novice

Tehnologija rezanja z diamantno žico je znana tudi kot tehnologija konsolidacijskega abrazivnega rezanja. Gre za metodo galvanizacije ali vezave s smolo, pri kateri se diamantni abraziv, utrjen na površini jeklene žice, utrdi na površini silicijeve palice ali silicijevega ingota, pri čemer diamantna žica neposredno deluje na površino silicijeve palice ali silicijevega ingota za brušenje in s tem doseže učinek rezanja. Diamantno žično rezanje ima značilnosti hitrega rezanja, visoke natančnosti rezanja in majhne izgube materiala.

Trenutno je trg monokristalov za diamantno žico za rezanje silicijevih rezin v celoti sprejet, vendar se je med promocijo pojavil tudi problem žametne bele barve, ki je najpogostejša težava. Glede na to se ta članek osredotoča na to, kako preprečiti problem žametne bele barve monokristalnih silicijevih rezin pri rezanju diamantno žico.

Postopek čiščenja monokristalne silicijeve rezine z diamantno žico je odstranitev silicijeve rezine, odrezane z žično žago, s smolne plošče, odstranitev gumijastega traku in čiščenje silicijeve rezine. Čistilna oprema je predvsem stroj za predhodno čiščenje (razgumirni stroj) in čistilni stroj. Glavni postopek čiščenja stroja za predhodno čiščenje je: dovajanje-pršenje-pršenje-ultrazvočno čiščenje-razgumiranje-izpiranje s čisto vodo-podvajanje. Glavni postopek čiščenja čistilnega stroja je: dovajanje-izpiranje s čisto vodo-izpiranje s čisto vodo-alkalno pranje-alkalno pranje-izpiranje s čisto vodo-izpiranje s čisto vodo-preddehidracija (počasno dvigovanje)-sušenje-dovajanje.

Načelo izdelave monokristalnega žameta

Monokristalna silicijeva rezina je značilna za anizotropno korozijo monokristalne silicijeve rezine. Reakcijsko načelo je naslednja kemijska reakcijska enačba:

Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑

V bistvu je postopek nastajanja semiša naslednji: raztopina NaOH za različne hitrosti korozije različnih kristalnih površin, (100) hitrost površinske korozije kot (111), torej (100) za monokristalno silicijevo rezino po anizotropni koroziji, sčasoma na površini tvori (111) štiristrani stožec, in sicer "piramidalno" strukturo (kot je prikazano na sliki 1). Ko je struktura oblikovana, ko svetloba pade na naklon piramide pod določenim kotom, se svetloba odbije na naklon pod drugim kotom, kar tvori sekundarno ali večjo absorpcijo, s čimer se zmanjša odbojnost na površini silicijeve rezine, torej učinek lova svetlobe (glej sliko 2). Boljša kot je velikost in enakomernost "piramidne" strukture, bolj očiten je učinek lova in nižja je površinska emisija silicijeve rezine.

Slika 1: Mikromorfologija monokristalne silicijeve rezine po alkalijski proizvodnji

Slika 2: Princip lova svetlobe v "piramidni" strukturi

Analiza beljenja monokristalov

Z elektronskim mikroskopom na beli silicijevi rezini so ugotovili, da piramidna mikrostruktura bele rezine na tem območju v bistvu ni oblikovana, površina pa ima plast "voskastih" ostankov, medtem ko je piramidna struktura semiša na belem območju iste silicijeve rezine bolje oblikovana (glej sliko 3). Če so na površini monokristalne silicijeve rezine ostanki, bo površina imela preostalo površino velikosti "piramidne" strukture in enakomernosti nastajanja, učinek normalnega območja pa je nezadosten, kar ima za posledico preostalo žametno površino z višjo odbojnostjo v primerjavi z normalnim območjem, območje z visoko odbojnostjo pa se v primerjavi z normalnim območjem vizualno odbija kot belo. Kot je razvidno iz porazdelitvene oblike belega območja, ni pravilne ali pravilne oblike na velikem območju, temveč le na lokalnih območjih. Lokalni onesnaževalci na površini silicijeve rezine naj bi bili neočiščeni ali pa je stanje površine silicijeve rezine posledica sekundarnega onesnaženja.

Slika 3: Primerjava regionalnih razlik v mikrostrukturi žametno belih silicijevih rezin

Površina silicijeve rezine, ki jo režemo z diamantno žico, je bolj gladka in poškodbe so manjše (kot je prikazano na sliki 4). V primerjavi s silicijevim rezinom, ki ga režemo z malto, je hitrost reakcije med alkalijami in površino silicijeve rezine, ki jo režemo z diamantno žico, počasnejša kot pri monokristalnem silicijevem rezinu, ki ga režemo z malto, zato je vpliv površinskih ostankov na žameten učinek bolj očiten.

Slika 4: (A) Površinska mikrografija silicijeve rezine, rezane z malto (B) Površinska mikrografija silicijeve rezine, rezane z diamantno žico

Glavni preostali vir površine silicijeve rezine, rezane z diamantno žico

(1) Hladilno sredstvo: glavne sestavine hladilnega sredstva za rezanje z diamantno žico so površinsko aktivna snov, dispergator, sredstvo proti penjenju ter voda in druge komponente. Rezalna tekočina z odličnimi lastnostmi ima dobro suspenzijo, disperzijo in enostavno čiščenje. Površinsko aktivne snovi imajo običajno boljše hidrofilne lastnosti, ki jih je enostavno očistiti med čiščenjem silicijeve rezine. Nenehno mešanje in kroženje teh dodatkov v vodi povzroči veliko količino pene, kar povzroči zmanjšanje pretoka hladilne tekočine, kar vpliva na hladilno učinkovitost in resne težave s peno ali celo prelivanjem pene, kar resno vpliva na uporabo. Zato se hladilno sredstvo običajno uporablja skupaj s sredstvom proti penjenju. Za zagotovitev učinkovitosti proti penjenju sta tradicionalni silikon in polieter običajno slabo hidrofilna. Topilo v vodi se zelo enostavno adsorbira in ostane na površini silicijeve rezine med naknadnim čiščenjem, kar povzroči problem belih madežev. In ni dobro združljiv z glavnimi komponentami hladilne tekočine, zato ga je treba pripraviti v dveh komponentah. Glavne komponente in sredstva proti penjenju se dodajo v vodo. Med uporabo, glede na stanje pene, ni mogoče kvantitativno nadzorovati uporabe in odmerjanja sredstev proti penjenju. Lahko se zlahka zgodi preveliko odmerjanje sredstev proti penjenju, kar vodi do povečanja ostankov na površini silicijeve rezine. Prav tako je bolj neprijetno za uporabo. Zaradi nizke cene surovin in surovin za sredstva proti penjenju večina domačih hladilnih tekočin uporablja ta sistem formule. Druga hladilna tekočina uporablja novo sredstvo proti penjenju, ki je dobro združljivo z glavnimi komponentami, brez dodatkov, lahko učinkovito in kvantitativno nadzoruje njegovo količino, učinkovito preprečuje prekomerno uporabo. Vaje so tudi zelo priročne za izvajanje. Z ustreznim postopkom čiščenja je mogoče njegove ostanke nadzorovati na zelo nizke ravni. Na Japonskem in nekaj domačih proizvajalcev uporablja ta sistem formule, vendar zaradi visokih stroškov surovin njegova cenovna prednost ni očitna.

(2) Različica z lepilom in smolo: v poznejši fazi postopka rezanja z diamantno žico je silicijeva rezina blizu vhodnega konca že prerezana, silicijeva rezina na izhodnem koncu še ni prerezana, diamantna žica, ki je bila odrezana na začetku, je začela rezati gumijasto plast in smolno ploščo. Ker sta tako silicijeva palica kot smolna plošča izdelka iz epoksidne smole, je njuna mehčalna točka v osnovi med 55 in 95 ℃. Če je mehčalna točka gumijaste plasti ali smolne plošče nizka, se lahko med rezanjem zlahka segreje, kar povzroči, da se zmehča in stopi. Če se pritrdi na jekleno žico in površino silicijeve rezine, se zmanjša rezalna sposobnost diamantne vrvice ali pa se silicijeve rezine obarvajo s smolo. Ko so pritrjene, jih je zelo težko sprati. Do takšne kontaminacije najpogosteje pride blizu roba silicijeve rezine.

(3) silicijev prah: med rezanjem z diamantno žico nastane veliko silicijevega prahu. Med rezanjem se vsebnost prahu hladilne tekočine v malti poveča. Ko je prah dovolj velik, se bo oprijel površine silicija. Zaradi rezanja z diamantno žico se silicijev prah z različnimi velikostmi lažje adsorbira na površino silicija in ga je težje očistiti. Zato je treba zagotoviti posodobljeno in kakovostno hladilno tekočino ter zmanjšati vsebnost prahu v njej.

(4) čistilo: proizvajalci diamantnih rezalnih strojev večinoma uporabljajo rezanje z malto hkrati, večinoma pa uporabljajo predpranje z malto za rezanje, postopek čiščenja in čistilo itd. Tehnologija rezanja z eno diamantno žico se razlikuje od rezalnega mehanizma, kar tvori celoten sklop linij. Hladilna tekočina in rezanje z malto se zelo razlikujeta, zato je treba ustrezno prilagoditi postopek čiščenja, odmerek čistila, formulo itd. za diamantno rezanje z žico. Čistilo je pomemben vidik, originalna formula čistila je površinsko aktivna snov. Če alkalnost ni primerna za čiščenje silicijeve rezine z diamantno žico, je treba med postopkom čiščenja upoštevati sestavo in ostanke čistila na površini diamantne žice. Kot je navedeno zgoraj, sestava sredstva za odstranjevanje pene pri rezanju z malto ni potrebna.

(5) Voda: voda, ki nastane pri rezanju z diamantno žico, predpranju in čiščenju, vsebuje nečistoče, ki se lahko adsorbirajo na površino silicijeve rezine.

Predlogi za zmanjšanje težave z belim videzom žametnih las

(1) Za uporabo hladilne tekočine z dobro disperzijo, pri čemer je potrebno uporabiti sredstvo za odstranjevanje pene z nizkimi ostanki, da se zmanjšajo ostanki komponent hladilne tekočine na površini silicijeve rezine;

(2) Za zmanjšanje onesnaženja silicijeve rezine uporabite ustrezno lepilo in smolno ploščo;

(3) Hladilna tekočina se razredči s čisto vodo, da se zagotovi, da v uporabljeni vodi ni enostavnih preostalih nečistoč;

(4) Za površino silicijeve rezine, rezane z diamantno žico, uporabite čistilno sredstvo, ki je primernejše za aktivnost in čistilni učinek;

(5) Za zmanjšanje vsebnosti silicijevega prahu med rezanjem uporabite sistem za ponovno pridobivanje hladilne tekočine Diamond Line, ki učinkovito nadzoruje ostanke silicijevega prahu na površini silicijeve rezine. Hkrati lahko izboljša temperaturo vode, pretok in čas predhodnega pranja, da se silicijev prah pravočasno opere.

(6) Ko je silicijeva rezina postavljena na čistilno mizo, jo je treba takoj obdelati in jo med celotnim postopkom čiščenja ohranjati vlažno.

(7) Silicijeva rezina med postopkom odstranjevanja lepila ohranja površino vlažno in se ne more naravno posušiti. (8) Med postopkom čiščenja silicijeve rezine je mogoče čas izpostavljenosti zraku čim bolj skrajšati, da se prepreči nastanek cvetov na površini silicijeve rezine.

(9) Čistilno osebje se med celotnim postopkom čiščenja ne sme neposredno dotikati površine silicijeve rezine in mora nositi gumijaste rokavice, da ne bi pustili prstnih odtisov.

(10) V referenci [2] se na koncu baterije uporablja postopek čiščenja z vodikovim peroksidom H2O2 + alkalnim NaOH v volumskem razmerju 1:26 (3 % raztopina NaOH), kar lahko učinkovito zmanjša pojav težave. Njegovo načelo je podobno čistilni raztopini SC1 (splošno znana kot tekočina 1) polprevodniške silicijeve rezine. Njegov glavni mehanizem: oksidacijska plast na površini silicijeve rezine nastane z oksidacijo H2O2, ki jo NaOH korodira, oksidacija in korozija pa se ponavljata. Zato delci, pritrjeni na silicijev prah, smolo, kovino itd.), prav tako padejo v čistilno tekočino skupaj s korozijsko plastjo; zaradi oksidacije H2O2 se organska snov na površini rezine razgradi na CO2, H2O in odstrani. Ta postopek čiščenja so proizvajalci silicijevih rezin uporabljali za čiščenje monokristalnih silicijevih rezin z diamantno žico, pri čemer so se pritoževali nad težavami s serijsko uporabo žametno bele barve v domačih in tajvanskih ter drugih proizvajalcih baterij. Obstajajo tudi proizvajalci baterij, ki uporabljajo podoben postopek predhodnega čiščenja žametno bele barve in učinkovito nadzorujejo videz žametno bele barve. Vidimo lahko, da se ta postopek čiščenja doda v postopek čiščenja silicijevih rezin, da se odstranijo ostanki silicijevih rezin in tako učinkovito reši problem belih las na koncu baterije.

zaključek

Trenutno je diamantno rezanje postalo glavna tehnologija obdelave na področju rezanja monokristalov, vendar je v procesu spodbujanja problema izdelave žametno bele barve vznemirjal proizvajalce silicijevih rezin in baterij, zaradi česar so proizvajalci baterij odporni na diamantno rezanje silicijevih rezin. S primerjalno analizo belega območja je bilo ugotovljeno, da ga povzročajo predvsem ostanki na površini silicijeve rezine. Da bi bolje preprečili težavo silicijevih rezin v celici, ta članek analizira možne vire onesnaženja površine silicijevih rezin ter predlaga izboljšave in ukrepe v proizvodnji. Vzroke je mogoče analizirati in izboljšati glede na število, območje in obliko belih madežev. Posebej je priporočljivo uporabiti postopek čiščenja z vodikovim peroksidom in alkalijami. Uspešne izkušnje so pokazale, da lahko učinkovito prepreči težavo diamantnega rezanja silicijevih rezin pri izdelavi žametno beljenih silicijevih rezin, kar je v referenco splošnim strokovnjakom v industriji in proizvajalcem.