放电成型加工中的单晶硅材料去除率建模分析与实验研究

摘要：

在半导体材料放电加工可行性的基础上,分析了影响材料去除率的几个主要因素,其中包括空载电压、峰值电流、脉冲宽度以及脉冲间隔.采用中心组合设计实验,考察峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔这3个因素对单晶Si放电加工的材料去除率的影响,建立了单晶Si放电加工的材料去除率的响应模型,进行响应面分析.方差分析结果表明模型具有很好的拟合程度和适应性.采用满意度函数(DFA)确定了单晶Si放电加工的最佳工艺参数,当峰值电流取18.5A、脉冲宽度取358.62 μs、脉冲间隔取20μs时,满意度为0.912,此时材料去除率的最优值为76.26 mm3/min.用所确定的最佳工艺参数在电火花成型机床上重复多次实验,测得P型单晶硅的平均MRR为73.86 mm3/min.模型预测结果与最佳工艺参数下的实验结果平均相对误差为3.2％,验证实验表明该模型能实现相应的半导体材料放电加工过程的材料去除率预测.

关键词：电火花加工、半导体、材料去除率、响应曲面法

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分类号：TG661

资助基金：国家自然科学基金项目51575442;陕西省自然科学基金2016JZ011;陕西省教育厅基金2014SZS10-Z01资助.The project supported by the National Natural Science Foundation of China51575442;the Natural Science Foundation of Shaanxi Province2016JZ011;the Fund of Shaanxi Province Department of Education2014SZS10-Z01

在线出版日期：2017-07-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：557-563