随着太阳能电池和大规模集成电路的迅速发展,尤其是集成电路的制作过程中大直径和大直径的单晶硅片的广泛应用,传统的硅片加工方法由于加工效率低、表面完整性差、加工半径小以及成本高等缺点已经不能满足如今的需求。天津高质量蓝宝石多线切割机以其加工效率高、切片薄、加工直径大等优点很快脱颖而出,成为了硅片切割市场的主流。由于我国该技术发展滞后,多线切割机床大多依赖于进口,不适应该产业的发展。对于多线切割机床的研制以及该技术的研究,虽然还处于起步阶段,但已经受到广泛重视。基于大尺寸硅片的多线切割原理,分析多线切割技术的材料去除机理;对高质量蓝宝石多线切割机的整体刚度进行研究;对游离磨料线锯加工切片的表面粗糙度进行建模和预测,并分析同所有片表面粗糙度的不均匀性。在游离磨料多线切割过程中,研磨液由有机溶液基底和磨粒配比而成,是工件材料去除的直接原因。它对工件表面有两个作用,分别是液体对工件材料表面产生的作用和SiC磨粒对工件材料表面产生的作用。

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天津高质量蓝宝石多线切割机以其效率高、工艺好、成本低的优点将成为半导体材料切割行业的主导设备。但是,多线切割机在加工过程中各电机之间协调同步的复杂性对控制系统提出了很高的要求。现今国内市场的多线切割机还主要依靠进口,国产的多线切割机的控制技术还不完善,因此在高速下对多线切割机的控制系统进行研究时很有意义的。 本文分析了多线切割机的工作原理、组成结构以及工作过程,提出了对机床控制系统的要求。建立了控制系统的运动学和动力学的基础模型,并根据伺服电机的结构原理建立了伺服电机的理论模型。在此基础上,分析现有的速度同步控制方案的问题,设计了一种PID速度同步跟随控制方案,通过对控制系统的仿真,得到了很好的控制效果。 针对多线切割机切割线张力波动过大的问题,不仅在现有设备的基础上改进了速度换向方式和张力张紧方式,而且设计了一套张力反馈控制方案,大大降低了切割线上的张力波动。Z后对多线切割机的控制系统进行了各种扰动分析并进行了样机调试。结果证明控制系统运行良好,显著提高了蓝宝石多线切割机供应商的工作转速和系统稳定性。

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