多线电火花线切割加工放电率检测及放电点分布研究.pdf

摘要

半导体行业的切片工艺在整个半导体元器件制造过程占据重要地位。航空航

天、汽车等领域也有着很多切缝、切槽的需求。同时切片、切槽等工艺向着超薄

化、高一致性、高表面质量的方向发展。利用多线电火花线切割加工进行切片、

切槽等加工有着高效率、高精度等优势，从而逐渐成为研究热点。本课题主要从

多线切割加工基础实验、放电率检测、放电点分布等角度开展研究。

为探索多线切割加工效率的变化趋势，进行单线、多线切割加工效率对比实

验，验证了多线电火花线切割加工能够切实地提高加工效率；并得到了加工效率

随着线数增长的变化趋势。随后基于三线切割加工分析脉宽、加工电流、张力等

因素对于加工工艺指标的影响规律，为多线切割加工过程中的参数设置提供支持。

为实现多线切割加工中放电率的检测，搭建了一套放电率检测系统。基于电

压阈值比较设计硬件原理电路，利用单片机进行波形检测程序及波形统计程序的

编写，利用LABVIEW软件编制上位机，该系统实现了加工过程放电率准确地检

测。基于搭建的放电率检测系统，进行加工效率实验中的放电率统计，从放电率

角度解释了加工效率增长趋势变化的原因。

为观测多线切割加工中放电点分布，基于电位差法推导多线切割放电点位置

检测原理，利用PCI数据采集卡与LABVIEW软件搭建了一套放电点检测系统。

同时提出了放电点数量占比与放电点分布均方差两种放电点分布评价手段。基于

放电点检测系统，分析了在两线切割中张力、脉冲间隔等对于总体放电点分布的

影响规律。

基于以上两套检测系统，从放电率、放电点分布角度研究单线大厚度、双线

小厚度切割实验加工效率变化、加工表面烧伤现象产生的原因。利用放电率、放

电点检测系统研究了效率实验中加工效率变化趋势产生的原因。通过对于十线切

割过程的研究验证了该分析的正确性。综上验证了放电率、放电点检测系统能够

从放电率、放电点分布角度揭示多线切割加工过程，为后续多线切割改善提供方

向。

关键词：多线电火花线切割；加工效率；放电率检测；放电点分布;

Abstract

Theslicingprocessofthesemiconductorindustryplaysanimportantroleinthe

manufacturingprocessoftheentiresemiconductorcomponents.Atthesametime,there

aremanyneedsintheaerospace,automotive,andotherfieldsthatrequireslittingand

grooving.Simultaneously,slicingandgroovingprocessesaredevelopinginthe

directionofultra-thinning,highconsistency,andhighsurfacequality.Theuseof

multi-wireelectricdischargemachiningforslicingandgroovingprocesshasadvantages

suchashighefficiencyandhighsurfacequality.Sothismethodhasgraduallyattracted

peoplesattention.Thisresearchmainlyfocusesonbasicexperimentonmulti-wire

electricdischargemachining,thedetectionofdischargeratios,sparklocation

distribution.

First,processingefficiencycomparisonexperimentsareperformedduringthe

single-wireEDMandmulti