ştiri

Tehnologia de tăiere cu sârmă diamantată este cunoscută și sub denumirea de tehnologie de tăiere abrazivă prin consolidare. Aceasta constă în utilizarea metodei de galvanizare sau lipire cu rășină a abrazivului diamantat consolidat pe suprafața sârmei de oțel, sârma diamantată acționând direct pe suprafața tijei de siliciu sau a lingoului de siliciu pentru a produce șlefuirea, obținând efectul de tăiere. Tăierea cu sârmă diamantată are caracteristici precum viteză mare de tăiere, precizie ridicată a tăierii și pierdere redusă de material.

În prezent, piața monocristalină pentru tăierea napolitanelor de siliciu cu fir diamantat a fost pe deplin acceptată, dar a întâlnit și probleme în procesul de promovare, printre care albul catifelat este cea mai frecventă problemă. Având în vedere acest lucru, această lucrare se concentrează asupra modului de prevenire a problemei tăierii napolitanelor de siliciu monocristalin cu fir diamantat, albul catifelat.

Procesul de curățare a plachetei de siliciu monocristalin pentru tăierea cu sârmă diamantată constă în îndepărtarea plachetei de siliciu tăiate de mașina-unealtă cu ferăstrău cu sârmă de pe placa de rășină, îndepărtarea benzii de cauciuc și curățarea plachetei de siliciu. Echipamentul de curățare este în principal o mașină de pre-curățare (mașină de degumare) și o mașină de curățare. Principalul proces de curățare al mașinii de pre-curățare este: alimentare-pulverizare-pulverizare-curățare cu ultrasunete-degumare-clătire cu apă curată-subalimentare. Principalul proces de curățare al mașinii de curățare este: alimentare-clătire cu apă pură-clătire cu apă pură-spălare alcalină-spălare alcalină-clătire cu apă pură-clătire cu apă pură-pre-deshidratare (ridicare lentă)-uscare-alimentare.

Principiul fabricării catifelei monocristaline

Coroziunea anizotropă a plachetei de siliciu monocristalin este caracteristică plachetei de siliciu monocristalin. Principiul reacției este următoarea ecuație de reacție chimică:

Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑

În esență, procesul de formare a plăcii de siliciu este: o soluție de NaOH are rate de coroziune diferite pe suprafețe cristaline diferite, (100) are o viteză de coroziune la suprafață mai mare decât (111), deci (100) la suprafața plachetei de siliciu monocristalină, după coroziunea anizotropă, formează în cele din urmă la suprafață un con cu patru laturi (111), și anume o structură „piramidică” (așa cum se arată în figura 1). După formarea structurii, când lumina intră pe panta piramidei la un anumit unghi, lumina va fi reflectată pe pantă la un alt unghi, formând o absorbție secundară sau mai mare, reducând astfel reflectivitatea pe suprafața plachetei de siliciu, adică efectul de captare a luminii (vezi Figura 2). Cu cât dimensiunea și uniformitatea structurii „piramidice” sunt mai bune, cu atât efectul de captare este mai evident și cu atât este mai mică emisia la suprafața plachetei de siliciu.

Figura 1: Micromorfologia plachetei de siliciu monocristalin după producerea de substanțe alcaline

Figura 2: Principiul capcanei de lumină în structura „piramidică”

Analiza albirii monocristale

Prin microscopul electronic cu scanare pe o plachetă de siliciu albă, s-a constatat că microstructura piramidală a plachetei albe în această zonă nu era practic formată, iar suprafața părea să aibă un strat rezidual „ceros”, în timp ce structura piramidală a stratului „întoars” din zona albă a aceleiași plachete de siliciu era mai bine formată (vezi Figura 3). Dacă există reziduuri pe suprafața plachetei de siliciu monocristalin, suprafața va avea o zonă reziduală cu dimensiunea și uniformitatea structurii „piramidale”, iar efectul zonei normale este insuficient, rezultând o reflectivitate reziduală a suprafeței catifelate, mai mare decât zona normală. Zona cu reflectivitate ridicată, comparativ cu zona normală, este reflectată vizual ca fiind albă. După cum se poate observa din forma distribuției zonei albe, aceasta nu are o formă regulată sau regulată pe suprafețe mari, ci doar în zone locale. Este posibil ca poluanții locali de pe suprafața plachetei de siliciu să nu fi fost curățați sau ca suprafața acesteia să fie cauzată de poluare secundară.

Figura 3: Comparație a diferențelor regionale de microstructură în napolitanele de siliciu alb catifelat

Suprafața plachetei de siliciu tăiate cu sârmă diamantată este mai netedă, iar deteriorarea este mai mică (așa cum se arată în Figura 4). Comparativ cu placheta de siliciu de mortar, viteza de reacție dintre suprafața alcalină și cea a plachetei de siliciu tăiate cu sârmă diamantată este mai lentă decât cea a plachetei de siliciu monocristalin tăiate cu mortar, astfel încât influența reziduurilor de suprafață asupra efectului de catifea este mai evidentă.

Figura 4: (A) Micrografie de suprafață a unei plachete de siliciu tăiate cu mortar (B) Micrografie de suprafață a unei plachete de siliciu tăiate cu fir diamantat

Principala sursă reziduală de suprafață a plachetei de siliciu tăiate cu sârmă diamantată

(1) Lichid de răcire: principalele componente ale lichidului de răcire pentru tăierea cu sârmă diamantată sunt surfactantul, dispersantul, agentul anti-spumare și apa, printre alte componente. Lichidul de tăiere cu performanțe excelente are o suspensie, o dispersie bună și o capacitate de curățare ușoară. Agenții tensioactivi au de obicei proprietăți hidrofile mai bune, fiind ușor de curățat în procesul de curățare a plachetei de siliciu. Amestecarea și circulația continuă a acestor aditivi în apă vor produce o cantitate mare de spumă, ceea ce va duce la scăderea debitului lichidului de răcire, afectând performanța de răcire și provocând probleme grave de spumă și chiar de revărsare a spumei, ceea ce va afecta serios utilizarea. Prin urmare, lichidul de răcire este de obicei utilizat împreună cu agentul anti-spumare. Pentru a asigura performanța anti-spumare, siliconul și polieterul tradiționale sunt de obicei slab hidrofile. Solventul din apă este foarte ușor de adsorbit și rămâne pe suprafața plachetei de siliciu în timpul curățării ulterioare, rezultând problema petelor albe. Și nu este bine compatibil cu componentele principale ale agentului de răcire. Prin urmare, trebuie să fie fabricat în două componente. Componentele principale și agenții antispumanți au fost adăugați în apă. În procesul de utilizare, în funcție de situația spumei, utilizarea și dozajul agenților antispumanți nu pot fi controlate cantitativ. Poate permite cu ușurință o supradoză de agenți antispumanți, ceea ce duce la o creștere a reziduurilor de pe suprafața plachetei de siliciu. De asemenea, este mai incomod de utilizat. Cu toate acestea, din cauza prețului scăzut al materiilor prime și al materiilor prime pentru agenții antispumanți, majoritatea agenților de răcire din industrie utilizează acest sistem de formulă. Alte agenți de răcire utilizează un nou agent antispumant. Poate fi bine compatibil cu componentele principale. Fără adaosuri. Poate controla eficient și cantitativ cantitatea acestuia. Poate preveni eficient utilizarea excesivă. Exercițiile sunt, de asemenea, foarte convenabile de efectuat. Cu un proces de curățare adecvat, reziduurile sale pot fi controlate la niveluri foarte scăzute. În Japonia și câțiva producători autohtoni adoptă acest sistem de formulă. Cu toate acestea, datorită costului ridicat al materiilor prime, avantajul său de preț nu este evident.

(2) Versiunea cu adeziv și rășină: în etapa ulterioară a procesului de tăiere cu sârmă diamantată, placheta de siliciu de lângă capătul de intrare a fost tăiată în prealabil, placheta de siliciu de la capătul de ieșire nu este încă tăiată, sârma diamantată tăiată inițial a început să taie stratul de cauciuc și placa de rășină, deoarece atât adezivul tijei de siliciu, cât și placa de rășină sunt ambele produse din rășină epoxidică, punctul său de înmuiere este practic între 55 și 95 ℃. Dacă punctul de înmuiere al stratului de cauciuc sau al plăcii de rășină este scăzut, acesta se poate încălzi ușor în timpul procesului de tăiere și se poate înmuia și topi. Atașarea la sârma de oțel și la suprafața plachetei de siliciu poate duce la scăderea capacității de tăiere a liniei diamantate sau plachetele de siliciu sunt recepționate și pătate cu rășină. Odată atașate, este foarte dificil de spălat. O astfel de contaminare apare mai ales în apropierea marginii plachetei de siliciu.

(3) pulbere de siliciu: în procesul de tăiere cu sârmă diamantată se va produce o cantitate mare de pulbere de siliciu. Odată cu tăierea, conținutul de pulbere de lichid de răcire va fi din ce în ce mai mare. Când pulberea este suficient de mare, va adera la suprafața de siliciu, iar tăierea cu sârmă diamantată a pulberii de siliciu cu o dimensiune și o grosime mai mari duce la o adsorbție mai ușoară a acesteia pe suprafața de siliciu, ceea ce o face dificilă curățarea. Prin urmare, asigurați-vă că lichidul de răcire este actualizat și de calitate și reduceți conținutul de pulbere din acesta.

(4) Agent de curățare: producătorii de tăiere cu sârmă diamantată utilizează în prezent mortar de tăiere simultan, în mare parte folosind pre-spălare cu mortar, proces de curățare și agent de curățare etc., tehnologia de tăiere cu sârmă diamantată unică de la mecanismul de tăiere formează un set complet de linii, agentul de răcire și mortarul de tăiere prezintă diferențe mari, așa că procesul de curățare corespunzător, dozajul agentului de curățare, formula etc. ar trebui să fie ajustate corespunzător pentru tăierea cu sârmă diamantată. Agentul de curățare este un aspect important, surfactantul din formula originală a agentului de curățare, alcalinitatea nu este potrivită pentru curățarea plăcilor de siliciu cu sârmă diamantată, ar trebui să fie specific pentru suprafața plăcii de siliciu cu sârmă diamantată, compoziția și reziduurile de suprafață ale agentului de curățare și să fie absorbite în procesul de curățare. După cum s-a menționat mai sus, compoziția agentului antispumant nu este necesară în tăierea cu mortar.

(5) Apă: apa de preaplin utilizată în tăierea cu sârmă diamantată, pre-spălarea și curățarea acesteia conține impurități, care pot fi adsorbite pe suprafața plachetei de siliciu.

Sugestii pentru reducerea problemei de albire a părului catifelat

(1) Pentru a utiliza agentul de răcire cu o dispersie bună, este necesar să se utilizeze un agent antispumant cu reziduuri reduse pentru a reduce reziduurile componentelor agentului de răcire de pe suprafața plachetei de siliciu;

(2) Folosiți un adeziv și o placă de rășină adecvate pentru a reduce poluarea plachetei de siliciu;

(3) Lichidul de răcire este diluat cu apă pură pentru a se asigura că nu există impurități reziduale ușoare în apa uzată;

(4) Pentru suprafața plachetei de siliciu tăiate cu sârmă diamantată, utilizați un agent de curățare mai potrivit, cu activitate și efect de curățare;

(5) Utilizați sistemul de recuperare online a lichidului de răcire cu linie diamantată pentru a reduce conținutul de pulbere de siliciu în procesul de tăiere, astfel încât să controlați eficient reziduurile de pulbere de siliciu de pe suprafața plachetei de siliciu. În același timp, poate crește și îmbunătățirea temperaturii apei, a debitului și a timpului de pre-spălare, pentru a asigura spălarea la timp a pulberii de siliciu.

(6) Odată ce placheta de siliciu este așezată pe masa de curățare, aceasta trebuie tratată imediat și trebuie menținută umedă pe parcursul întregului proces de curățare.

(7) Placheta de siliciu menține suprafața umedă în timpul procesului de degumare și nu se poate usca natural. (8) În procesul de curățare a plachetei de siliciu, timpul de expunere la aer poate fi redus pe cât posibil pentru a preveni formarea de flori pe suprafața plachetei de siliciu.

(9) Personalul de curățenie nu trebuie să intre în contact direct cu suprafața plăcuței de siliciu pe parcursul întregului proces de curățare și trebuie să poarte mănuși de cauciuc pentru a nu lăsa amprente.

(10) În referința [2], capătul bateriei utilizează un proces de curățare cu peroxid de hidrogen H2O2 + NaOH alcalin conform raportului volumic de 1:26 (soluție 3% NaOH), ceea ce poate reduce eficient apariția problemei. Principiul său este similar cu soluția de curățare SC1 (cunoscută în mod obișnuit ca lichid 1) a unei plachete de siliciu semiconductoare. Mecanismul său principal: pelicula de oxidare de pe suprafața plachetei de siliciu se formează prin oxidarea H2O2, care este corodată de NaOH, iar oxidarea și coroziunea apar în mod repetat. Prin urmare, particulele atașate de pulberea de siliciu, rășină, metal etc.) cad, de asemenea, în lichidul de curățare împreună cu stratul de coroziune; datorită oxidării H2O2, materia organică de pe suprafața plachetei se descompune în CO2, H2O și este îndepărtată. Acest proces de curățare a fost utilizat de producătorii de plachete de siliciu pentru a curăța plachetele de siliciu monocristalin prin tăiere cu fir diamantat, atât în ​​Taiwan, cât și la alți producători de baterii care utilizează în loturi placa de catifea albă. Există, de asemenea, producători de baterii care au utilizat un proces similar de pre-curățare a plăcii de catifea, controlând eficient aspectul plăcii de catifea albă. Se poate observa că acest proces de curățare este adăugat în procesul de curățare a plachetei de siliciu pentru a îndepărta reziduurile de plachetă de siliciu, astfel încât să rezolve eficient problema firelor de păr albe de la capătul bateriei.

concluzie

În prezent, tăierea cu sârmă diamantată a devenit principala tehnologie de procesare în domeniul tăierii monocristale, însă procesul de promovare a problemei obținerii albului catifelat a stârnit probleme în rândul producătorilor de plachete de siliciu și baterii, ceea ce i-a determinat pe producătorii de baterii să întâmpine o anumită rezistență la tăierea cu sârmă diamantată a plachetelor de siliciu. Prin analiza comparativă a zonei albe, aceasta este cauzată în principal de reziduurile de pe suprafața plachetei de siliciu. Pentru a preveni mai bine problema prezenței petelor albe în celulă, această lucrare analizează posibilele surse de poluare a suprafeței plachetelor de siliciu, precum și sugestiile și măsurile de îmbunătățire în producție. În funcție de numărul, regiunea și forma petelor albe, cauzele pot fi analizate și îmbunătățite. Se recomandă în special utilizarea procesului de curățare cu peroxid de hidrogen + alcali. Experiența de succes a dovedit că se poate preveni eficient problema tăierii cu sârmă diamantată a plachetelor de siliciu pentru obținerea albirii catifelate, ca referință pentru specialiștii în industrie și producători.