藍(lán)寶石切割機(jī)裝置設(shè)計(jì)（包含CAD圖紙?jiān)次募?/h1>
藍(lán)寶石切割機(jī)裝置設(shè)計(jì)（包含CAD圖紙?jiān)次募?藍(lán)寶石,切割機(jī),裝置,設(shè)計(jì),包含,包括,包孕,蘊(yùn)含,cad,圖紙,源文件
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
學(xué)生姓名
學(xué)號(hào)
專業(yè)班級(jí)
題 目
藍(lán)寶石切割機(jī)設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師
職 稱
高級(jí)工程師
課題類型
□設(shè)計(jì) □論文
課題來源
□教師科研課題 □教師生產(chǎn)實(shí)際課題 □學(xué)生自立課題
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）起止時(shí)間
年 月 日至 年 月 日
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容及要求
1、開題報(bào)告和文獻(xiàn)閱讀
（1）文獻(xiàn)閱讀：查閱文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇，其中外文文獻(xiàn)不少于2篇，近5年內(nèi)的文獻(xiàn)數(shù)一般不少于文獻(xiàn)總數(shù)的1/3，并應(yīng)有近2年內(nèi)的文獻(xiàn)。
（2）文獻(xiàn)綜述：3000字以上，包括國內(nèi)外現(xiàn)狀、研究方向、進(jìn)展情況、存在問題、參考依據(jù)等。
（3）開題報(bào)告：2000字以上，包括選題的意義、可行性分析、研究的內(nèi)容、研究方法、擬解決的關(guān)鍵問題、預(yù)期結(jié)果、研究進(jìn)度計(jì)劃等。
（4）外文翻譯：3000字以上（翻譯成中文后的漢字字?jǐn)?shù)）。
2、課題要解決的主要問題和具體要求
1) 所設(shè)計(jì)的藍(lán)寶石切割機(jī)使用帶鋸進(jìn)行切割
2) 保證帶鋸行進(jìn)與路線切向一致；
3) 被切材料快速定心夾緊；
4) 切削液回收。
3、論文：10000字以上，包括緒論、正文、結(jié)論、參考文獻(xiàn)等。
二、主要參考文獻(xiàn)
1) 吳?。凰{(lán)寶石CMP加工機(jī)理與工藝技術(shù)的研究[D].浙江工業(yè)大學(xué)。浙江。2012
2) 張彬；藍(lán)寶石精密切割裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 黑龍江大學(xué). 黑龍江 2012
3) 蔡二輝,湯斌兵,周浪.??金剛石線鋸切割晶體硅模式研究[J]. 南昌大學(xué)學(xué)報(bào)(工科版). 2011(02)
4) 黃波,高玉飛,葛培琪.??金剛石線鋸切割單晶硅表面缺陷與鋸絲磨損分析[J]. 金剛石與磨料磨具工程. 2011(01)
5) 5、金成毅; 熊瑞平.一種基于PLC控制的石材切割機(jī)的液壓系統(tǒng)[J].液壓與氣動(dòng).2012.4
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
專業(yè)教研室意見：
□同意下達(dá)任務(wù)書 □不同意下達(dá)任務(wù)書
教研室主任簽章：
年 月 日
注：任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，專業(yè)教研室主任審核，要求在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作開始前下達(dá)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
譯文及原稿
譯文題目：
燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料的制備及評(píng)價(jià)藍(lán)寶石磨削性能
原稿題目：
Fabrication of Sintered Diamond/Metal Composites and Evaluation of Grinding Performance for Sapphire
原稿出處：
Tohoku University, Sakai, Japan.
燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料的制備及評(píng)價(jià)藍(lán)寶石磨削性能
摘要
燒結(jié)金剛石/金屬的制造復(fù)合材料的平均粒徑由金剛石填料體為15微米至30微米，金屬粘合劑（銀 - 銅 - 鈦制硬釬焊)試圖通過粉末冶金燒結(jié)PROC-ESS在700?C至在真空環(huán)境下1000?C。其結(jié)果是，燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料的致密塊體分別本
粉末冶金燒結(jié)工藝獲得的。燒結(jié)溫度從750?C增加至950?C和壓力提高的燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料的密度在熱壓中的真空。所有散貨準(zhǔn)備在750?C的溫度至950?C分別組成金剛石相和Ag-Cu合金鈦制釬焊用任何其他階段散貨燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料。此外，一些性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料。
關(guān)鍵詞：金剛石，復(fù)合，釬焊，銀，顯微組織;磨碎
1 介紹
需要像這樣的金剛石砂輪，金剛石金剛石工具刀片和金剛石針尖的切割和拋光陶瓷，硅和藍(lán)寶石錠仍然在擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域。在一般情況下，金剛石工具分類為金屬結(jié)合劑類型和樹脂結(jié)合劑類型。雖然樹脂結(jié)合劑金剛石工具是由樹脂基體的和金剛石填料具有所需的顆粒大小分布，切削和磨削性能正在迅速降解盡管良好的切削和磨削能力。與此相反，金屬粘結(jié)金剛石工具一般都制成通過金屬電沉積的各種金剛石填料。這些金屬結(jié)合劑金剛石工具，具有良好的長期表現(xiàn)，雖然他們的切割和拋光能力都相對(duì)遜色于樹脂結(jié)合劑金剛石工具。像多晶硅另一個(gè)金屬結(jié)合鉆石金剛石（PCD），也制造了超高調(diào)壓計(jì)（約50,000個(gè)大氣壓）設(shè)備在高溫下（典型值1600?C）的金剛石填料與合作粘合劑。此外，金剛石狀的發(fā)展碳（DLC）膜被報(bào)道了一些方法，例如作為等離子體CVD和基于等離子體離子注入由許多研究者。此外，一些捏造基于金剛石的合成含有另一種金屬（例如，Cu和W）和陶瓷（例如，SiC和氧化鋁）已嘗試。通過各種方法制造這些PCD和DLC鉆石是極其致密和昂貴的，而不是良好的磨削和每切割預(yù)測(cè)性能，但他們一般都加工和切割用電火花加工。
另一方面，銀的釬焊，一般銀 - 銅 - 鋅，和其他金屬的釬焊系統(tǒng)是有用實(shí)現(xiàn)不同的材料容易地粘結(jié)力強(qiáng)。在這里，我們專注于高性能金剛石工具及散貨的鉆石組成的開發(fā)填料和釬焊作為金屬粘合劑，例如通過粉末冶金工藝銀 - 銅 - 鈦制硬釬焊。使用這種粉末冶金工藝，各種微復(fù)合材料和納米復(fù)合材料，陶瓷基復(fù)合材料和金屬/陶瓷混雜復(fù)合材料，進(jìn)行了開發(fā)和報(bào)道。在特殊的，這個(gè)過程會(huì)導(dǎo)致密鑲鉆散貨具有良好的制造加工能力和合理的成本。作者還報(bào)道的Ag-Cu合金鈦制釬焊金剛石涂層SUS鋸切割鋸設(shè)備發(fā)展的結(jié)果。在這項(xiàng)研究中，燒結(jié)金剛石的制造/金剛石填料組成的金屬復(fù)合材料的組織和金屬粘合劑（銀 - 銅 - 鈦制硬釬焊）中試圖通過粉末冶金燒結(jié)過程在真空環(huán)境。此外，一些性能進(jìn)行了評(píng)估，這些燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料。
2 實(shí)驗(yàn)方法
作為金屬粘合劑，商業(yè)粉末為銀 - 銅 - 鈦釬焊系統(tǒng)（ V1008 -T）是從奶酥有限公司使用商業(yè)金剛石填料起初粉碎與氧化鋁研缽，充分洗滌，用乙醇和干燥在室溫下進(jìn)行。金剛石填料和金屬結(jié)合位ERS （金剛石含量/銀 - 銅 - 鈦系釬= 32重量％/ 68重量％）在乙醇中混合由砂漿，然后通過使用氧化鋯球球磨法干法混合媒體。另外， PVA系聚合物（混合物的20％）是加入到這些的混合物作為粘合劑，并與MOR-混合焦油。經(jīng)過充分混合，這些混合物與粉碎用研缽。得到的粉末分別插在碳金屬模然后進(jìn)行熱處理，在400 ?C為60分鐘。然后樣品在750 ? C至燒結(jié)與熱壓設(shè)備950 ?C為10?30分鐘（加熱速度10 ? C至20 ?C /分鐘）在真空環(huán)境下（ 5 × 10-3乇）與所施加的0.4兆帕至0.93兆帕壓力時(shí)的熱壓爐中的真空，隨后緩慢冷卻的熱壓爐。
燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料（20毫米直徑三和5毫米厚）的接地與鉆石輪和切割用金剛石鋸。燒結(jié)的密度金剛石/金屬復(fù)合材料進(jìn)行了測(cè)量。該組件燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料是由評(píng)估X射線衍射（RINT2100，理學(xué)電機(jī)有限公司）。在微觀
觀察到燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料TURE通過掃描電鏡（S4000，日本電子）和激光顯微鏡。當(dāng)?shù)亟M合物是由EDX分析測(cè)量的。燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料粘接用對(duì)磨試驗(yàn)藍(lán)寶石餐支撐氧樹脂。
3 結(jié)果與討論
圖1顯示了X射線衍射燒結(jié)金剛石的結(jié)果/金屬復(fù)合材料。在燒結(jié)溫度都散貨750 ? C至950 ?C分別組成金剛石相和沒有任何其他階段贖罪銀銅鈦釬焊系統(tǒng)金剛石/金屬復(fù)合材料，如圖所示。因此，燒結(jié)溫度的增加從750 ? C至950 ?C有鉆石和銀銅鈦系統(tǒng)之間沒有反應(yīng)用于釬焊金剛石燒結(jié)/金屬的成分在復(fù)合材料熱壓在真空中。圖2表示的X射線衍射圖譜的增加的變化的過程中熱壓在真空金剛石/壓力燒結(jié)在850 ? C。金屬復(fù)合材料的部件燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料也由金剛石和銀 - 銅 - 鈦制硬釬焊相。目前，壓力脫穎而出，增加和燒結(jié)溫度在熱壓對(duì)復(fù)合材料和金剛石之間的反應(yīng)的成分沒有大的影響，銀 - 銅 - 鈦系釬對(duì)于這些燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料。圖3（a）所示的燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料密度的結(jié)果，調(diào)查的散貨金剛石/金屬復(fù)合材料的影響。來自觀察采用掃描電鏡和激光顯微結(jié)果，很明顯的是，添加的銀 - 銅 - 鈦制硬釬焊成的金剛石晶粒的金屬粘結(jié)劑抑制了形成的燒結(jié)塊體的基質(zhì)中的空隙的金剛石/金屬復(fù)合材料，因此這些金剛石/金屬復(fù)合材料的致密化達(dá)到了通過熱壓燒結(jié)工藝。
圖3（a）所示的燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料密度的結(jié)果，調(diào)查罪散射溫度（0.93兆帕的壓力）的影響。如圖所示在圖中，燒結(jié)溫度從750?C的增加至950?C，導(dǎo)致燒結(jié)的密度略有增加在金剛石/金屬復(fù)合材料熱壓在VAC-真空。在燒結(jié)850?C的情況下的，密度最大的金剛石/金屬復(fù)合材料塊體達(dá)到了。燒結(jié)溫度的升高一點(diǎn)點(diǎn)增強(qiáng)這些復(fù)合材料的致密化。
此外，密度與所施加的壓力的變化在熱壓中的真空進(jìn)行了檢查。圖3（b）示出了燒結(jié)溫度為850?C。金剛石/金屬復(fù)合材料的密度的結(jié)果的增加而施加壓力在熱壓在真空略表示的燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料本熱壓系統(tǒng)中相同的密度。因此，被用于ADDI重刑的這個(gè)銀銅鈦制釬焊的金屬粘結(jié)劑由該熱壓真空。獲得的金剛石/金屬復(fù)合材料的這些致密塊體在特殊，燒結(jié)溫度的增加提高了致密化這個(gè)熱壓系統(tǒng)，在燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料，雖然壓力對(duì)這些金剛石/金屬復(fù)合材料的致密化影響較小。
圖1燒結(jié)金剛石/金屬的復(fù)合材料的XRD的結(jié)果在熱壓中的真空
圖2的X射線衍射圖譜與壓力中的增加的變化熱壓在真空
(a)
(b)
圖3燒結(jié)金剛石/金屬的復(fù)合材料密度的結(jié)果（a）溫度影響;（b）壓力的影響
燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)觀察用掃描電鏡和激光顯微鏡。圖4顯示掃描電鏡圖像燒結(jié)金剛石/金屬散貨復(fù)合材料。燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料塊體是致密和金剛石晶粒充滿了銀 - 銅 - 鈦系釬相位作為金屬粘合劑。鉆石粒具有15至30微米的平均粒徑分別為均勻地分散于銀 - 銅 - 鈦制硬釬焊。從SEM觀察，晶粒尺寸沒有大的變化金剛石熱壓后證實(shí)罪散射，這表明金剛石之間的反應(yīng)和銀 - 銅 - 鈦制硬釬焊的金屬粘結(jié)劑在此熱抑制，沒有晶粒生長產(chǎn)生熱壓燒結(jié)工藝。這樣的結(jié)果是一致X射線衍射的結(jié)果。
圖5示出了圖像從激光顯微鏡燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料塊體。在這種無花果URE，金剛石顆粒呈黑色的部分和銀 - 銅 - 鈦制釬焊是白色和灰色的部分，分別。從這個(gè)圖象，人們發(fā)現(xiàn)，銀 - 銅 - 的金屬相Ti系釬料均勻地位于晶金剛石顆?；|(zhì)的邊界，如圖所示，熱壓燒結(jié)在真空后。這些觀察結(jié)果表明，銀 - 銅 - 鈦制硬釬焊作為粘合劑具有良好的潤濕性，導(dǎo)致散貨金剛石/金屬復(fù)合材料的致密化。來自觀察采用掃描電鏡和激光顯微結(jié)果，很明顯的是，添加銀的金屬粘結(jié)劑的Cu-Ti系釬焊成的金剛石晶粒抑制形成的燒結(jié)塊體的基質(zhì)中的空隙的金剛石/金屬復(fù)合材料，因此這些金剛石/金屬復(fù)合材料的致密化達(dá)到了通過熱壓燒結(jié)工藝。
燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察掃描電鏡和激光顯微鏡。圖4顯示了掃描電鏡對(duì)燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料塊體的圖像。的燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料的塊體為致密且金剛石晶粒充滿了銀 - 銅 - 鈦系釬相位作為金屬粘合劑。金剛石晶粒具有15?30μm的平均粒徑均勻地分散在銀 - 銅 - 鈦制硬釬焊。從SEM觀察，粒度為金剛石的無大的變化熱壓罪散射后得到證實(shí)，這表明金剛石和銀 - 銅 - 鈦制硬釬焊的金屬粘結(jié)劑之間的反應(yīng)過程中抑制和無晶粒生長產(chǎn)生這種熱壓燒結(jié)工藝。這個(gè)結(jié)果是一致的與X射線衍射的結(jié)果。
圖5示出了從激光顯微鏡對(duì)燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料塊體的圖像。在該圖中，金剛石顆粒為黑色部分和銀 - 銅 - 鈦制硬釬焊是白色和灰色部分，分別。從這個(gè)圖像，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，銀 - 銅 - 鈦制硬釬焊的金屬相均勻地設(shè)在金剛石顆?；|(zhì)的晶界，如圖所示，熱壓燒結(jié)在真空后。這些觀測(cè)結(jié)果表明，銀 - 銅 - 鈦制硬釬焊作為粘合劑所具有的良好的潤濕性，從而散貨金剛石/金屬復(fù)合材料的致密化。從觀察用SEM和激光顯微鏡兩者的結(jié)果，很明顯的是，添加的銀 - 銅 - 鈦制硬釬焊成的金剛石晶粒的金屬粘結(jié)劑抑制了空隙中的金剛石/金屬復(fù)合材料的燒結(jié)塊體的基體的形成，從而這些金剛石/金屬復(fù)合材料的致密化是通過熱壓燒結(jié)過程實(shí)現(xiàn)的。
此外，燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料的能譜分析，進(jìn)行了燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料塊體。圖6顯示了能譜分析的結(jié)果燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料。白點(diǎn)和部分來自銀，銅和鈦元素。如圖所示，Ag和Cu元素都均勻離散化后的銀銅鈦制零件的釬焊不金剛石顆粒，而Ti元素是在銀銅鈦制釬焊零件的燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料也檢測(cè)。因此，金剛石晶粒的晶界充滿了的銀 - 銅 - 鈦制硬釬焊的金屬粘結(jié)劑和與Ag-Cu合金的液相燒結(jié)燒結(jié)通過熱壓在真空為致密金剛石/金屬復(fù)合材料因此在塊體-Ti系釬焊。
圖4掃描電鏡對(duì)燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料的散貨圖片
圖5圖片來自激光顯微鏡對(duì)燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料塊體
圖6燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料的EDX分析結(jié)果
耐磨性能是通過研磨藍(lán)寶石晶棒的試驗(yàn)來評(píng)價(jià)。圖7示出的面進(jìn)行研磨藍(lán)寶石晶棒的試驗(yàn)后，在地面金剛石/金屬復(fù)合體系的樣品的SEM圖像。表面沒有大的磨削缺陷和跌落式金剛石對(duì)金剛石/金屬復(fù)合材料樣品的獲得，如圖所示，并用15微米至30微米平均粒度的樹脂粘結(jié)金剛石的塊材。磨藍(lán)寶石晶棒后，像金剛石顆粒的脫粘的顯著惡化，不能確認(rèn)。因此，前和研磨藍(lán)寶石晶棒的試驗(yàn)后，觀察到的燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料的表面沒有大的差異。因此，燒結(jié)在這項(xiàng)研究金剛石/金屬復(fù)合材料的這些密集的散貨，獲得和擁有了良好的磨削能力的藍(lán)寶石晶錠。
圖7表面金剛石/金屬的復(fù)合材料的磨藍(lán)寶石后的SEM照片
4 結(jié)論
金剛石填料和金屬粘合劑（銀 - 銅 - 鈦制硬釬焊）構(gòu)成的燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合體的制造中，在750℃至950℃，在真空大氣試圖通過粉末的冶金燒結(jié)過程。金剛石/金屬復(fù)合材料塊體附身之后在真空熱壓燒結(jié)的高密度。顯微觀察表明，金剛石顆粒被均勻地分散于塊體。從EDX分析，銀，銅和鈦的元素分別為均一分散在金剛石晶粒的晶粒邊界和鉆石和銀 - 銅 - 鈦系釬之間的反應(yīng)作為金屬粘結(jié)劑在此熱抑制，沒有晶粒生長根納入樣本熱壓燒結(jié)工藝。從這些觀察，銀 - 銅 - 鈦制硬釬焊作為粘合劑所具有的良好的潤濕性，從而散貨金剛石/金屬復(fù)合材料的致密化。
因此，燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料的這些密集的散貨，獲得和擁有了良好的磨削能力的藍(lán)寶石晶錠。對(duì)燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料的研磨性能，是由于金剛石顆粒和銀 - 銅 - 鈦制硬釬焊作為粘合劑之間的良好粘結(jié)。因此，燒結(jié)金剛石/金屬復(fù)合材料的藍(lán)寶石晶棒的好磨性閱讀能力的致密塊體由該處理成功制造。
9
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
開 題 報(bào) 告
1
藍(lán)寶石切割機(jī)設(shè)計(jì)
1 選題的背景和意義
單晶藍(lán)寶石具有良好的物理、化學(xué)和光學(xué)特性，在微電子、工業(yè)、國防、科研以及 GaN 晶片 LED 襯底領(lǐng)域得到越來越廣泛的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于藍(lán)寶石晶片的加工精度以及表面質(zhì)量要求越來越高，因此藍(lán)寶石的高效低損加工工藝成為阻礙藍(lán)寶石工業(yè)發(fā)展的主要障礙。
現(xiàn)今隨著機(jī)電一體化的發(fā)展，機(jī)械手也被廣泛的利用各種機(jī)械當(dāng)中，自動(dòng)切割漸漸取代了手工切割，藍(lán)寶石切割機(jī)能自動(dòng)將放入的工件切割成所要求的形狀，這樣可以大大提高切割效率，減輕人力負(fù)擔(dān)，藍(lán)寶石切割機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)效率較手動(dòng)切割機(jī)高。
本文簡要的概述了藍(lán)寶石切割機(jī)的設(shè)計(jì)發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)
1.1 選題的背景
藍(lán)寶石以其良好的物理、化學(xué)和光學(xué)特性，在微電子、工業(yè)、國防、科研以及 GaN 晶片 LED 襯底領(lǐng)域得到越來越廣泛的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于藍(lán)寶石晶片的加工精度以及表面質(zhì)量要求越來越高，因此藍(lán)寶石的高效低損加工工藝成為阻礙藍(lán)寶石工業(yè)發(fā)展的主要障礙。
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
1.2.1國外研究現(xiàn)狀
80年代初期，國際商業(yè)機(jī)器公司(IBM)首先提出的化學(xué)機(jī)械拋光引入集成電路進(jìn)行平坦化的制程工作。主要是通過適當(dāng)?shù)闹瞥虆?shù)設(shè)計(jì)，利用一個(gè)拋光平臺(tái)，配合適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)溶液，將晶片表面高低起伏不一的輪廓加以磨平。安永暢男使用不銹鋼環(huán)拋光藍(lán)寶石，發(fā)現(xiàn)藍(lán)寶石界面與不銹鋼形成了結(jié)構(gòu)松軟的固相化學(xué)反應(yīng)層，藍(lán)寶石表面具有鏡面光澤，而且沒有發(fā)現(xiàn)亞表面損傷的現(xiàn)象，并提出了機(jī)械化學(xué)拋光的概念。Namba和Tsuwa等人在進(jìn)行藍(lán)寶石超拋光的實(shí)驗(yàn)中，利用二氧化硅水溶液搭配上錫盤當(dāng)研磨盤，首次觀察到藍(lán)寶石的殘余表面粗糙度為1nm，對(duì)于使用SiO2當(dāng)磨粒而言，因?yàn)槠溆捕缺人{(lán)寶石的要低，理論上并不具有去除藍(lán)寶石表面的能力，但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻說明SiO2拋光液具有去除藍(lán)寶石表面材料的能力，利用此套儀器設(shè)備對(duì)藍(lán)寶石進(jìn)行拋光可獲得比較好的表面粗糙度并認(rèn)為在超拋光中，拋光液中直徑7nm的膠羽狀SiO通過撞擊移除了藍(lán)寶石表面原子，并提出了一種新的拋光方法，浮法拋光法。Gutsehe和Moody等人在其研究成果上提出假設(shè)，他們認(rèn)為是由于單純的化學(xué)反應(yīng)SiO2才能移除藍(lán)寶石表面的原子，而來自拋光過程摩擦產(chǎn)生的熱是化學(xué)反應(yīng)能夠進(jìn)行的驅(qū)動(dòng)力，并提出化學(xué)反應(yīng)式為：
反應(yīng)后生成物為高嶺土，并可利用拋光液的流動(dòng)特性將高嶺土移除。
Prochnow和Edwards等人使用直接接觸法搭配上瀝青拋光盤對(duì)藍(lán)寶石進(jìn)行超拋光，拋光結(jié)果均方根粗糙度值可達(dá)到0.2~0.3nm。 B.Hader和o.weis依據(jù)Prochnow和Edwards等人證實(shí)的直接接觸的想法的基礎(chǔ)上，提出了“熱液磨耗”的理論模型。最近幾年，國際上一些知名的半導(dǎo)體及光電子技術(shù)公司紛紛投入了大量的資金去研究藍(lán)寶石拋光，并取得了一定的成果，如美國、日本、德國以及俄羅斯等公司己經(jīng)能產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)3英寸的單晶藍(lán)寶石，并且正在研發(fā)4英寸的技術(shù)。
1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀
隨著第三代半導(dǎo)體材料的GaN的推出，藍(lán)寶石作為LED最重要的襯底材料之一，國內(nèi)需求量處于日益增長。藍(lán)寶石切割技術(shù)作為襯底材料加工的重要工序之一，目前在國內(nèi)存在很多不足。如切割精度不足，生產(chǎn)效率低下，切割表面損傷較大等等[2]
相比與國外，我國的起步比較晚，20世紀(jì)80年代才正式開始對(duì)藍(lán)寶石進(jìn)行研究開發(fā)，北京市光電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室李冰、郭霞等人研究了利用碳化硼作為磨料對(duì)藍(lán)寶石基片外延片減薄加工過程中，比較了在不同的氮化硼磨料粒度對(duì)藍(lán)寶石去除速率和表面粗糙度的影響，以及去除速率和表面粗糙度與研磨盤轉(zhuǎn)速和研磨壓力的關(guān)系，通過比較實(shí)驗(yàn)最終表面粗糙度可達(dá)到Ra60.25nm。浙江工業(yè)大學(xué)袁巨龍等人，研究討論了藍(lán)寶石化學(xué)機(jī)械拋光過程中的必備條件，并提出了相應(yīng)的拋光機(jī)理。文章認(rèn)為藍(lán)寶石加工過程中，
即使藍(lán)寶石與磨料在高速接觸過的界面接觸點(diǎn)的時(shí)間非常短，也能發(fā)生固相化學(xué)反應(yīng)，生成10數(shù)量級(jí)厚度的化學(xué)反應(yīng)層，且反應(yīng)生成物與材料自身的結(jié)合力很低，在拋光過程中極易用磨粒的機(jī)械作用移除。河北工業(yè)大學(xué)王娟等人對(duì)藍(lán)寶石晶片化學(xué)機(jī)械拋光液進(jìn)行了研制并對(duì)藍(lán)寶石襯底片進(jìn)行了化學(xué)機(jī)械拋光加工，確定了適宜藍(lán)寶石化學(xué)機(jī)械拋光加工的條件：T=30℃，pH值在9和13之間，并得出采用大粒徑、高濃度的SiO2拋光液并且在拋光液中應(yīng)加入適量添加劑，可以獲得較高的材料去除率和較好的表面粗糙度。深圳奧普光電子有限公司發(fā)明了一種新的藍(lán)寶石加工方法，叫固相反應(yīng)濕式CMP加工方法。該加工方法選取比藍(lán)寶石硬度低的氧化物微粉作為磨料；在拋光中，氧化物磨料與藍(lán)寶石接觸，在接觸點(diǎn)發(fā)生固相化學(xué)反應(yīng)，生成結(jié)晶層；磨料通過機(jī)械接觸把結(jié)晶層去除。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明用該拋光加工方法獲得的藍(lán)寶石表面基本沒有任何損傷，獲得了比較理想的加工表面，提高了拋光加工效率，降低了生產(chǎn)成本。
從上面國內(nèi)外對(duì)藍(lán)寶石的幾種加工方法可以看出，對(duì)藍(lán)寶石晶體的加工條件都比較特殊，雖然加工后得到的晶體表面精度能夠達(dá)到使用的要求，但同時(shí)晶體表面也存在一定的缺陷，影響晶體的應(yīng)用，因此開展對(duì)藍(lán)寶石 CMP 加工的研究，探索藍(lán)寶石晶體的加工方法對(duì)其未來的應(yīng)用也很重要。 [1]
2 研究的基本內(nèi)容
1） 對(duì)藍(lán)寶石切割機(jī)的執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)裝備圖進(jìn)行設(shè)計(jì)；
2） 對(duì)切割機(jī)夾具快速定心進(jìn)行設(shè)計(jì)；
3） 對(duì)切削液循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2.1 基本框架
藍(lán)寶石切割機(jī)總共分為4部分：夾緊機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)，循環(huán)系統(tǒng)
將藍(lán)寶石工件放置在工作臺(tái)上，利用夾具將其夾緊，用帶鋸進(jìn)行切割，通過控制系統(tǒng)來控制帶鋸的走到路徑，不停地用切削液對(duì)切割區(qū)域進(jìn)行沖刷，將切割時(shí)產(chǎn)生的寶石粉末沖掉，從工作臺(tái)的孔中流入沉淀池，對(duì)含有寶石粉末的切削液進(jìn)行沉淀，從而使切削液循環(huán)使用，也可以對(duì)寶石粉末進(jìn)行回收利用
夾緊部分：利用夾具對(duì)工件進(jìn)行緊固，使工件在切割時(shí)不會(huì)發(fā)生偏移。
驅(qū)動(dòng)部分：用一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)來為帶鋸提供動(dòng)力，使鋸高速轉(zhuǎn)動(dòng)。
執(zhí)行部分：用兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)來分別控制金剛石帶鋸的橫縱走向，來實(shí)行根據(jù)不同要求來完成不同的走刀路線。
2.2 研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)
1） 夾鋸現(xiàn)象的出現(xiàn)
2） 鋸切單晶硅表面缺陷
3） 切削液的循環(huán)與寶石粉末的回收
2.3 擬解決的關(guān)鍵問題
1) 所設(shè)計(jì)的藍(lán)寶石切割機(jī)使用帶鋸進(jìn)行切割；
2) 保證帶鋸行進(jìn)與路線切向一致；
3) 被切材料快速定心夾緊；
4) 切削液回收。
3 研究的方法及措施
3.1文獻(xiàn)歸納法
通過上網(wǎng)或在圖書館查閱各種相關(guān)文獻(xiàn)依據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論和實(shí)踐的需要，提出設(shè)計(jì)，利用科學(xué)儀器和設(shè)備，在自然條件下，通過有目的有步驟地操縱，根據(jù)觀察、記錄、測(cè)定與此相伴隨的現(xiàn)象的變化來確定條件與現(xiàn)象之間的因果關(guān)系。
3.2 實(shí)證分析法
找到國內(nèi)外各類藍(lán)寶石切割機(jī)，以實(shí)際案例為基礎(chǔ)，分析各類寶石切割機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，歸納總結(jié)。
4 預(yù)期成果
1） 論文：10000字以上。
2） 藍(lán)寶石切割機(jī)的裝配圖。
5 研究工作進(jìn)度計(jì)劃
（1）2013.11.04～2013.12.25 完成前期準(zhǔn)備材料
（2）2013.12.26～2014.02.15 完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（3）2014.02.16～2014.03.16 完成切削液循環(huán)
（4）2014.03.17～2014.05.21 完成總體設(shè)計(jì)
（5）2014.05.22～2014.06.01 完成設(shè)計(jì)說明書、準(zhǔn)備答辯
參考文獻(xiàn)
[1] 吳健；藍(lán)寶石CMP加工機(jī)理與工藝技術(shù)的研究[D].浙江工業(yè)大學(xué).浙江.2012
[2] 張彬；藍(lán)寶石精密切割裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 黑龍江大學(xué). 黑龍江 2012
[3] 蔡二輝,湯斌兵,周浪.??金剛石線鋸切割晶體硅模式研究[J]. 南昌大學(xué)學(xué)報(bào)(工科版). 2011(02)
[4] 黃波,高玉飛,葛培琪.??金剛石線鋸切割單晶硅表面缺陷與鋸絲磨損分析[J]. 金剛石與磨料磨具工程. 2011(01)
[5] 金成毅; 熊瑞平.一種基于PLC控制的石材切割機(jī)的液壓系統(tǒng)[J].液壓與氣動(dòng).2012.4
[6] 李艷麗;趙東杰.關(guān)于金剛石環(huán)形帶鋸在硅晶圓棒切割中的技術(shù)要求及應(yīng)用問題的探討[J].2012
[7] 呂文利;王理正;劉嘉賓.藍(lán)寶石多線切割設(shè)備及切割技術(shù)[J].國電子科技集團(tuán)公司第四十八研究所.2013.7
[8] 呂智;鄭超.固結(jié)金剛石線鋸技術(shù)[J].桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院.2012.6
[9] 鐘康民;竇云霞;李欣;王傳洋.基于熱致線膨脹與面積效應(yīng)行程放大的鉸桿增力自鎖夾緊裝置[J].蘇州大學(xué);機(jī)電工程學(xué)院2008.6
[10] 胡金成;陳霽恒;陳淳輝;孫從科.金屬切削液的環(huán)境行為分析與評(píng)價(jià)[J].軍蚌埠士官學(xué)校船體教研室.2008.12
[11] 郭瑞潔.熱能驅(qū)動(dòng)夾具技術(shù)的研究與創(chuàng)新設(shè)計(jì)[D].蘇州大學(xué).2010.5
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[13] 朱榮錢;朱永升;于艾華;王振利.脹緊機(jī)構(gòu)在帶鋸切割中的應(yīng)用[J].河北理工大學(xué)智能儀器廠.唐山.2009.8
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[15] Makoto Inoue;Kenta Yasuda;Tadashi Ito;Tetsu Sasahara;Masaru Yokota;Atsushi Nakahira .Fabrication of Sintered Diamond/Metal Composites and Evaluation of Grinding Performance for Sapphire [J].2012.5
6
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
文 獻(xiàn) 綜 述
藍(lán)寶石切割機(jī)
1 前言
藍(lán)寶石，是剛玉寶石中除紅色的紅寶石之外，其它顏色剛玉寶石的通稱，主要成分是氧化鋁（Al2O3）。工業(yè)用藍(lán)寶石是軍用車輛用作透明裝甲的材料，除鉆石以外，藍(lán)寶石的硬度強(qiáng)于其他任何天然材料。它比“大猩猩玻璃”硬三倍，耐劃傷性也高三倍左右。由于它出色的性能，被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。隨著藍(lán)寶石的應(yīng)用越來越頻繁，對(duì)其切割方法與設(shè)計(jì)的要求也越來越高。以方法分類，切割藍(lán)寶石的寶石切割機(jī)大致分為兩種：一種是用電弧切割，另一種是用金剛石帶鋸切割。電弧切割成本較高，帶鋸切割成本低但是精度較低。
藍(lán)寶石切割機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是能快速獲得我們所需要的形狀的寶石工件。本文簡要的闡述了藍(lán)寶石切割機(jī)的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)。
2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
2.1國外研究現(xiàn)狀
80年代初期，國際商業(yè)機(jī)器公司(IBM)首先提出的化學(xué)機(jī)械拋光引入集成電路進(jìn)行平坦化的制程工作。主要是通過適當(dāng)?shù)闹瞥虆?shù)設(shè)計(jì)，利用一個(gè)拋光平臺(tái)，配合適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)溶液，將晶片表面高低起伏不一的輪廓加以磨平。安永暢男使用不銹鋼環(huán)拋光藍(lán)寶石，發(fā)現(xiàn)藍(lán)寶石界面與不銹鋼形成了結(jié)構(gòu)松軟的固相化學(xué)反應(yīng)層，藍(lán)寶石表面具有鏡面光澤，而且沒有發(fā)現(xiàn)亞表面損傷的現(xiàn)象，并提出了機(jī)械化學(xué)拋光的概念。Namba和Tsuwa等人在進(jìn)行藍(lán)寶石超拋光的實(shí)驗(yàn)中，利用二氧化硅水溶液搭配上錫盤當(dāng)研磨盤，首次觀察到藍(lán)寶石的殘余表面粗糙度為1nm，對(duì)于使用SiO2當(dāng)磨粒而言，因?yàn)槠溆捕缺人{(lán)寶石的要低，理論上并不具有去除藍(lán)寶石表面的能力，但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻說明SiO2拋光液具有去除藍(lán)寶石表面材料的能力，利用此套儀器設(shè)備對(duì)藍(lán)寶石進(jìn)行拋光可獲得比較好的表面粗糙度并認(rèn)為在超拋光中，拋光液中直徑7nm的膠羽狀SiO通過撞擊移除了藍(lán)寶石表面原子，并提出了一種新的拋光方法，浮法拋光法。Gutsehe和Moody等人在其研究成果上提出假設(shè)，他們認(rèn)為是由于單純的化學(xué)反應(yīng)SiO2才能移除藍(lán)寶石表面的原子，而來自拋光過程摩擦產(chǎn)生的熱是化學(xué)反應(yīng)能夠進(jìn)行的驅(qū)動(dòng)力，并提出化學(xué)反應(yīng)式為：
反應(yīng)后生成物為高嶺土，并可利用拋光液的流動(dòng)特性將高嶺土移除。
Prochnow和Edwards等人使用直接接觸法搭配上瀝青拋光盤對(duì)藍(lán)寶石進(jìn)行超拋光，拋光結(jié)果均方根粗糙度值可達(dá)到0.2~0.3nm。 B.Hader和o.weis依據(jù)Prochnow和Edwards等人證實(shí)的直接接觸的想法的基礎(chǔ)上，提出了“熱液磨耗”的理論模型。最近幾年，國際上一些知名的半導(dǎo)體及光電子技術(shù)公司紛紛投入了大量的資金去研究藍(lán)寶石拋光，并取得了一定的成果，如美國、日本、德國以及俄羅斯等公司己經(jīng)能產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)3英寸的單晶藍(lán)寶石，并且正在研發(fā)4英寸的技術(shù)。
2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀
隨著第三代半導(dǎo)體材料的GaN的推出，藍(lán)寶石作為LED最重要的襯底材料之一，國內(nèi)需求量處于日益增長。藍(lán)寶石切割技術(shù)作為襯底材料加工的重要工序之一，目前在國內(nèi)存在很多不足。如切割精度不足，生產(chǎn)效率低下，切割表面損傷較大等等[2]
相比與國外，我國的起步比較晚，20世紀(jì)80年代才正式開始對(duì)藍(lán)寶石進(jìn)行研究開發(fā)，北京市光電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室李冰、郭霞等人研究了利用碳化硼作為磨料對(duì)藍(lán)寶石基片外延片減薄加工過程中，比較了在不同的氮化硼磨料粒度對(duì)藍(lán)寶石去除速率和表面粗糙度的影響，以及去除速率和表面粗糙度與研磨盤轉(zhuǎn)速和研磨壓力的關(guān)系，通過比較實(shí)驗(yàn)最終表面粗糙度可達(dá)到Ra60.25nm。浙江工業(yè)大學(xué)袁巨龍等人，研究討論了藍(lán)寶石化學(xué)機(jī)械拋光過程中的必備條件，并提出了相應(yīng)的拋光機(jī)理。文章認(rèn)為藍(lán)寶石加工過程中，
即使藍(lán)寶石與磨料在高速接觸過的界面接觸點(diǎn)的時(shí)間非常短，也能發(fā)生固相化學(xué)反應(yīng)，生成10數(shù)量級(jí)厚度的化學(xué)反應(yīng)層，且反應(yīng)生成物與材料自身的結(jié)合力很低，在拋光過程中極易用磨粒的機(jī)械作用移除。河北工業(yè)大學(xué)王娟等人對(duì)藍(lán)寶石晶片化學(xué)機(jī)械拋光液進(jìn)行了研制并對(duì)藍(lán)寶石襯底片進(jìn)行了化學(xué)機(jī)械拋光加工，確定了適宜藍(lán)寶石化學(xué)機(jī)械拋光加工的條件：T=30℃，pH值在9和13之間，并得出采用大粒徑、高濃度的SiO2拋光液并且在拋光液中應(yīng)加入適量添加劑，可以獲得較高的材料去除率和較好的表面粗糙度。深圳奧普光電子有限公司發(fā)明了一種新的藍(lán)寶石加工方法，叫固相反應(yīng)濕式CMP加工方法。該加工方法選取比藍(lán)寶石硬度低的氧化物微粉作為磨料；在拋光中，氧化物磨料與藍(lán)寶石接觸，在接觸點(diǎn)發(fā)生固相化學(xué)反應(yīng)，生成結(jié)晶層；磨料通過機(jī)械接觸把結(jié)晶層去除。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明用該拋光加工方法獲得的藍(lán)寶石表面基本沒有任何損傷，獲得了比較理想的加工表面，提高了拋光加工效率，降低了生產(chǎn)成本。
從上面國內(nèi)外對(duì)藍(lán)寶石的幾種加工方法可以看出，對(duì)藍(lán)寶石晶體的加工條件都比較特殊，雖然加工后得到的晶體表面精度能夠達(dá)到使用的要求，但同時(shí)晶體表面也存在一定的缺陷，影響晶體的應(yīng)用，因此開展對(duì)藍(lán)寶石 CMP 加工的研究，探索藍(lán)寶石晶體的加工方法對(duì)其未來的應(yīng)用也很重要。
單晶藍(lán)寶石具有良好的物理、化學(xué)和光學(xué)特性，在微電子、工業(yè)、國防、科研以及 GaN 晶片 LED 襯底領(lǐng)域得到越來越廣泛的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于藍(lán)寶石晶片的加工精度以及表面質(zhì)量要求越來越高，因此藍(lán)寶石的高效低損加工工藝成為阻礙藍(lán)寶石工業(yè)發(fā)展的主要障礙。[1]
3.發(fā)展趨勢(shì)
傳統(tǒng)上一般晶棒/ 錠切成片狀的方式是內(nèi)圓切割，這種切割機(jī)的刀片刃口厚度在0.28～0.35 mm 之間，加工效率較低，材料損耗大，出片率低，晶片表面質(zhì)量較低,難以加工硬度大、脆性高以及耐磨性好的材料。并且隨著晶圓直徑的增大和第三代半導(dǎo)體材料的出現(xiàn)，內(nèi)圓切割加工受到其本身結(jié)構(gòu)的限制使得切片切割過程逐漸困難，所以內(nèi)圓鋸片切割的加工方式在第三代半導(dǎo)體材料和大直徑大批量晶片生產(chǎn)中逐漸被邊緣化。
20 世紀(jì)90 年代發(fā)展起來的線切割技術(shù)的成熟應(yīng)用，成功地滿足了大片徑、低損耗和相對(duì)較高表面質(zhì)量的晶片切割需要。線切割晶圓技術(shù)剛開始是運(yùn)用游離磨粒的方式，也就是利用線帶動(dòng)游離磨粒（如碳化硅等），傳統(tǒng)的金屬切割線如圖1所示，使在工件和線中間的磨粒對(duì)工件進(jìn)行磨切割。但是游離磨粒的缺點(diǎn)在于，因?yàn)槟チ：凸ぜ?shí)際接觸到的面積較小，造成材料移除率較小，所以需要較長的加工時(shí)間；而另外一個(gè)缺點(diǎn)在于，如須加工更硬、更難以切割的工件（如藍(lán)寶石、碳化硅），則游離磨粒的方式將難以對(duì)工件的表面達(dá)到預(yù)期的切割。為了改善上面的缺點(diǎn)，切割碳化硅、藍(lán)寶石等硬度大的材料，固定金剛石磨料線切割技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，這種加工技術(shù)通常是使用電鍍的方法將金剛石磨料固定在鋼絲表面（如圖2 所示）,加工過程中鋸絲上的金剛石直接獲得運(yùn)動(dòng)速度和一定的壓力對(duì)硅材料進(jìn)行磨削加工, 相比游離磨料多線鋸的" 三體加工",它屬于" 二體加工"，其加工效率是游離磨料多線鋸的數(shù)倍以上。金剛石單線切割機(jī)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)成為第三代半導(dǎo)體硬脆材料和大直徑材料切割中不可或缺的一部分。[7]
4. 進(jìn)展情況
針對(duì)藍(lán)寶石表面情況先用夾具準(zhǔn)確夾住藍(lán)寶石工件，然后利用金剛石帶鋸進(jìn)行切割，利用PLC控制三相異步電機(jī)或液壓系統(tǒng)完成走刀路徑，完成后利用切削液沖洗工件表面并對(duì)切削液進(jìn)行回收，進(jìn)入沉淀池使切削液中的寶石粉末沉淀進(jìn)行回收利用并使切削液能重復(fù)沖洗寶石工件表面。
5.存在問題
5.1鋸切單晶硅表面缺陷
圖2是采用幾種不同工藝參數(shù)組合鋸切的單晶硅表面形貌的SEM照片。由圖2可以看出, 電鍍金剛石線鋸鋸切單晶硅的表面缺陷, 主要有較長較深的溝槽、較淺的斷續(xù)劃痕、材料脆性去除留下的表面破碎及個(gè)別較大較深的凹坑。
鋸切過程中鋸絲為往復(fù)式運(yùn)轉(zhuǎn), 當(dāng)鋸絲要換向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí), 此時(shí)線速為零, 而工件依然在進(jìn)給, 鋸絲彈性變形增大, 使此時(shí)的鋸切力變大, 因此鋸切表面容易產(chǎn)生較深溝槽 。鋸絲上磨粒凸出高度不均或黏附在鋸絲上的切屑隨鋸絲運(yùn)動(dòng)時(shí), 在加工表面會(huì)產(chǎn)生溝槽和劃痕; 再就是鋸絲隨機(jī)的振動(dòng), 會(huì)導(dǎo)致金剛石磨粒在料表面任意地產(chǎn)生斷續(xù)劃痕。一些較淺的劃痕也可能是個(gè)別出露高度低磨粒進(jìn)行塑性域切削的結(jié)果。工件表面殘留大量的破碎凹坑, 呈彈坑狀的表面形貌, 可說明材料主要是在脆性方式下去除, 切屑的形成是裂紋擴(kuò)展交叉的結(jié)果, 材料最終以微觀與宏觀破碎的塊狀去除。顯然, 破碎凹坑對(duì)鋸切表面亞表面的損傷程度要大于表面劃痕。
硅片切割表面上存在個(gè)別較大較深的凹坑, 見圖2b, 可能是由于在切割過程中, 脫落的金剛石磨粒被擠壓嵌入加工表面所造成, 對(duì)材料表面和亞表面質(zhì)量的損害更為嚴(yán)重。
圖2鋸切硅片表面缺陷特征
5.2夾鋸現(xiàn)象的出現(xiàn)
圖2中以01斷面加工為例，帶鋸沿進(jìn)給方向從點(diǎn)A切人，當(dāng)切到AC的中間位置點(diǎn)B時(shí)就有產(chǎn)生夾鋸的趨勢(shì)，此時(shí)從點(diǎn)A看，切口將逐漸變小，若想繼續(xù)切割可在外沿點(diǎn)A處塞進(jìn)一個(gè)鐵楔(需用力敲打進(jìn)去)，當(dāng)切到點(diǎn)C處附近時(shí)，鐵楔所受夾緊力最大，取下相當(dāng)困難，而鋸條往往在該位置被夾住，既無法前進(jìn)，也難以后退，若遇到這種現(xiàn)象處理起來相當(dāng)麻煩，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，鋸條還可能斷裂。[13]
圖2帶鋸切割過程示意圖
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