检索结果-南通市图书馆

作者：刘加富山东大学

学位级别：硕士

随着大规模集成电路的迅速发展，单晶硅片作为最常用的半导体材料被广泛应用于集成电路的制作过程中，但单晶硅在机械加工中凸现出的加工效率低、表面完整性差、加工成本高及加工损伤等制造难题严重制约着单晶硅在IC中的广泛应用，本文... 详细信息

随着大规模集成电路的迅速发展，单晶硅片作为最常用的半导体材料被广泛应用于集成电路的制作过程中，但单晶硅在机械加工中凸现出的加工效率低、表面完整性差、加工成本高及加工损伤等制造难题严重制约着单晶硅在IC中的广泛应用，本文使用环形电镀金刚石线锯这一新的工艺方法进行单晶硅的切割加工，以实验数据为基础建立了适合线锯切割的有限元分析模型，研究了锯切过程中锯切力及材料损伤层与切削条件间的关系，并对不同锯切条件下线锯切割中的锯切力、材料损伤层深度进行了预测。基于线锯切割原理，建立了单颗金刚石磨粒切割单晶硅的有限元模型，对有限元模拟所涉及的网格划分、接触摩擦、切屑形成以及分离准则等一些关键技术进了深入研究。通过改变锯丝的几何参数以及锯切参数，实现了不同锯切条件下锯切过程的系列模拟，研究并分析了磨粒的压入深度、法向及切向锯切力与锯切条件间的关系，并成功进行了切削力的预测。在单颗磨粒所得锯切力的基础上，对多颗磨粒的运动切割过程进行了模拟，利用多磨粒的耦合剪切应力场分析了材料的损伤深度与锯切条件的关系，并对不同锯切条件下损伤层深度进行了预测，以此指导实际切割，尽量减小对工件的切割损伤，提高线切割的成材率。另外利用环形电镀金刚石线锯进行了单晶硅切割试验，以试验中的实际切削条件作为模拟的切削条件进行模拟，并利用锯切力试验结果对模拟结果进行了可靠性验证;同时，通过X射线双晶衍射试验对工件损伤层的模拟结果进行了可靠性验证，证实了所建有限元分析模型的正确性。最后对全文进行了概括总结，并对有待进一步研究的内容进行了展望。

关键词：金刚石线锯锯切力有限元仿真损伤层深度

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