硅晶體放電加工電阻特性及穿孔工藝基礎(chǔ)研究.pdf

1、半導(dǎo)體材料因其獨特的物理、電學(xué)性能,已成為尖端科學(xué)技術(shù)中應(yīng)用最為活躍的先進(jìn)材料,特別是在航空航天、光學(xué)及電子領(lǐng)域中具有十分重要的作用。其中,以晶體硅和晶體鍺的應(yīng)用最為廣泛。大多數(shù)半導(dǎo)體材料都屬于硬脆材料,加工過程中易斷裂,導(dǎo)致加工性能極差,傳統(tǒng)的加工方法已不能滿足其加工工藝要求,如何解決其高效精密加工(如切割、穿孔、成形等)已成為國內(nèi)外研究的熱點難題。本課題采用電火花加工技術(shù)對半導(dǎo)體硅進(jìn)行了放電加工研究,根據(jù)半導(dǎo)體材料特有的物理性質(zhì)和電

2、特性,研究了半導(dǎo)體P型硅材料放電加工過程中的極間電阻特性和單向?qū)ㄌ匦?探討提高其放電加工能力的方法。并在此基礎(chǔ)上,通過建立半導(dǎo)體硅電火花穿孔放電加工模型,利用數(shù)控電火花穿孔加工實驗平臺對P型硅進(jìn)行了電火花穿孔工藝試驗。
　　 本文的主要工作:
　　 1、從進(jìn)電方式方面對半導(dǎo)體硅放電過程中的極間電阻進(jìn)行了理論和試驗研究,分析了極間電阻特性對放電加工的影響,利用試驗分別從點、線、面三種進(jìn)電方式進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)面進(jìn)電是進(jìn)電效

3、果最好的進(jìn)電方式,為了改善加工條件,合理的選擇了放電加工的進(jìn)電方式。認(rèn)識到改善進(jìn)電方式(例如增大進(jìn)電有效接觸面積)可以減小極間電阻,提高放電電流。
　　 2、通過分析半導(dǎo)體與進(jìn)電金屬材料接觸形成的肖特基接觸勢壘,建立了半導(dǎo)體P型硅的放電穿孔加工原理模型和DR等效電路原理圖,從放電通道、進(jìn)電端接觸、放電端接觸、體電阻四個模型進(jìn)行了詳細(xì)闡述。
　　 3、討論了PN結(jié)和肖特基結(jié)的單向?qū)ㄌ匦?利用試驗研究了半導(dǎo)體硅在放電加工中

4、體現(xiàn)出來的單向?qū)ㄌ匦?合理的選擇了其放電加工極性。發(fā)現(xiàn)正極性加工方式可以提高P型硅的放電加工電流,為提高其放電加工能力奠定了基礎(chǔ)。
　　 4、設(shè)計了數(shù)控電火花穿孔加工實驗平臺和一套簡易實用的穿孔裝置,合理的選擇了P型硅定位、夾緊、進(jìn)電方式、加工極性及工作液循環(huán)系統(tǒng),對半導(dǎo)體硅進(jìn)行了電火花穿孔加工工藝試驗,研究了不同工藝參數(shù)對穿孔速度和電極損耗的影響規(guī)律,隨后進(jìn)行了小孔加工精度和放電加工電流波形研究,為研究其它半導(dǎo)體材料的放電加