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A tecnologia de corte com fio diamantado também é conhecida como tecnologia de corte abrasivo de consolidação.É a utilização do método de galvanoplastia ou colagem de resina de abrasivo diamantado consolidado na superfície do fio de aço, fio diamantado atuando diretamente na superfície da haste de silício ou lingote de silício para produzir retificação, para obter o efeito de corte.O corte com fio diamantado possui características de alta velocidade de corte, alta precisão de corte e baixa perda de material.

Atualmente, o mercado de cristal único para wafers de silício para corte de fio diamantado foi totalmente aceito, mas também foi encontrado no processo de promoção, entre os quais o veludo branco é o problema mais comum.Em vista disso, este artigo se concentra em como evitar o problema do branco aveludado do wafer de silício monocristalino no corte do fio diamantado.

O processo de limpeza do wafer de silício monocristalino para corte de fio diamantado consiste em remover o wafer de silício cortado pela máquina-ferramenta com serra de fio da placa de resina, remover a tira de borracha e limpar o wafer de silício.O equipamento de limpeza é principalmente uma máquina de pré-limpeza (máquina de degomagem) e uma máquina de limpeza.O principal processo de limpeza da máquina de pré-limpeza é: alimentação-spray-spray-limpeza ultrassônica-desgomagem-enxágue com água limpa-subalimentação.O principal processo de limpeza da máquina de limpeza é: alimentação-enxágue com água pura-enxágue com água pura-lavagem alcalina-lavagem alcalina-enxágue com água pura-enxágue com água pura-pré-desidratação (levantamento lento) -secagem-alimentação.

O princípio da fabricação de veludo monocristalino

O wafer de silício monocristalino é a característica da corrosão anisotrópica do wafer de silício monocristalino.O princípio da reação é a seguinte equação de reação química:

Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑

Em essência, o processo de formação de camurça é: solução de NaOH para diferentes taxas de corrosão de diferentes superfícies de cristal, (100) velocidade de corrosão superficial que (111), então (100) para a pastilha de silício monocristalino após corrosão anisotrópica, eventualmente formada na superfície para (111) cone de quatro lados, nomeadamente estrutura em “pirâmide” (conforme figura 1).Depois que a estrutura é formada, quando a luz incide na inclinação da pirâmide em um determinado ângulo, a luz será refletida na inclinação em outro ângulo, formando uma absorção secundária ou mais, reduzindo assim a refletividade na superfície do wafer de silício , ou seja, o efeito de armadilha luminosa (ver Figura 2).Quanto melhor for o tamanho e a uniformidade da estrutura em “pirâmide”, mais óbvio será o efeito de armadilha e menor será a emissão superficial da pastilha de silício.

Figura 1: Micromorfologia do wafer de silício monocristalino após produção de álcali

Figura 2: O princípio da armadilha luminosa da estrutura “pirâmide”

Análise de clareamento de cristal único

Ao varrer o microscópio eletrônico na pastilha de silício branca, descobriu-se que a microestrutura piramidal da pastilha branca na área basicamente não estava formada, e a superfície parecia ter uma camada de resíduo “ceroso”, enquanto a estrutura piramidal da camurça na área branca do mesmo wafer de silício formou-se melhor (ver Figura 3).Se houver resíduos na superfície do wafer de silício monocristalino, a superfície terá área residual, tamanho de estrutura em “pirâmide” e geração de uniformidade e o efeito da área normal é insuficiente, resultando em uma refletividade da superfície de veludo residual maior que a área normal, o área com alta refletividade em comparação com a área normal no visual refletida como branca.Como pode ser visto pela forma de distribuição da área branca, ela não tem formato regular ou regular em grandes áreas, mas apenas em áreas locais.Deveria ser que os poluentes locais na superfície da pastilha de silício não tenham sido limpos, ou a situação superficial da pastilha de silício seja causada por poluição secundária.

Figura 3: Comparação das diferenças regionais de microestrutura em wafers de silício branco aveludado

A superfície do wafer de silício para corte com fio diamantado é mais lisa e o dano é menor (conforme mostrado na Figura 4).Em comparação com a pastilha de silício de argamassa, a velocidade de reação do álcali e da superfície da pastilha de silício de corte de fio de diamante é mais lenta do que a da pastilha de silício monocristalino de corte de argamassa, de modo que a influência dos resíduos de superfície no efeito de veludo é mais óbvia.

Figura 4: (A) Micrografia de superfície de wafer de silício cortado em argamassa (B) Micrografia de superfície de wafer de silício cortado com fio diamantado

A principal fonte residual da superfície do wafer de silício cortado com fio de diamante

(1) Líquido refrigerante: os principais componentes do refrigerante para corte de fio diamantado são surfactante, dispersante, difamante e água e outros componentes.O líquido de corte com excelente desempenho possui boa suspensão, dispersão e fácil capacidade de limpeza.Os surfactantes geralmente têm melhores propriedades hidrofílicas, que são fáceis de limpar no processo de limpeza da pastilha de silício.A agitação e circulação contínua desses aditivos na água produzirá um grande número de espuma, resultando na diminuição do fluxo do refrigerante, afetando o desempenho de resfriamento, e em sérios problemas de espuma e até mesmo de transbordamento de espuma, o que afetará seriamente o uso.Portanto, o refrigerante é geralmente usado com o agente antiespumante.Para garantir o desempenho antiespumante, o silicone e o poliéter tradicionais são geralmente pouco hidrofílicos.O solvente em água é muito fácil de adsorver e permanecer na superfície da pastilha de silício na limpeza posterior, resultando no problema de mancha branca.E não é bem compatível com os principais componentes do refrigerante, portanto, deve ser feito em dois componentes, Os principais componentes e agentes antiespumantes foram adicionados à água, No processo de uso, de acordo com a situação da espuma, Incapaz de não controlar quantitativamente o uso e dosagem de agentes antiespumantes, Pode facilmente permitir uma overdose de agentes anoaming, Levando a um aumento nos resíduos superficiais da pastilha de silício, Também é mais inconveniente de operar, No entanto, devido ao baixo preço das matérias-primas e do agente antiespumante bruto materiais, portanto, a maior parte do refrigerante doméstico usa esse sistema de fórmula;Outro refrigerante usa um novo agente antiespumante, Pode ser bem compatível com os componentes principais, Sem adições, Pode controlar eficaz e quantitativamente sua quantidade, Pode prevenir efetivamente o uso excessivo, Os exercícios também são muito convenientes de fazer, Com o processo de limpeza adequado, É os resíduos podem ser controlados em níveis muito baixos. No Japão e alguns fabricantes nacionais adotam esse sistema de fórmula. No entanto, devido ao alto custo da matéria-prima, sua vantagem de preço não é óbvia.

(2) Versão com cola e resina: no estágio posterior do processo de corte do fio diamantado, o wafer de silício próximo à extremidade de entrada foi cortado antecipadamente, o wafer de silício na extremidade de saída ainda não foi cortado, o diamante cortado precocemente o fio começou a cortar a camada de borracha e a placa de resina. Como a cola da barra de silicone e a placa de resina são produtos de resina epóxi, seu ponto de amolecimento está basicamente entre 55 e 95 ℃, se o ponto de amolecimento da camada de borracha ou da resina a placa está baixa, ela pode aquecer facilmente durante o processo de corte e fazer com que ela fique macia e derreta, presa ao fio de aço e à superfície da pastilha de silício, fazendo com que a capacidade de corte da linha de diamante diminua, ou as pastilhas de silício sejam recebidas e manchado com resina. Uma vez fixado, é muito difícil de lavar. Essa contaminação ocorre principalmente perto da borda do wafer de silício.

(3) pó de silício: no processo de corte de fio diamantado produzirá muito pó de silício, com o corte, o teor de pó de refrigerante de argamassa será cada vez mais alto, quando o pó for grande o suficiente, irá aderir à superfície de silício, e o corte do fio diamantado do tamanho e tamanho do pó de silício facilitam a adsorção na superfície do silício, dificultando a limpeza.Portanto, garanta a atualização e a qualidade do refrigerante e reduza o teor de pó no refrigerante.

(4) agente de limpeza: o uso atual de fabricantes de corte de fio diamantado, principalmente usando corte de argamassa ao mesmo tempo, usa principalmente pré-lavagem de corte de argamassa, processo de limpeza e agente de limpeza, etc., tecnologia de corte de fio diamantado único do mecanismo de corte, forma um conjunto completo de corte de linha, refrigerante e argamassa tem grande diferença, portanto o processo de limpeza correspondente, dosagem de agente de limpeza, fórmula, etc. devem ser para corte de fio diamantado fazer o ajuste correspondente.O agente de limpeza é um aspecto importante, o surfactante da fórmula do agente de limpeza original, a alcalinidade não é adequada para a limpeza da pastilha de silício para corte de fio diamantado, deve ser para a superfície da pastilha de silício com fio diamantado, a composição e os resíduos superficiais do agente de limpeza direcionado, e levar com o processo de limpeza.Conforme mencionado acima, a composição do agente antiespumante não é necessária no corte de argamassa.

(5) Água: corte de fio diamantado, pré-lavagem e limpeza, a água transbordante contém impurezas e pode ser adsorvida na superfície da pastilha de silício.

Reduzir o problema de deixar o cabelo aveludado branco aparece sugestões

(1) Para usar o refrigerante com boa dispersão, e o refrigerante é necessário usar o agente antiespumante de baixo resíduo para reduzir o resíduo dos componentes do refrigerante na superfície da pastilha de silício;

(2) Use cola adequada e placa de resina para reduzir a poluição do wafer de silício;

(3) O refrigerante é diluído com água pura para garantir que não haja impurezas residuais fáceis na água usada;

(4) Para a superfície da bolacha de silício cortada com fio diamantado, use um agente de limpeza mais adequado para atividade e efeito de limpeza;

(5) Use o sistema de recuperação online de refrigerante de linha de diamante para reduzir o conteúdo de pó de silício no processo de corte, de modo a controlar efetivamente o resíduo de pó de silício na superfície do wafer de silício.Ao mesmo tempo, também pode aumentar a melhoria da temperatura, vazão e tempo da água na pré-lavagem, para garantir que o pó de silício seja lavado a tempo

(6) Uma vez colocada a pastilha de silício na mesa de limpeza, ela deve ser tratada imediatamente e mantida úmida durante todo o processo de limpeza.

(7) A pastilha de silício mantém a superfície úmida no processo de degomagem e não pode secar naturalmente.(8) No processo de limpeza da pastilha de silício, o tempo de exposição ao ar pode ser reduzido ao máximo para evitar a produção de flores na superfície da pastilha de silício.

(9) O pessoal de limpeza não deve entrar em contato direto com a superfície da pastilha de silício durante todo o processo de limpeza e deve usar luvas de borracha para não produzir impressões digitais.

(10) Na referência [2], a extremidade da bateria utiliza processo de limpeza com peróxido de hidrogênio H2O2 + NaOH alcalino de acordo com a proporção de volume de 1:26 (solução de NaOH a 3%), o que pode efetivamente reduzir a ocorrência do problema.Seu princípio é semelhante ao da solução de limpeza SC1 (comumente conhecida como líquido 1) de um wafer de silício semicondutor.Seu principal mecanismo: o filme de oxidação na superfície da pastilha de silício é formado pela oxidação do H2O2, que é corroído pelo NaOH, e a oxidação e a corrosão ocorrem repetidamente.Portanto, as partículas aderidas ao pó de silício, resina, metal, etc.) também caem no líquido de limpeza com a camada de corrosão;devido à oxidação do H2O2, a matéria orgânica na superfície do wafer é decomposta em CO2, H2O e removida.Este processo de limpeza tem sido fabricantes de wafer de silício usando este processo para processar a limpeza de wafer de silício monocristalino de corte de fio de diamante, wafer de silício no mercado interno e Taiwan e outros fabricantes de baterias uso em lote de reclamações de problemas de veludo branco.Há também fabricantes de baterias que usaram processos de pré-limpeza de veludo semelhantes, também controlando efetivamente a aparência do veludo branco.Pode-se observar que este processo de limpeza é adicionado ao processo de limpeza do wafer de silício para remover os resíduos do wafer de silício, de modo a resolver efetivamente o problema dos cabelos brancos na extremidade da bateria.

conclusão

Atualmente, o corte com fio diamantado tornou-se a principal tecnologia de processamento no campo do corte de cristal único, mas no processo de promoção do problema de tornar o veludo branco tem preocupado os fabricantes de wafers de silício e baterias, levando os fabricantes de baterias a cortar silício com fio diamantado wafer tem alguma resistência.Através da análise comparativa da área branca, ela é causada principalmente pelo resíduo na superfície da pastilha de silício.A fim de melhor prevenir o problema da pastilha de silício na célula, este artigo analisa as possíveis fontes de poluição superficial da pastilha de silício, bem como as sugestões e medidas de melhoria na produção.De acordo com o número, região e formato das manchas brancas, as causas podem ser analisadas e melhoradas.É especialmente recomendado usar o processo de limpeza com peróxido de hidrogênio + álcali.A experiência bem-sucedida provou que pode prevenir eficazmente o problema do corte de fio diamantado de wafer de silício, fazendo o branqueamento de veludo, para referência dos especialistas e fabricantes da indústria em geral.