两个方案都是利用电火花统切割机床来实现的.基于三维回转工作台的定晶向放电切割方案此方案（方案一）与目前的定晶向机械加工方式15理相似.由下硅锭本身不存在宏观的标准定位面，即不存在电火花线切割所需的加工萇准，不能依靠调整装夹来保证目标晶面所需装夹精度，只能通过堆加试切工序才能逐步实现精度调養如图2.10所示，硅锭装夹在回转工作台上.回转工作台可以沿A轴和C紬进行转动调整，底下的三维工作台可以沿X轴、Y轴和Z轴作直线运动，二者配合可以保证线切割机床能够加工空间任意晶面.大体过程是：1）切割时先试切一小片，然后检测误差。

2、2）根据溟差计算出回转工作台的调整角度以及三维工作台的进给路线.3）ftl调整回转工作台A轴和C轴以及工作台进给路找，开始第二次试切4）如果第二次试切満足要求.则可以保持回转工作台位置不变，按所霜的尺寸切割出符合要求的晶面；反之則需不断试切，以找到目标晶面的确切位置.三堆工作台、图2.10基于三维回转工作台的定晶向放电切割方案基于摇摆锥度电火花线切割机床的定晶向放电切割方案此方案（方案二）无需回转工作台，但是要求电火花线切割机床具有摇摆惟度切割功能，具备四轴（X、丫、U、V轴曲制能力.方案原理如图2.1】所示.方案二大体过程是：1）先试切一小片，然后检测谋差.2）根据误差计算出机床上线骨沿U轴

3、或V轴的偏移董以及工作台的进给路线3）调整上线臂沿U、V轴偏移以及工作台进给路找,开始第二次试切4）如果第二次试切満足要求，则可以保持机床上线劈的位置不变，按所需的尺寸切割出符合要求的晶面：反之則需不断试切，以找到目标晶而的确切位置.工件（硅锭）只需以简单的方式夹紧在机床工作台上，由于机床具有锥度切割功能，所以对于兴具的要求就没有那么高，只需保证整个过程工件的位置不发生改变即可目标晶面+V图2.11基于摇摆锥度电火花线切割机床的定晶向放电切割方案223单晶硅定晶向放电切割方案的比较1）定晶向放电切割方案与机械加工方法的比较（1）试切割过程中不必每次都加工一整片，只需要挖出一小块测试即可，不仅节

4、省材料，还能提高试切效率.（2困用线切割的方法加工的切缝损耗小F300屮n,材料损失少，在相同的材料中可以加工更多的衍射晶体（3）放电切割过程中在保障极间冷却条件下加工尺寸可以做到更大，能够解决衍射晶体的大尺寸加工难题.2）方案一与方案二的比较方案一与方案二都是避利用电火花线切割方法，工艺原理也相似.所不同的是方案一根据课差调整回转工作台和机床进给路我，使晶面正好处丁电极丝扫过的平面；而方案二是根据误差调整机床上线背，使上线臂沿U轴或V轴偏移，同时调盛工作台进给路线，切割出符合晶向耍求的晶面.方案二与方案一相比具有以下优点：（1）方案二用电火花线切割机床的惟度切割功能代替了方案一中的回转工作台

5、，降低了设备成本.使用回转工作台装夹较为复杂，不仅要将匸件合适地装夹在回转工作台上，还要保证回转匸作台能够固定在机床导轨上，并且整个过程要保证位置不变，这就增加了不可控因素：而方案二中的装夹就简单得多，由于电火花线锥度切割也可以切割空间任意晶面，所以装夹只需保证位置不发生变化即可.（3）方案一中回转工作台有一定的体积，装夹时会占据一定的机床空间，因此，机床能切割的最大厚度较小；而方案二由于没有回转T作台，可以切割出更大尺寸的硅片.（4）电火花线切割过程中不可避免的会使用工作液，目前常用的是复合工作液或者去离子水，这两种工作液都金对冋转工作台的金属零部件产生腐蚀，因此回转工作台帯要和工作液隔离开来，这又增加了工艺的复杂性相比之下，方案二也存在峡陷：在方案二中，电极丝通常需要以一定的锥度来