半导体材料主要指单品锗、单晶硅、砷化镓、锑化镓等。它们是制作晶体二极管、晶体三级管、晶闸管、场效应管、稳压管、整流管（硅堆、桥堆等）集成稳压电路、模拟数字集成电路、集成运算放大器等各种元件器件的重要原材料，在生产制造过程中，电火花加工常与机械加工、超声波加工、电化学加工等联合使用，在最后精加工前采用电火花加工，取得较好的加工效果。

（1）半导体材料的特点

1）半导体材料脆，电阻率大（通常为0.01~1Ω*cm），导热系统高。电阻率大和导热性好，加大了放电回路中产生的热量和热损失，电压低于一定值后，如果不经任何处理的半导体材料，由于导电性能不良，一般不能进行放电加工。

2）进行电火花加工时，单个脉冲能量不应过大，否则将产生热脆性机械裂纹，一般应采用窄脉冲、小峰值电流加工，单脉冲能量不大于10^-5J。

3）在普通水介质中加工，由于水热裂分解成氧和氢，使半导体表面形成非晶体的氧化膜。在油介质中，由于分解出炭，表面被炭污染。加工中通常采用去离子水，电阻率保持在16⁶Ω*cm 以上，并应不断更新。

4）当利用电火线切割进行切断加工时，发现Ni丝比Mo、Cu、W丝的加工效果好（RC线路的脉冲电源）。当采用晶体管脉冲电源时，紫铜电极对储单晶加工时损耗很小，其他工艺指标也不错。

（2）加工实例一

1）工件名称  高压硅堆管芯电火花线切割加工。

2）工件技术要求

a.工件材料  做好P-N结叠置在一起，每片单晶大片厚度在0.3mm左右，根据需要，叠厚分别为4~10mm。

b.技术要求：要求切割成1mm×1mm的方柱，做成叠片管芯，再经组装处理即形成产品硅堆。

3）加工要点

a.硅片特性：硅片本身属半导体材料，如果不如任何处理的硅片，由于导电性能不良，不能进行放电切割。

b.硅片处理：首先将硅片表面镀镍，再将镀镍的硅片按P-N结方向一片一片在溶化的铅锡合金沾锡，之后叠置成整体沾锡，这样做出的叠片层与层之间都有薄薄的一层铅锡合金作为导电层，并且层层之间都有连接，这样将硅片处理之后才能进行放电切割出所需要的形状尺寸。

4）使用设备  使用DK7125电火花数控线切割机床，ET-MC三相大功率高频脉冲电源，脉冲宽度20μs，加工电流2A。

5）加工效果

a.采用电火花线切割工艺，克服了由于机械切割所造成的崩角、断裂现象，保护P-N结构面的平整，提高叠片的反向耐压。

b.由于铅锡的导电性良好，在各层硅片之间，晶片的P-N结上处于等电位状态，因此不会击穿P-N结，在瞬间放电过程中，加工电流是通过各层铅锡导电层与钼丝放电，产生的瞬时高温足以熔化铅锡层之间与钼丝相处的硅片，这样，实际导电的铅锡层并没有多厚，且放电又是分层进行的，因此有利于高频电源能量的利用，所以切割一定厚度的硅片比切割相应厚度的金属材料要快。

c.加工速度达60~70mm²/min；有待进一步研究、试验、完善加工工艺。

（3）加工实例二

1）工件名称  锗单晶的电火花加工。

2）锗单晶的特点

a.锗单晶是金刚石型的六方晶格，材料既脆又硬（硬度>6）很难进行机械处理，目前仅限于棒料的高速切割和研磨。

b.锗的熔点比较低，是958℃，电阻率是钢的4×10⁶倍，具有较高的热传导系统数，要求采用较窄的脉冲宽度，避免产生裂纹和迸裂，以获得较高的加工速度。

3）技术要求

a.要求对锗单晶棒料进行切断加工（φ40mm棒料切成10mm厚的圆片）。

b.要求在10mm厚的圆片上加工φ40mm的圆孔。

4）使用设备  使用D7140电火花成形加工机床；配置JDS-100晶体管脉冲电源；工作液介质为电火花专用煤油；电极材料分别为0.5mm厚紫铜板和φ4mm空心紫铜管。

5）加工效果

a.电极损耗在1%以下。

b.表面粗糙R_a值<2.5μm。

c.加工速度达到30mm³/min。

d.进行型腔加工效果也很好。