晶体材料大量应用于IC制造业、半导体照明、移动通讯等重要领域,晶圆衬底的需求量日趋增长。电镀金刚石线锯切片效率及磨粒把持强度较高,大量应用于晶体材料的切片加工。目前,晶圆衬底向薄片化、大尺寸发展,减少晶体切片加工的锯缝损耗,提升晶体材料的利用率,是有效降低晶圆衬底制造成本的途径之一。但是,晶体材料的力学性能和尺寸有较大差异,为保证晶体切片加工的效率及精度,需要确定适当的金刚石线锯及切片工艺。本文研究了电镀金刚石线锯磨粒尖端切削刃的几何形状,参数化表征了电镀金刚石线锯,探究了线锯锯切力与锯切工艺参数、线锯直径的关系,为单晶硅、单晶碳化硅及蓝宝石的锯切工艺及参数选择提供了理论依据,研究工作对晶体切片加工技术的发展有重要意义。本文的主要研究工作归纳如下:（1）选用基体直径分别为100μm、160μm的电镀金刚石线锯进行了开刃试验,利用扫描电子显微镜观测了开刃后磨粒尖端切削刃的几何形状,计算了描述磨粒尖端切削刃几何形状、刻划方向的角度及分布规律,对切削刃进行了参数化表征。考虑线锯的制造工艺,研究了线锯各参数之间的关系,考虑镀层参数及磨粒参数,对电镀金刚石线锯进行了参数化表征。（2）考虑接触弹性变形及划痕恢复,建立了脆性材料的刻划模型。考虑切削刃的几何参数及磨粒刻划方向,分析了磨粒与材料实际接触面在法向及切向的投影面积,得到了磨粒刻划力的计算公式。利用线锯的参数化模型,分析了线锯锯切力。数值计算分析了基体直径为40μm、70μm、100μm、160μm的线锯锯切单晶硅、单晶碳化硅、蓝宝石时,平均法向锯切力、平均切向锯切力与线锯位移量的关系。（3）考虑划痕弹性恢复,分析了单颗磨粒去除材料的截面积及线锯去除材料的体积。基于线锯的参数化表征,数值计算分析了基体直径为40μm、70μm、100μm、160μm的线锯锯切单晶硅、单晶碳化硅、蓝宝石时,平均去除材料截面积与平均法向锯切力、平均切向锯切力的关系,得到了线锯锯切加工的材料去除率。利用线锯去除材料体积与线锯进给体积的平衡的关系,得到了线锯法向及切向锯切力与锯切工艺参数的关系。分析了线锯锯切加工时的挠度和强度,得到了最大挠度一定的条件下,锯切一定形状、尺寸的单晶硅、单晶碳化硅、蓝宝石时最细线锯直径与比进给速度的关系。（4）利用线锯锯切性能评价试验装置,选用基体直径为60μm、65μm、70μm、100μm的电镀金刚石线锯进行了材料去除率试验,试验得到的单晶硅的材料去除率与数值计算结果一致性较好。选用基体直径为160μm的两种电镀金刚石线锯进行了使用性能评价试验,检测了线锯的磨粒脱落情况,比较分析了两种线锯的锯切效率、切片质量、锯缝损耗和磨粒脱落率。