کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5469185 1519227 2017 10 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Sculpturing of single crystal silicon microstructures by elliptical vibration cutting
ترجمه فارسی عنوان
مجسمه سازی میکروساختارهای سیلیکون تک بلوری با برش ارتعاش بیضی شکل
کلمات کلیدی
سیلیکون کریستال تک، برش لرزش بیضوی، ماشینکاری مجدد کامپوزیت، ریز ساختار، مجسمه سازی کنترل شده با دامنه،
ترجمه چکیده
سیلیکون کریستال یکنواخت لزوما به ماشینکاری دقت مکانیکی نیاز دارد تا کاربردهای آن را در صنایع نیمه هادی و اپتوالکترونیک اجرا کند. با این حال، نقص شکننده ناگزیر در سطح ماشینکاری سیلیکون منیزیم منفرد تشکیل می شود. بنابراین رسیدن به رسیدن مواد مجازی برای به دست آوردن سطح سیلیکون تک کریستالی از سطح فوق العاده صافی ضروری است. در این مقاله، امکان سنجی ماشینکاری فوق العاده دقیق کویل سیلیکون تک بلوری با استفاده از تکنولوژی برش الماس ارتعاشی بیضی را مورد بررسی قرار می دهیم. آزمایش های حفاری نشان می دهد که با استفاده از برش ارتعاشی بیضوی، می توان با استفاده از برش های میکرو شیلی سیلیکون، با استفاده از برش ورق برشی، با برش معمولی که موجب وخامت جدی سطح کامل شده به علت ایجاد نقص های شکننده می شود، به شکل مجذور ایجاد شده است. علاوه بر این، عمق بحرانی اسمی عمق برش برای شکننده به انتقال مجدد در ارتعاش بیضوی برش سیلیکون تک بلوری بیش از 12 برابر بیشتر از برش معمولی است. یافته شده است که ضخامت تراشه بدون قطع متقاطع بسیار کوچک و نیروهای برش کوچک در برش ارتعاشی بیضی می تواند برای جلوگیری از انتشار تکه ها مفید باشد. علاوه بر این، مشخص شده است که دامنه ارتعاش در عمق جهت برش تأثیر قابل توجهی در هر دو عمق بحرانی اسمی از برش و کیفیت سطح ماشینکاری دارد. در نهایت، بر اساس درک پایه ای به دست آمده از مکانیزم انتقال شکننده به ورقه، دو نوع از میکروسیستم های دقیق سیلیکون، به عنوان سطح شبکه سینوسی و مستقل الگوهای مستقل، به طور موفقیت آمیزی بر روی سیلیکون تک کریستال با استفاده از مجسمه سازی حالت مجذور کنترل دامنه روش با عمق تغییر یافته عمودی برش.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی صنعتی و تولید
پیش نمایش مقاله
مجسمه سازی میکروساختارهای سیلیکون تک بلوری با برش ارتعاش بیضی شکل
چکیده انگلیسی
Single crystal silicon is necessarily subjected to mechanical precision machining to fulfill its applications in semiconductor and optoelectronics industries. However, brittle defects are inevitably formed on machined surface of intrinsically single crystal silicon. Thus, achieving ductile material removal is critical to obtain ultra-smooth machined surface of single crystal silicon. In the present work, we investigate the feasibility of ductile ultra-precision machining of single crystal silicon by applying the elliptical vibration diamond cutting technology. Grooving experiments demonstrate that silicon micro groove can be successfully formed in ductile mode by employing the elliptical vibration cutting, in contrast to the ordinary cutting that causes serious deterioration of finished surface due to formation of brittle defects. Furthermore, the nominal critical depth of cut for the brittle to ductile transition in the elliptical vibration cutting of single crystal silicon is more than 12 times higher than that in the ordinary cutting. It is found that the extremely small instantaneous uncut chip thickness and small cutting forces in the elliptical vibration cutting are advantageous to suppress crack propagations. Moreover, it is found that the vibration amplitude in the depth of cut direction has a prominent influence on both the nominal critical depth of cut and the machined surface quality. Finally, based on the gained fundamental understanding of brittle to ductile transition mechanisms, two types of high precision silicon microstructures, as sinusoidal grid surface and independent dimple patterns, respectively, are successfully sculptured on single crystal silicon by applying the amplitude-controlled ductile mode sculpturing method with arbitrarily changed depth of cut.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Manufacturing Processes - Volume 29, October 2017, Pages 389-398
نویسندگان
, , , , ,