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摘要：为确保晶圆划片过程中晶圆表面的清洁和划切质量，针对清洗射流稳定性不足的问题，对现有划片机的多射流喷水装置进行了系统的优化设计。首先，采用计算流体力学（CFD）方法结合流体体积（VOF）多相流模型，建立了喷水装置流场数值计算模型；然后，基于数值模拟结果对流场特征进行了分析，并探讨了流道直径比和入口流道位置对多射流稳定性和速度的影响；最后，优化了喷水装置结构并进行了实验验证。研究结果表明：喷水装置内的涡流导致射流呈旋流流动特征，进而降低了出口多射流的稳定性；增大喷水装置入口流道与水平流道直径比能显著改善多个射流间的流动差异性，而调整入口流道在-z方向上的相对位置则能显著减弱射流的旋流特征，提高射流稳定性；最终优化后的喷水装置使多射流稳定性提升了82.6%，同时各喷嘴射流间的速度和稳定性差异均减小了80%以上；优化结构实验结果表现出与数值模拟一致的射流形态，验证了优化的有效性。该研究成果可为复杂喷水装置性能提升及结构优化设计提供理论支撑，具有重要的学术意义及工程应用价值。
文章目录
0 引 言
1 数值模拟方法
1.1 数学模型
1.2 计算域及边界条件
1.3 数值计算方法
1.4 网格划分和独立性验证
1.5 数值模型实验验证
2 结果与讨论
2.1 喷水装置流场流动特性分析
2.2 喷水装置结构对射流稳定性的影响
2.2.1 流道直径比R的影响
2.2.2 沿-x方向偏移距离Δx的影响
2.2.3 沿-z方向偏移距离Δz的影响
2.3 喷水装置结构优化设计
3 实验验证
4 结束语
