数控多线切割技术及发展趋势(3)

数控多线切割技术及发展趋势

ＥＰＥ

电子工业专用设备

ＥｑｕｉｐｍｅｎｔｆｏｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＰｒｏｄｕｃｔｓＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ

专题报道

换向过渡时间，降低了走线系统电机功率的要求；在收放线电机和主电机的控制中，提出了无轴传动的自适应逆控制算法，保证了系统的同步性和稳定性。可全面实现对半导体材料及各种硬脆材料的高精度、高速度、低损耗切割。

表１为国产数控多线切割机床与国外产品主要技术指标对比。ＸＱ３００Ａ多线切割机床的各项主要技术指标已超过了相同加工尺寸的日本Ｔａｋａｔｏｒｉ公司产品。

表１

国产数控多线切割机床与国外产品比较

最大加工尺寸８２０ｍｍ×２２０ｍｍ×２２０ｍｍ；张力控钢丝运行速度：最快９００ｍ／ｍｉｎ；制精度：小于０．５Ｎ；最小切片厚度：０．１ｍｍ；单片平行度≤０．００５ｍｍ；使用切割线直径：φ０．１０～φ０．１８ｍｍ；切片速度：０．０１～９９９．９ｍｍ／ｍｉｎ。

主要攻克的难点包括多线切割机床张力控制技术，高速主轴技术，多传感器智能检测技术，故障自诊断技术。张力控制是多线切割机床的核心技术之一。在切割过程中，切割线的张力一般设定在２５～３０Ｎ，切割线单向或者往复运动完成切割动作时，张力必须保持稳定［９］。张力稳定性将影响切割过程中切割线的抖动，直接影响加工质量；同时，张力稳定性也决定了切割线的稳定性，因为如果在切割过程中由于张力不稳定而造成断线，则将损失掉成百上千片的切片，造成巨大的经济损失。高速主轴技术是实现高速加工的主传动部分，散热和润滑是高速主轴技术的两大难点。在主轴高速运转的情况下，主轴轴承将产生大量热量，如果不能保证散热能力，则会降低轴承的寿命和加工精度，甚至损坏轴承和电机等；高速主轴的润滑也是一大难点，为了减小轴承内部摩擦和磨损，降低发热量，必须要有良好的润滑机构。目前主要的润滑方式有：脂润滑、油雾润滑、少油润滑３种。其中少油润滑是一种新型的润滑方式，具有供油量精确，散热效果好，润滑油利用率极高，无环境污染等特点。多传感器智能检测技术是大型数控多线切割机床必须解决的技术难点。主要包括：张力检测传感器，切割线偏转传感器，断线检测传感器，工作台异常检测传感器，排线器异常检测传感器等。这些传感器是相互联系的，如何接收众多传感器的反馈，实现对多线切割机床系统的稳定可靠的控制，是在大型数控多线切割机床的研制中必须解决的问题。故障自诊断技术是大型数控多线切割机床智能化的重要部分，在发生故障时，系统可根据监测的结果进行故障定位，并给出实时处理方案，提高了系统的安全性和稳定性。系统故障自诊断技术实现故障检测、故障报警、故障存储、故障处理等功能。此外，针对国际上数控多线切割机床的发展趋势，可以增加自动绕线功能，以提高设备自动化水平，节约人工手动绕线的

日本Ｔａｋａｔｏｒｉ国产国产

ｍｗｓ－３０２０ＸＱ１２０ＡＸＱ３００Ａ

最大加工尺寸／

ｍｍ×ｍｍ×ｍｍ最高走线速度／ｍ ｍｉｎ张力控制精度／Ｎ金属线最大往复次数／次 ｍｉｎ－１机械参数自识别

－１

３００×１５０

×１９０４００±１９无

２０×３００×１１００×７０１５０×１９０２８０±２１２无

５８０±０．７１６有

国产第一代和第二代数控多线切割机床产品的诞生，打破了国外几家公司垄断数控多线切割机床市场的局面，初步解决了国产半导体制造生产线的瓶颈，对我国半导体制造业的国际竞争力和国内集成电路产业的发展起到了极大的推动作用。２．３数控多线切割技术发展趋势

国外数控多线切割机床已经发展到了第四代产品，国内多家企业正在研究开发第三代数控多线切割机床。为了满足大直径半导体硅片的加工要求，数控多线切割机床正朝着不断增大切割加工尺寸、提高切片质量、切割效率、运行稳定性、智能化水平等方向发展［８］。

３我国第三代数控多线切割机床的研制

我国正致力于开发第三代数控多线切割机床，

主要用于半导体单晶硅材料的切割，其基本特征：

（总第１５４期）３

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