Tin tức

Công nghệ cắt dây kim cương còn được gọi là công nghệ cắt mài mòn hợp nhất.Đó là việc sử dụng phương pháp mạ điện hoặc liên kết nhựa của kim cương mài mòn được củng cố trên bề mặt dây thép, dây kim cương tác động trực tiếp lên bề mặt của thanh silicon hoặc phôi silicon để tạo ra sự mài mòn, để đạt được hiệu quả cắt.Cắt dây kim cương có đặc điểm là tốc độ cắt nhanh, độ chính xác cắt cao và tổn thất vật liệu thấp.

Hiện tại, thị trường tinh thể đơn cho tấm wafer silicon cắt dây kim cương đã được chấp nhận hoàn toàn, nhưng nó cũng gặp phải trong quá trình quảng bá, trong đó màu trắng nhung là vấn đề phổ biến nhất.Theo quan điểm này, bài viết này tập trung vào cách ngăn chặn vấn đề trắng nhung khi cắt dây kim cương bằng tấm silicon đơn tinh thể.

Quy trình làm sạch tấm wafer silicon đơn tinh thể cắt dây kim cương là loại bỏ tấm wafer silicon được cắt bằng máy cưa dây ra khỏi tấm nhựa, tháo dải cao su và làm sạch tấm wafer silicon.Thiết bị làm sạch chủ yếu là máy làm sạch sơ bộ (máy khử keo) và máy làm sạch.Quy trình làm sạch chính của máy làm sạch trước là: cho ăn-phun-phun-làm sạch siêu âm-khử keo-rửa sạch bằng nước-cho ăn thiếu.Quy trình làm sạch chính của máy làm sạch là: cho ăn-rửa bằng nước tinh khiết-rửa bằng nước tinh khiết-rửa kiềm-rửa kiềm-rửa bằng nước tinh khiết-rửa bằng nước tinh khiết-khử nước trước (nâng chậm) -sấy khô-cho ăn.

Nguyên lý làm nhung đơn tinh thể

Tấm wafer silicon đơn tinh thể là đặc tính ăn mòn dị hướng của tấm wafer silicon đơn tinh thể.Nguyên lý phản ứng là phương trình phản ứng hóa học sau:

Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑

Về bản chất, quá trình hình thành da lộn là: Dung dịch NaOH cho tốc độ ăn mòn khác nhau của các bề mặt tinh thể khác nhau, (100) tốc độ ăn mòn bề mặt so với (111), do đó (100) đối với tấm wafer silicon đơn tinh thể sau khi ăn mòn dị hướng, cuối cùng hình thành trên bề mặt (111) hình nón bốn mặt, gọi là cấu trúc “kim tự tháp” (như trên hình 1).Sau khi cấu trúc được hình thành, khi ánh sáng tới độ dốc kim tự tháp ở một Góc nhất định, ánh sáng sẽ bị phản xạ đến độ dốc ở Góc khác, tạo thành sự hấp thụ thứ cấp trở lên, do đó làm giảm độ phản xạ trên bề mặt của tấm silicon , tức là hiệu ứng bẫy ánh sáng (xem Hình 2).Kích thước và tính đồng nhất của cấu trúc “kim tự tháp” càng tốt thì hiệu ứng bẫy càng rõ ràng và độ phát xạ bề mặt của tấm wafer silicon càng thấp.

Hình 1: Hình thái vi mô của wafer silicon đơn tinh thể sau khi sản xuất kiềm

Hình 2: Nguyên lý bẫy ánh sáng của cấu trúc “kim tự tháp”

Phân tích làm trắng đơn tinh thể

Bằng cách quét kính hiển vi điện tử trên tấm wafer silicon trắng, người ta thấy rằng cấu trúc vi mô kim tự tháp của tấm wafer trắng trong khu vực về cơ bản không được hình thành và bề mặt dường như có một lớp cặn “sáp”, trong khi cấu trúc kim tự tháp của da lộn ở vùng màu trắng của tấm wafer silicon tương tự được hình thành tốt hơn (xem Hình 3).Nếu có dư lượng trên bề mặt của tấm silicon đơn tinh thể, bề mặt sẽ có diện tích dư và kích thước cấu trúc “kim tự tháp” và sự tạo ra tính đồng nhất và hiệu ứng của diện tích bình thường là không đủ, dẫn đến độ phản xạ bề mặt nhung còn lại cao hơn diện tích bình thường, vùng có độ phản xạ cao so với vùng bình thường trong thị giác được phản chiếu dưới dạng màu trắng.Có thể thấy từ hình dạng phân bố của vùng màu trắng, nó không phải là hình dạng đều đặn hoặc đều đặn trên diện rộng mà chỉ ở các khu vực cục bộ.Chắc là các chất ô nhiễm cục bộ trên bề mặt tấm wafer silicon chưa được làm sạch, hoặc tình trạng bề mặt của tấm wafer silicon là do ô nhiễm thứ cấp.

Hình 3: So sánh sự khác biệt về cấu trúc vi mô khu vực trong tấm silicon màu trắng nhung

Bề mặt của tấm wafer silicon cắt dây kim cương mịn hơn và mức độ hư hỏng ít hơn (như trong Hình 4).So với tấm wafer silicon vữa, tốc độ phản ứng của bề mặt tấm wafer silicon cắt dây kiềm và dây kim cương chậm hơn so với tấm wafer silicon đơn tinh thể cắt vữa, do đó ảnh hưởng của cặn bề mặt đến hiệu ứng nhung là rõ ràng hơn.

Hình 4: (A) Ảnh hiển vi bề mặt của tấm wafer silicon cắt bằng vữa (B) Ảnh hiển vi bề mặt của tấm wafer silicon cắt dây kim cương

Nguồn còn lại chính của bề mặt wafer silicon cắt dây kim cương

(1) Chất làm mát: thành phần chính của chất làm mát cắt dây kim cương là chất hoạt động bề mặt, chất phân tán, chất khử mùi, nước và các thành phần khác.Chất lỏng cắt có hiệu suất tuyệt vời có hệ thống treo, phân tán tốt và khả năng làm sạch dễ dàng.Chất hoạt động bề mặt thường có đặc tính ưa nước tốt hơn, dễ dàng làm sạch trong quá trình làm sạch tấm wafer silicon.Việc khuấy và tuần hoàn liên tục của các chất phụ gia này trong nước sẽ tạo ra một lượng lớn bọt, dẫn đến lưu lượng nước làm mát giảm, ảnh hưởng đến hiệu suất làm mát, đồng thời xảy ra vấn đề nghiêm trọng về bọt và thậm chí tràn bọt, sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến việc sử dụng.Vì vậy, chất làm mát thường được sử dụng cùng với chất khử bọt.Để đảm bảo hiệu suất khử bọt, silicone và polyether truyền thống thường có tính ưa nước kém.Dung môi trong nước rất dễ hấp phụ và đọng lại trên bề mặt tấm wafer silicon trong lần làm sạch tiếp theo, dẫn đến vấn đề về đốm trắng.Và không tương thích tốt với các thành phần chính của chất làm mát, Do đó, nó phải được chế tạo thành hai thành phần, Thành phần chính và chất khử bọt được thêm vào trong nước, Trong quá trình sử dụng, tùy theo tình trạng bọt, Không thể kiểm soát định lượng sử dụng và liều lượng của chất chống tạo bọt, Có thể dễ dàng cho phép sử dụng quá liều các chất tạo bọt, Dẫn đến sự gia tăng cặn trên bề mặt tấm wafer silicon, Nó cũng bất tiện hơn khi vận hành, Tuy nhiên, do giá nguyên liệu thô và chất khử bọt thô thấp Vì vậy, hầu hết các loại nước làm mát trong nước đều sử dụng hệ công thức này;Một chất làm mát khác sử dụng chất khử bọt mới, Có thể tương thích tốt với các thành phần chính, Không cần bổ sung, Có thể kiểm soát hiệu quả và định lượng lượng của nó, Có thể ngăn ngừa hiệu quả việc sử dụng quá mức, Các bài tập cũng rất thuận tiện để thực hiện, Với quy trình làm sạch thích hợp, Nó dư lượng có thể được kiểm soát ở mức rất thấp. Tại Nhật Bản và một số nhà sản xuất trong nước áp dụng hệ thống công thức này. Tuy nhiên, do giá nguyên liệu thô cao nên lợi thế về giá của nó là không rõ ràng.

(2) Phiên bản keo và nhựa: ở giai đoạn sau của quá trình cắt dây kim cương, Tấm wafer silicon gần đầu vào đã được cắt trước, Tấm wafer silicon ở đầu ra vẫn chưa được cắt xuyên qua, Viên kim cương cắt sớm dây đã bắt đầu cắt thành lớp cao su và tấm nhựa, Vì keo thanh silicon và tấm nhựa đều là sản phẩm nhựa epoxy, nên điểm làm mềm của nó về cơ bản nằm trong khoảng từ 55 đến 95oC, Nếu điểm làm mềm của lớp cao su hoặc nhựa tấm thấp, dễ nóng lên trong quá trình cắt và khiến nó trở nên mềm và nóng chảy, Dính vào dây thép và bề mặt tấm wafer silicon, Làm giảm khả năng cắt của đường kim cương, Hoặc các tấm silicon được nhận và bị dính nhựa, Sau khi bám vào, rất khó rửa sạch. Sự nhiễm bẩn như vậy chủ yếu xảy ra ở gần mép mép của tấm wafer silicon.

(3) bột silicon: trong quá trình cắt dây kim cương sẽ tạo ra rất nhiều bột silicon, khi cắt, hàm lượng bột làm mát vữa sẽ ngày càng cao, khi bột đủ lớn sẽ bám dính vào bề mặt silicon, và việc cắt dây kim cương có kích thước và kích thước bột silicon dẫn đến việc hấp phụ trên bề mặt silicon dễ dàng hơn, gây khó khăn cho việc làm sạch.Do đó, hãy đảm bảo cập nhật và chất lượng của chất làm mát và giảm hàm lượng bột trong chất làm mát.

(4) chất làm sạch: việc sử dụng hiện nay của các nhà sản xuất cắt dây kim cương chủ yếu sử dụng cắt vữa đồng thời, chủ yếu sử dụng quá trình rửa trước cắt vữa, quy trình làm sạch và chất làm sạch, v.v., công nghệ cắt dây kim cương đơn từ cơ chế cắt, tạo thành một Bộ dây chuyền hoàn chỉnh, chất làm mát và cắt vữa có sự khác biệt lớn, do đó, quy trình làm sạch tương ứng, liều lượng chất tẩy rửa, công thức, v.v., để cắt dây kim cương, hãy thực hiện điều chỉnh tương ứng.Chất làm sạch là một khía cạnh quan trọng, chất hoạt động bề mặt có công thức chất làm sạch ban đầu, độ kiềm không thích hợp để làm sạch tấm wafer silicon cắt dây kim cương, nên dành cho bề mặt của tấm wafer silicon dây kim cương, thành phần và cặn bề mặt của chất làm sạch được nhắm mục tiêu, và mang theo quá trình làm sạch.Như đã đề cập ở trên, thành phần chất khử bọt trong quá trình cắt vữa là không cần thiết.

(5) Nước: nước tràn cắt dây kim cương, rửa trước và làm sạch có chứa tạp chất, nó có thể bị hấp phụ lên bề mặt của tấm wafer silicon.

Gợi ý giảm thiểu vấn đề khiến tóc trắng nhung

(1) Để sử dụng chất làm mát có độ phân tán tốt, chất làm mát phải sử dụng chất khử bọt có hàm lượng cặn thấp để giảm cặn của các thành phần chất làm mát trên bề mặt tấm wafer silicon;

(2) Sử dụng keo và tấm nhựa phù hợp để giảm ô nhiễm cho tấm wafer silicon;

(3) Chất làm mát được pha loãng với nước tinh khiết để đảm bảo không dễ dàng có tạp chất còn sót lại trong nước đã qua sử dụng;

(4) Đối với bề mặt của tấm wafer silicon cắt dây kim cương, sử dụng hoạt tính và tác dụng làm sạch chất làm sạch phù hợp hơn;

(5) Sử dụng hệ thống thu hồi trực tuyến chất làm mát dòng kim cương để giảm hàm lượng bột silicon trong quá trình cắt, nhằm kiểm soát hiệu quả cặn bột silicon trên bề mặt wafer silicon của wafer.Đồng thời, nó cũng có thể tăng cường cải thiện nhiệt độ nước, lưu lượng và thời gian trong quá trình giặt trước, để đảm bảo bột silicon được giặt kịp thời.

(6) Sau khi đặt tấm wafer silicon lên bàn làm sạch, nó phải được xử lý ngay lập tức và giữ cho tấm wafer silicon luôn ướt trong toàn bộ quá trình làm sạch.

(7) Tấm silicon giữ cho bề mặt luôn ẩm trong quá trình khử keo và không thể khô tự nhiên.(8) Trong quá trình làm sạch tấm wafer silicon, thời gian tiếp xúc với không khí có thể giảm đến mức có thể để ngăn chặn sự hình thành hoa trên bề mặt tấm wafer silicon.

(9) Nhân viên vệ sinh không được tiếp xúc trực tiếp với bề mặt của tấm wafer silicon trong toàn bộ quá trình làm sạch và phải đeo găng tay cao su để không tạo ra dấu vân tay.

(10) Trong tài liệu tham khảo [2], đầu pin sử dụng quy trình làm sạch hydro peroxide H2O2 + kiềm NaOH theo tỷ lệ thể tích 1:26 (dung dịch NaOH 3%), có thể làm giảm hiệu quả sự cố xảy ra.Nguyên lý của nó tương tự như dung dịch làm sạch SC1 (thường được gọi là chất lỏng 1) của tấm wafer silicon bán dẫn.Cơ chế chính của nó: màng oxy hóa trên bề mặt wafer silicon được hình thành do quá trình oxy hóa H2O2, bị NaOH ăn mòn, và quá trình oxy hóa và ăn mòn xảy ra nhiều lần.Do đó, các hạt bám vào bột silicon, nhựa, kim loại, v.v.) cũng rơi vào dung dịch tẩy rửa có lớp ăn mòn;do quá trình oxy hóa H2O2, chất hữu cơ trên bề mặt wafer bị phân hủy thành CO2, H2O và bị loại bỏ.Quá trình làm sạch này đã được các nhà sản xuất tấm wafer silicon sử dụng quy trình này để xử lý việc làm sạch tấm wafer silicon đơn tinh thể cắt dây kim cương, tấm wafer silicon ở trong nước và Đài Loan và các nhà sản xuất pin khác sử dụng hàng loạt các khiếu nại về vấn đề màu trắng nhung.Ngoài ra còn có các nhà sản xuất pin đã sử dụng quy trình làm sạch trước nhung tương tự, cũng kiểm soát hiệu quả vẻ ngoài của nhung trắng.Có thể thấy rằng quy trình làm sạch này được thêm vào trong quy trình làm sạch tấm wafer silicon để loại bỏ cặn wafer silicon nhằm giải quyết hiệu quả vấn đề tóc trắng ở đầu pin.

Phần kết luận

Hiện nay, cắt dây kim cương đã trở thành công nghệ xử lý chính trong lĩnh vực cắt tinh thể đơn, nhưng trong quá trình thúc đẩy vấn đề tạo ra màu trắng nhung đã gây khó khăn cho các nhà sản xuất wafer silicon và pin, dẫn đến các nhà sản xuất pin phải cắt silicon bằng dây kim cương. wafer có một số điện trở.Thông qua phân tích so sánh vùng màu trắng, nguyên nhân chủ yếu là do cặn bám trên bề mặt tấm wafer silicon.Để ngăn chặn tốt hơn vấn đề về tấm wafer silicon trong tế bào, bài viết này phân tích các nguồn gây ô nhiễm bề mặt có thể có của tấm wafer silicon, cũng như các đề xuất và biện pháp cải tiến trong sản xuất.Tùy theo số lượng, vùng và hình dạng của đốm trắng, nguyên nhân có thể được phân tích và cải thiện.Đặc biệt nên sử dụng quy trình làm sạch bằng hydro peroxide + kiềm.Kinh nghiệm thành công đã chứng minh rằng nó có thể ngăn chặn một cách hiệu quả vấn đề tấm wafer silicon cắt dây kim cương làm trắng nhung, để những người trong ngành và nhà sản xuất nói chung tham khảo.