大直径超薄SiC单晶片高速-超声切割机理及参数控制

项目名称： 大直径超薄SiC单晶片高速-超声切割机理及参数控制

项目编号： No.51175420

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 机械工程学科

项目作者： 李淑娟

作者单位： 西安理工大学

项目金额： 60万元

中文摘要： 大直径超薄SiC单晶片是半导体装置中耐高压和高温器件的理想材料，但其高的材料硬度使加工过程成为整个装置制造过程的难点，切割作为首道加工工序是整个制造过程的瓶颈。本项目提出高速-超声切割是在线锯和SiC单晶片相对高速运动的同时，为线锯附加一超声振动，使其在高速和高频振荡下对工件摩擦、冲击和挤压，实现SiC单晶片切割过程的高速微量去除。采用理论分析、仿真和实验相结合的方法，根据切割过程的力、温度、表面粗糙度以及切屑形状，研究在超声振荡冲击和高速切割相融合过程中单晶材料的高速微量去除机理；综合考虑切割过程中的影响材料去除率的因素，在切割过程稳态模型的基础上，采用一阶系统建立切割力动态模型，递归最小二乘法预估模型参数；设计含自适应切割力控制器的高速-超声切割系统，动态调整切割参数以保证切割力准确跟踪其参考量，实现稳定切割过程，并使切割效率达到最大，为该类材料的制造过程提供理论依据和基础。

中文关键词： 超声振动；SiC单晶切割；塑性域加工；切割力建模；自适应控制

英文摘要：

英文关键词： Ultrasonic Vibration；SiC Monocrystal Cutting；Ductile Regime Cutting；Modeling Cutting Force；Adaptive Control