SiC单晶片加工过程中切割力的分析与建模

SiC单晶具有优良的物理和机械性能，在微电子和光电领域得到了广泛应用，然而由于其高硬度和脆性，晶片的制造非常困难、效率低下。为提高SiC单晶片的加工质量和加工效率，分析了SiC单晶片线锯切割过程中的受力情况；从切屑变形和摩擦两个方面，建立单颗磨粒的法向和切向受力模型，进而得到线锯切割力与工艺参数及线锯物理属性的关系模型：设计了切割力的试验装置，通过不同加工参数下的试验研究，确定了关系模型中的应力系数；通过理论值与试验值的对比校验，法向力和切向力预测值的误差小于9．18％，并对误差产生原因作了分析。结果表明，该切割力理论模型可以对SiC单晶片在同等线锯切割环境下的切割力进行有效预测，为切削力的优化控制提供了理论依据。