文档介绍：南京航空航天大学
硕士学位论文
高阻半导体进电及振动方式对电火花加工影响研究
姓名:曹银风
申请学位级别:硕士
专业:机械制造及其自动化
指导教师:黄因慧
2011-01
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
随着社会的发展,半导体材料的应用范围在日趋扩大。由于半导体具有脆性高、断裂韧度
低等特性,传统的机械加工方法很难加工半导体材料,电火花加工是一种非接触式加工法,对
脆硬半导体的加工具有一定优势。本文在前人研究内容的基础上,对高阻半导体硅的进电特性、
放电加工不同状态下的波形、不同进电方式下的铣削放电加工、工件振动式放电加工等方面进
行了研究,主要内容如下:
(1)在金属功函数对金属——半导体硅的接触电阻影响的理论基础上,研究了铜、钛、铁、
铝四种金属与半导体硅的接触进电特性,以选择一种合适的金属材料作为半导体硅放电加工的
进电材料。
(2)从半导体硅放电加工的放电波形着手,研究其空载、正常火花放电、短路状态下电路中
的电流波形状态,为有效控制半导体硅放电加工过程的稳定性、提高放电加工效率寻找理论依
据。
(3)分别采用固定、旋转、随动进电方式对高阻半导体硅进行放电铣削加工实验研究,结果
表明:固定进电方式下,由于进电点生成不导电的钝化膜,导致接触电阻不断增加,回路中的
总电阻不断增大,放电峰值电流逐步较少,极间状态朝着绝缘化发展,最终导致无法加工;旋
转进电方式下,由于进电电极与加工区域距离的变化导致放电回路中的体电阻不断变化,放电
峰值电流不断变化;随动进电方式下,放电回路中由于进电电极不断刮除产生的钝化膜且极间
距离维持不变,因此接触电阻和体电阻能保持始终稳定,放电加工稳定性较好。同时,研究了
随动进电方式下,输入电压、脉宽、占空比等参数对高阻半导体硅电火花铣削加工放电回路中
的电流的影响规律。
(4)固定进电方式下,在工件表面涂碳浆,通过在工件硅上附加振动,进行了振动式高阻半
导体硅穿孔放电加工。试验表明:随着振幅的增大,穿孔效率先增加后降低;随着频率的增加,
穿孔效率逐渐提高。同时,为了克服因工具电极旋转只能加工圆孔的难题,方便异形孔的加工,
采用工具电极不旋转的方法进行放电加工,并加工出了异形孔。
关键词:半导体、进电特性、电阻、铣削、穿孔加工

I
高阻半导体进电及振动方式对电火花加工影响研究
Abstract
Because of its special mechanical and electrical performance, semiconductor plays an important
role in industry, national defence. It is very difficult to process semiconductor with traditional
machining method, and electrical discharge machining(EDM)is a non-contact processing method, it is
feasible for processing semiconductor. Therefore, the EDM on semiconductor is a topic worthy of
study. Based on the content of previous studies, EDM on silicon when the conduction metal moving
followed with the electrode and vibrating headstand perforated machining on high resistance silicon
are researched. The main contents are as follows:
(1)Based on the theory of work function of metal, the electrical characteristics of copper,
titanium, iron, aluminum contact with semiconductor is studied. It is intended to select a suitable
metal material as conduction metal of EDM semiconductor silicon.
(2)Started from the discharge waveform