správy

Technológia rezania diamantovým drôtom je tiež známa ako technológia konsolidačného abrazívneho rezania. Ide o použitie metódy galvanického pokovovania alebo živicového spájania, pri ktorej sa diamantové abrazívne vlákno konsoliduje na povrchu oceľového drôtu, pričom diamantový drôt priamo pôsobí na povrch kremíkovej tyče alebo kremíkového ingotu za účelom brúsenia a dosiahnutia efektu rezania. Rezanie diamantovým drôtom sa vyznačuje vysokou rýchlosťou rezania, vysokou presnosťou rezania a nízkou stratou materiálu.

V súčasnosti je trh s monokryštalickými kremíkovými doštičkami na rezanie diamantovým drôtom plne akceptovaný, ale v procese propagácie sa vyskytol aj problém so zamatovo bielym odtieňom, medzi ktorým je najčastejším problémom rezanie diamantovým drôtom monokryštalických kremíkových doštičiek. Vzhľadom na to sa tento článok zameriava na to, ako predchádzať problému so zamatovo bielym odtieňom pri rezaní diamantovým drôtom.

Čistiaci proces monokryštalického kremíkového plátku diamantovým drôtom spočíva v odstránení kremíkového plátku odrezaného drôtovou pílou z živicovej dosky, odstránení gumového pásika a vyčistení kremíkového plátku. Čistiace zariadenie pozostáva hlavne z predčistiacej dosky (odgumovacieho stroja) a čistiaceho stroja. Hlavný čistiaci proces predčistiaceho stroja je: podávanie - postrek - postrek - ultrazvukové čistenie - odgumovanie - oplachovanie čistou vodou - nedostatočné podávanie. Hlavný čistiaci proces čistiaceho stroja je: podávanie - oplachovanie čistou vodou - oplachovanie čistou vodou - alkalické umývanie - alkalické umývanie - oplachovanie čistou vodou - oplachovanie čistou vodou - preddehydratácia (pomalé zdvíhanie) - sušenie - podávanie.

Princíp výroby monokryštálového zamatu

Monokryštalická kremíková doska je charakteristická pre anizotropnú koróziu monokryštalickej kremíkovej dosky. Princíp reakcie je nasledujúca chemická reakčná rovnica:

Si + 2NaOH + H2O = Na2Si03 + 2H2↑

V podstate je proces tvorby semišu nasledovný: roztok NaOH pre rôzne rýchlosti korózie kryštálového povrchu, (100) rýchlosť korózie povrchu je vyššia ako (111), takže (100) na monokryštalickom kremíkovom plátku po anizotropnej korózii nakoniec vytvorí na povrchu (111) štvorstranný kužeľ, teda „pyramídovú“ štruktúru (ako je znázornené na obrázku 1). Po vytvorení štruktúry, keď svetlo dopadá na sklon pyramídy pod určitým uhlom, svetlo sa odrazí na sklon pod iným uhlom, čím sa vytvorí sekundárna alebo väčšia absorpcia, čím sa zníži odrazivosť na povrchu kremíkového plátku, teda efekt zachytávania svetla (pozri obrázok 2). Čím lepšia je veľkosť a rovnomernosť „pyramídovej“ štruktúry, tým zreteľnejší je efekt zachytávania a tým nižšia je povrchová emisia kremíkového plátku.

Obrázok 1: Mikromorfológia monokryštalického kremíkového plátku po alkalickej výrobe

Obrázok 2: Princíp svetelnej pasce „pyramídovej“ štruktúry

Analýza bielenia monokryštálov

Skenovacím elektrónovým mikroskopom na bielom kremíkovom plátku sa zistilo, že pyramídová mikroštruktúra bieleho plátku v danej oblasti v podstate nebola vytvorená a povrch sa javil ako vrstva „voskovitých“ zvyškov, zatiaľ čo pyramídová štruktúra semišu v bielej oblasti toho istého kremíkového plátku bola vytvorená lepšie (pozri obrázok 3). Ak sú na povrchu monokryštalického kremíkového plátku zvyšky, povrch bude mať zvyškovú oblasť s veľkosťou „pyramídovej“ štruktúry a generovaním rovnomernosti a efekt normálnej oblasti je nedostatočný, čo má za následok zvyškový zamatový povrch s vyššou odrazivosťou ako normálna oblasť a oblasť s vysokou odrazivosťou sa v porovnaní s normálnou oblasťou vizuálne odráža ako biela. Ako je zrejmé z tvaru rozloženia bielej oblasti, nie je pravidelný alebo pravidelný tvar vo veľkej oblasti, ale iba v lokálnych oblastiach. Malo by to znamenať, že lokálne znečisťujúce látky na povrchu kremíkového plátku neboli vyčistené alebo že povrch kremíkového plátku je spôsobený sekundárnym znečistením.

Obrázok 3: Porovnanie regionálnych rozdielov v mikroštruktúre zamatovo bielych kremíkových doštičiek

Povrch kremíkovej doštičky rezanej diamantovým drôtom je hladší a poškodenie je menšie (ako je znázornené na obrázku 4). V porovnaní s kremíkovou doštičkou z malty je reakčná rýchlosť alkálie a povrchu kremíkovej doštičky rezanej diamantovým drôtom pomalšia ako pri monokryštalickej kremíkovej doštičke rezanej maltou, takže vplyv povrchových zvyškov na zamatový efekt je zreteľnejší.

Obrázok 4: (A) Mikrofotografia povrchu kremíkového plátku rezaného maltou (B) Mikrofotografia povrchu kremíkového plátku rezaného diamantovým drôtom

Hlavným zvyškovým zdrojom povrchu kremíkových doštičiek rezaných diamantovým drôtom

(1) Chladiaca kvapalina: hlavnými zložkami chladiacej kvapaliny na rezanie diamantovým drôtom sú povrchovo aktívne látky, dispergačné činidlá, odpeňovače, voda a ďalšie zložky. Rezná kvapalina s vynikajúcim výkonom má dobrú suspenziu, disperziu a ľahko sa čistí. Povrchovo aktívne látky majú zvyčajne lepšie hydrofilné vlastnosti, ktoré sa ľahko čistia pri procese čistenia kremíkových doštičiek. Neustále miešanie a cirkulácia týchto prísad vo vode spôsobí veľké množstvo peny, čo vedie k zníženiu prietoku chladiacej kvapaliny, čo ovplyvňuje chladiaci výkon a spôsobuje vážne problémy s penou alebo dokonca s pretečením peny, čo vážne ovplyvňuje jej použitie. Preto sa chladiaca kvapalina zvyčajne používa s odpeňovačom. Na zabezpečenie odpeňovacieho výkonu sú tradičné silikóny a polyétery zvyčajne slabo hydrofilné. Rozpúšťadlo vo vode sa veľmi ľahko adsorbuje a zostáva na povrchu kremíkových doštičiek pri následnom čistení, čo vedie k problému s bielymi škvrnami. A nie je dobre kompatibilný s hlavnými zložkami chladiacej kvapaliny, preto sa musí spracovávať na dve zložky, hlavné zložky a odpeňovače sa pridávajú do vody. Počas používania, v závislosti od stavu peny, nie je možné kvantitatívne kontrolovať použitie a dávkovanie odpeňovačov, čo môže ľahko viesť k predávkovaniu odpeňovačmi, čo vedie k zvýšeniu zvyškov na povrchu kremíkových doštičiek. Je tiež nepohodlné ho obsluhovať. Avšak kvôli nízkej cene surovín a odpeňovačov preto väčšina domácich chladiacich kvapalín používa tento systém zloženia. Iné chladiace kvapaliny používajú nový odpeňovač, ktorý je dobre kompatibilný s hlavnými zložkami, neobsahuje žiadne prísady, dokáže účinne a kvantitatívne kontrolovať jeho množstvo a účinne zabraňuje nadmernému používaniu. Cvičenia sú tiež veľmi pohodlné na vykonávanie. Pri správnom procese čistenia je možné jeho zvyšky kontrolovať na veľmi nízke úrovne. V Japonsku a niekoľko domácich výrobcov používa tento systém zloženia, avšak kvôli vysokým nákladom na suroviny nie je jeho cenová výhoda zrejmá.

(2) Verzia s lepidlom a živicou: v neskoršej fáze procesu rezania diamantovým drôtom je kremíková doska v blízkosti vstupného konca už prerezaná, kremíková doska na výstupnom konci ešte nie je prerezaná, diamantový drôt na začiatku rezania už začal rezať gumovú vrstvu a živicovú dosku. Keďže lepidlo na kremíkovú tyč aj živicová doska sú produkty z epoxidovej živice, ich bod mäknutia je v podstate medzi 55 a 95 ℃. Ak je bod mäknutia gumovej vrstvy alebo živicovej dosky nízky, môže sa počas procesu rezania ľahko zahriať, čo môže spôsobiť jej zmäknutie a roztavenie. Po pripojení k oceľovému drôtu a povrchu kremíkovej dosky sa môže znížiť rezná schopnosť diamantového drôtu. Alebo sa kremíkové dosky zafarbia živicou. Po pripojení je veľmi ťažké ich zmyť. Takéto znečistenie sa vyskytuje najmä v blízkosti okraja kremíkovej dosky.

(3) kremíkový prášok: počas procesu rezania diamantovým drôtom vzniká veľa kremíkového prášku. Počas rezania sa obsah chladiacej kvapaliny v malte zvyšuje. Keď je prášok dostatočne veľký, priľne k kremíkovému povrchu. Rozmery kremíkového prášku pri rezaní diamantovým drôtom vedú k jeho ľahšej adsorpcii na kremíkový povrch, čo sťažuje jeho čistenie. Preto je potrebné zabezpečiť aktualizáciu a kvalitu chladiacej kvapaliny a znížiť obsah prášku v nej.

(4) čistiaci prostriedok: Výrobcovia v súčasnosti používajú diamantové rezacie drôty najmä na rezanie maltou, pričom pri rezaní maltou sa najčastejšie používa predbežné umývanie, čistenie a čistiaci prostriedok. Technológia rezania jedným diamantovým drôtom a rezacím mechanizmom tvorí kompletnú sadu linky, chladiacu kvapalinu a rezanie maltou, takže pri rezaní diamantovým drôtom by sa mal vykonať zodpovedajúci postup čistenia, dávkovanie čistiaceho prostriedku, zloženie atď. Čistiaci prostriedok je dôležitý aspekt. Pôvodné zloženie čistiaceho prostriedku má povrchovo aktívne látky. Ak nie je alkalita vhodná na čistenie kremíkových doštičiek diamantovým drôtom, zloženie a zvyšky čistiaceho prostriedku by sa mali zohľadniť v procese čistenia povrchu kremíkových doštičiek diamantovým drôtom. Ako už bolo spomenuté, zloženie odpeňovača nie je pri rezaní maltou potrebné.

(5) Voda: Prebytočná voda z rezania diamantovým drôtom, predpierania a čistenia obsahuje nečistoty, ktoré sa môžu adsorbovať na povrch kremíkového plátku.

Návrhy na zníženie problému so zamatovo bielym vzhľadom vlasov

(1) Používať chladivo s dobrou disperziou a chladivo musí obsahovať odpeňovacie činidlo s nízkym obsahom zvyškov, aby sa znížilo množstvo zvyškov zložiek chladiva na povrchu kremíkového plátku;

(2) Na zníženie znečistenia kremíkového plátku použite vhodné lepidlo a živicovú dosku;

(3) Chladiaca kvapalina sa riedi čistou vodou, aby sa zabezpečilo, že v použitej vode nie sú žiadne ľahko uvoľniteľné nečistoty;

(4) Na povrch kremíkovej doštičky rezanej diamantovým drôtom použite vhodnejší čistiaci prostriedok, ktorý bude mať lepšiu účinnosť a čistiaci účinok;

(5) Na zníženie obsahu kremíkového prášku v procese rezania použite systém online regenerácie chladiacej kvapaliny Diamond Line, aby ste účinne kontrolovali zvyšky kremíkového prášku na povrchu kremíkového plátku. Zároveň to môže zlepšiť teplotu vody, prietok a čas predbežného umývania, aby sa zabezpečilo včasné premytie kremíkového prášku.

(6) Po umiestnení kremíkovej doštičky na čistiaci stôl sa musí s ňou ihneď zaobchádzať a kremíková doštička sa musí počas celého procesu čistenia udržiavať vlhká.

(7) Kremíková doštička udržiava povrch počas procesu odstraňovania lepidla vlhký a nemôže prirodzene vyschnúť. (8) Počas procesu čistenia kremíkovej doštičky je možné čo najviac skrátiť čas vystavenia vzduchu, aby sa zabránilo tvorbe kvetov na povrchu kremíkovej doštičky.

(9) Čistiaci personál sa počas celého procesu čistenia nesmie priamo dotýkať povrchu kremíkového plátku a musí nosiť gumené rukavice, aby nezanechal odtlačky prstov.

(10) V odkaze [2] sa na konci batérie používa proces čistenia peroxidom vodíka H2O2 + alkalickým NaOH v objemovom pomere 1:26 (3% roztok NaOH), čo môže účinne znížiť výskyt problému. Jeho princíp je podobný čistiacemu roztoku SC1 (bežne známemu ako kvapalina 1) polovodičového kremíkového plátku. Jeho hlavný mechanizmus: oxidáciou H2O2 sa na povrchu kremíkového plátku vytvorí oxidačný film, ktorý NaOH koroduje a oxidácia a korózia sa opakujú. Preto častice pripojené k kremíkovému prášku, živici, kovu atď.) tiež padajú do čistiacej kvapaliny spolu s korozívnou vrstvou; v dôsledku oxidácie H2O2 sa organická hmota na povrchu plátku rozloží na CO2, H2O a odstráni. Tento proces čistenia používajú výrobcovia kremíkových plátkov na čistenie monokryštalických kremíkových plátkov diamantovým drôtom, kremíkové plátky sa sťažujú na hromadné používanie zamatovo bielej farby v domácich, taiwanských a iných dodávateľoch batérií. Existujú aj výrobcovia batérií, ktorí používajú podobný proces predčistenia zamatu, ktorý tiež účinne kontroluje vzhľad zamatovo bielej farby. Je vidieť, že tento čistiaci proces sa pridáva do procesu čistenia kremíkových doštičiek na odstránenie zvyškov kremíkových doštičiek a tým efektívne vyriešenie problému bielych vlasov na konci batérie.

záver

V súčasnosti sa rezanie diamantovým drôtom stalo hlavnou technológiou spracovania v oblasti rezania monokryštálov, ale problém s bielou zamatovou farbou trápi výrobcov kremíkových doštičiek a batérií, čo vedie výrobcov batérií k určitému odporu pri rezaní diamantovým drôtom kremíkových doštičiek. Porovnávacou analýzou bielej oblasti je zrejmé, že je spôsobená najmä zvyškami na povrchu kremíkových doštičiek. Aby sa lepšie predišlo problému s kremíkovými doštičkami v článku, táto práca analyzuje možné zdroje povrchového znečistenia kremíkových doštičiek, ako aj návrhy na zlepšenie a opatrenia vo výrobe. Príčiny je možné analyzovať a zlepšiť podľa počtu, oblasti a tvaru bielych škvŕn. Obzvlášť sa odporúča použiť proces čistenia peroxidom vodíka a alkalickými látkami. Úspešné skúsenosti ukázali, že to môže účinne predchádzať problému s bielou zamatovou farbou kremíkových doštičiek diamantovým drôtom, čo je užitočné pre odborníkov z odvetvia a výrobcov.