haberler

Elmas tel kesme teknolojisi, konsolidasyon aşındırıcı kesme teknolojisi olarak da bilinir. Çelik telin yüzeyine elektrokaplama veya reçine bağlama yöntemiyle konsolide edilmiş elmas aşındırıcının kullanılması ve elmas telin doğrudan silikon çubuk veya silikon külçenin yüzeyine etki ederek taşlama yapması ve kesme etkisini elde etmesidir. Elmas tel kesme, yüksek kesme hızı, yüksek kesme hassasiyeti ve düşük malzeme kaybı özelliklerine sahiptir.

Günümüzde, elmas tel kesme yöntemiyle üretilen tek kristalli silikon levhalar pazarı tamamen kabul görmüş durumda, ancak tanıtım sürecinde kadife beyazlığı gibi sorunlarla da karşılaşılıyor. Bu sorunlar arasında en yaygın olanı kadife beyazlığıdır. Bu bağlamda, bu makale elmas tel kesme yöntemiyle üretilen tek kristalli silikon levhalarda oluşan kadife beyazlığı sorununu nasıl önleyeceğine odaklanmaktadır.

Elmas tel kesme yöntemiyle üretilen monokristal silikon levhaların temizleme işlemi, tel testere tezgahıyla kesilen silikon levhanın reçine plakasından çıkarılması, kauçuk şeridin çıkarılması ve silikon levhanın temizlenmesidir. Temizleme ekipmanı esas olarak bir ön temizleme makinesi (sakız giderme makinesi) ve bir temizleme makinesinden oluşur. Ön temizleme makinesinin ana temizleme süreci: besleme-püskürtme-püskürtme-ultrasonik temizleme-sakız giderme-temiz su ile durulama-alttan besleme. Temizleme makinesinin ana temizleme süreci: besleme-saf su ile durulama-saf su ile durulama-alkali yıkama-alkali yıkama-saf su ile durulama-saf su ile durulama-ön dehidrasyon (yavaş kaldırma)-kurutma-besleme.

Tek kristalli kadife yapımının prensibi

Tek kristalli silikon levhanın karakteristik özelliği, anizotropik korozyonudur. Reaksiyon prensibi aşağıdaki kimyasal reaksiyon denklemiyle ifade edilir:

Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑

Özünde, süet oluşum süreci şöyledir: Farklı kristal yüzeylerin farklı korozyon oranları için NaOH çözeltisi kullanılır; (100) yüzeyin korozyon hızı (111)'den daha yüksektir, bu nedenle (100) anizotropik korozyondan sonra monokristal silikon levhaya, sonunda (111) için dört kenarlı koni, yani "piramit" yapısı oluşur (Şekil 1'de gösterildiği gibi). Yapı oluştuktan sonra, ışık piramidin eğimine belirli bir açıyla çarptığında, ışık başka bir açıyla eğime yansıyarak ikincil veya daha fazla emilim oluşturur, böylece silikon levhanın yüzeyindeki yansıtıcılığı azaltır, yani ışık tuzağı etkisi meydana gelir (Şekil 2'ye bakınız). "Piramit" yapısının boyutu ve homojenliği ne kadar iyi olursa, tuzak etkisi o kadar belirgin olur ve silikon levhanın yüzey yayılımı o kadar düşük olur.

Şekil 1: Alkali işleminden sonra tek kristalli silikon levhanın mikromorfolojisi

Şekil 2: “Piramit” yapısının ışık tuzağı prensibi

Tek kristal beyazlatma analizi

Beyaz silikon levha üzerinde taramalı elektron mikroskobu ile yapılan incelemede, beyaz levhanın piramit mikro yapısının bölgede temel olarak oluşmadığı ve yüzeyin "mumsu" bir kalıntı tabakasına sahip olduğu, aynı silikon levhanın beyaz bölgesindeki süet benzeri piramit yapısının ise daha iyi oluştuğu tespit edilmiştir (Şekil 3'e bakınız). Monokristal silikon levhanın yüzeyinde kalıntılar varsa, yüzeyde kalıntı alan "piramit" yapısının boyutu ve homojenliği oluşmakta ve normal alanın etkisi yetersiz kalmaktadır; bu da kalıntı kadife yüzeyinin yansıtıcılığının normal alandan daha yüksek olmasına ve görsel olarak beyaz olarak yansıtılmasına neden olmaktadır. Beyaz alanın dağılım şeklinden de görülebileceği gibi, geniş bir alanda düzenli veya düzgün bir şekle sahip değildir, sadece yerel alanlarda bu durum geçerlidir. Bunun nedeni, silikon levhanın yüzeyindeki yerel kirleticilerin temizlenmemiş olması veya silikon levhanın yüzey durumunun ikincil kirlenmeden kaynaklanması olabilir.

Şekil 3: Kadife beyazı silikon levhalardaki bölgesel mikro yapı farklılıklarının karşılaştırılması

Elmas tel kesme yöntemiyle elde edilen silikon levhanın yüzeyi daha pürüzsüzdür ve hasar daha azdır (Şekil 4'te gösterildiği gibi). Harç yöntemiyle elde edilen silikon levhaya kıyasla, alkali ile elmas tel kesme yöntemiyle elde edilen silikon levha yüzeyinin reaksiyon hızı, harç yöntemiyle elde edilen monokristal silikon levhaya göre daha yavaştır; bu nedenle yüzey kalıntılarının kadifemsi etki üzerindeki etkisi daha belirgindir.

Şekil 4: (A) Harçla kesilmiş silikon levhanın yüzey mikrografı (B) Elmas tel ile kesilmiş silikon levhanın yüzey mikrografı

Elmas tel kesimli silikon levha yüzeyinin ana artık kaynağı

(1) Soğutma Sıvısı: Elmas tel kesme soğutma sıvısının ana bileşenleri yüzey aktif madde, dağıtıcı madde, köpük giderici ve su ve diğer bileşenlerdir. Mükemmel performansa sahip kesme sıvısı, iyi süspansiyon, dağılım ve kolay temizleme özelliğine sahiptir. Yüzey aktif maddeler genellikle daha iyi hidrofilik özelliklere sahiptir ve silikon levha temizleme işleminde kolayca temizlenir. Bu katkı maddelerinin suda sürekli karıştırılması ve dolaşımı, çok miktarda köpük oluşturarak soğutma sıvısının akışını azaltır, soğutma performansını etkiler ve ciddi köpük hatta köpük taşması sorunlarına yol açarak kullanımını ciddi şekilde etkiler. Bu nedenle, soğutma sıvısı genellikle köpük giderici madde ile birlikte kullanılır. Köpük giderme performansını sağlamak için, geleneksel silikon ve polieter genellikle zayıf hidrofiliktir. Sudaki çözücü, silikon levhanın yüzeyine çok kolay yapışır ve sonraki temizlemede kalır, bu da beyaz leke sorununa yol açar. Ve soğutma sıvısının ana bileşenleriyle iyi uyumlu olmadığı için, iki bileşen halinde üretilmesi gerekir; ana bileşenler ve köpük önleyici maddeler suya eklenir. Kullanım sürecinde, köpük durumuna göre, köpük önleyici maddelerin kullanımı ve dozajı niceliksel olarak kontrol edilemez, kolayca aşırı dozda köpük önleyici madde kullanımına izin verilebilir, bu da silikon gofret yüzeyinde kalıntıların artmasına yol açar ve kullanımı daha zahmetlidir. Bununla birlikte, hammadde ve köpük önleyici madde hammaddelerinin düşük fiyatı nedeniyle, yerli soğutma sıvılarının çoğu bu formül sistemini kullanmaktadır; diğer bir soğutma sıvısı ise yeni bir köpük önleyici madde kullanır, ana bileşenlerle iyi uyumludur, ilave gerektirmez, miktarı etkili ve niceliksel olarak kontrol edilebilir, aşırı kullanımı etkili bir şekilde önleyebilir, uygulaması da çok kolaydır, uygun temizleme işlemiyle kalıntıları çok düşük seviyelerde kontrol edilebilir. Japonya'da ve birkaç yerli üretici bu formül sistemini benimsemiştir, ancak yüksek hammadde maliyeti nedeniyle fiyat avantajı belirgin değildir.

(2) Yapıştırıcı ve reçine versiyonu: Elmas tel kesme işleminin sonraki aşamasında, giriş ucuna yakın silikon levha önceden kesilmiştir, çıkış ucundaki silikon levha henüz kesilmemiştir, erken kesilen elmas tel kauçuk tabakaya ve reçine levhaya kadar kesmeye başlamıştır. Silikon çubuk yapıştırıcısı ve reçine levha her ikisi de epoksi reçine ürünleri olduğundan, yumuşama noktaları temel olarak 55 ile 95℃ arasındadır. Kauçuk tabakanın veya reçine levhanın yumuşama noktası düşükse, kesme işlemi sırasında kolayca ısınabilir ve yumuşayıp eriyebilir, çelik tele ve silikon levha yüzeyine yapışabilir, bu da elmas telin kesme kabiliyetinin azalmasına veya silikon levhaların reçine ile lekelenmesine neden olabilir. Bir kez yapıştıktan sonra, yıkanması çok zordur. Bu tür kirlenme çoğunlukla silikon levhanın kenarına yakın yerlerde meydana gelir.

(3) Silikon tozu: Elmas tel kesme işlemi sırasında çok miktarda silikon tozu üretilir; kesme işlemiyle birlikte harç soğutma sıvısı tozunun içeriği giderek artar; toz yeterince büyük olduğunda silikon yüzeyine yapışır ve elmas tel kesme işleminde silikon tozunun boyutu ve büyüklüğü, silikon yüzeyine daha kolay yapışmasına ve temizlenmesinin zorlaşmasına neden olur. Bu nedenle, soğutma sıvısının güncelliğini ve kalitesini sağlamak ve soğutma sıvısındaki toz içeriğini azaltmak gerekir.

(4) Temizlik maddesi: Elmas tel kesme üreticilerinin çoğu aynı anda harçla kesme yöntemini de kullanmaktadır; çoğunlukla harçla kesme ön yıkama, temizleme işlemi ve temizlik maddesi vb. kullanılır. Tek elmas tel kesme teknolojisi, kesme mekanizmasından başlayarak komple bir hat oluşturur. Soğutma sıvısı ve harçla kesme yöntemleri arasında büyük fark vardır, bu nedenle ilgili temizleme işlemi, temizlik maddesi dozu, formülü vb. elmas tel kesme için uygun şekilde ayarlanmalıdır. Temizlik maddesi önemli bir husustur; orijinal temizlik maddesi formülü yüzey aktif madde içerir ve alkaliliği nedeniyle elmas tel kesme silikon levhasının temizliği için uygun değildir. Elmas tel silikon levhasının yüzeyine, bileşimine ve yüzey kalıntılarına yönelik temizlik maddesi kullanılmalı ve temizleme işlemine dahil edilmelidir. Yukarıda belirtildiği gibi, harçla kesmede köpük giderici madde bileşimine gerek yoktur.

(5) Su: Elmas tel kesimi, ön yıkama ve temizleme taşma suyu safsızlıklar içerir ve silikon levhanın yüzeyine yapışabilir.

Kadife saçların beyaz görünmesi sorununu azaltmaya yönelik öneriler

(1) İyi dağılımlı soğutucu kullanmak ve soğutucu bileşenlerinin silikon levha yüzeyindeki kalıntısını azaltmak için düşük kalıntılı köpük giderici madde kullanılması gerekmektedir;

(2) Silikon levhanın kirlenmesini azaltmak için uygun yapıştırıcı ve reçine levha kullanın;

(3) Soğutucu, kullanılmış suda kolayca kalıntı safsızlıkların kalmamasını sağlamak için saf su ile seyreltilir;

(4) Elmas tel kesimli silikon levhanın yüzeyi için, aktivite ve temizleme etkisi daha uygun olan temizleme maddesi kullanılmalıdır;

(5) Kesme işleminde silikon tozunun içeriğini azaltmak için elmas hatlı soğutma sıvısı çevrimiçi geri kazanım sistemini kullanın, böylece silikon gofret yüzeyindeki silikon tozu kalıntısını etkin bir şekilde kontrol edin. Aynı zamanda, ön yıkamada su sıcaklığının, akışının ve süresinin iyileştirilmesini de artırabilir ve silikon tozunun zamanında yıkanmasını sağlayabilir.

(6) Silikon levha temizleme masasına yerleştirildikten sonra derhal işleme tabi tutulmalı ve tüm temizleme işlemi boyunca silikon levha ıslak tutulmalıdır.

(7) Silikon levha, yapışkan giderme işlemi sırasında yüzeyini ıslak tutar ve doğal olarak kuruyamaz. (8) Silikon levhanın temizleme işleminde, silikon levhanın yüzeyinde çiçek oluşumunu önlemek için havaya maruz kalma süresi mümkün olduğunca azaltılmalıdır.

(9) Temizlik personeli, tüm temizlik işlemi boyunca silikon levhanın yüzeyine doğrudan temas etmemeli ve parmak izi oluşmaması için kauçuk eldiven giymelidir.

(10) Referans [2]'de, pil ucunda 1:26 hacim oranına göre hidrojen peroksit H2O2 + alkali NaOH temizleme işlemi ( %3 NaOH çözeltisi) kullanılarak sorunun oluşumu etkili bir şekilde azaltılabilir. Prensibi, yarı iletken silikon levhanın SC1 temizleme çözeltisine (genellikle sıvı 1 olarak bilinir) benzer. Ana mekanizması: Silikon levha yüzeyinde H2O2'nin oksidasyonuyla oluşan oksidasyon filmi, NaOH tarafından aşındırılır ve oksidasyon ve korozyon tekrar tekrar meydana gelir. Bu nedenle, silikon tozuna, reçineye, metale vb. yapışan parçacıklar da korozyon tabakasıyla birlikte temizleme sıvısına düşer; H2O2'nin oksidasyonu nedeniyle, levha yüzeyindeki organik madde CO2, H2O'ya ayrışır ve uzaklaştırılır. Bu temizleme işlemi, silikon levha üreticileri tarafından elmas tel kesimli monokristal silikon levhaların temizlenmesinde kullanılmaktadır ve yerli ve Tayvan'daki ve diğer pil üreticilerinin toplu kullanımında kadife beyazı sorunu şikayetleri bulunmaktadır. Bazı pil üreticileri de benzer kadife ön temizleme işlemini kullanarak kadife beyazlığının görünümünü etkili bir şekilde kontrol altına almaktadır. Bu temizleme işleminin, silikon levha kalıntılarını gidermek ve böylece pil ucundaki beyaz tüyler sorununu etkili bir şekilde çözmek için silikon levha temizleme işlemine eklendiği görülebilir.

çözüm

Günümüzde, elmas tel kesimi tek kristal kesim alanında ana işleme teknolojisi haline gelmiştir, ancak bu süreçte ortaya çıkan kadifemsi beyazlık sorunu silikon gofret ve pil üreticilerini rahatsız etmekte ve pil üreticilerinin elmas tel kesimiyle silikon gofret üretimine karşı direnç göstermesine yol açmaktadır. Beyaz alanın karşılaştırmalı analizine göre, bunun temel nedeni silikon gofretin yüzeyindeki kalıntılardır. Hücredeki silikon gofret sorununu daha iyi önlemek için, bu makale silikon gofretin yüzey kirliliğinin olası kaynaklarını ve üretimde iyileştirme önerilerini ve önlemlerini analiz etmektedir. Beyaz lekelerin sayısı, bölgesi ve şekline göre nedenler analiz edilebilir ve iyileştirilebilir. Özellikle hidrojen peroksit + alkali temizleme işleminin kullanılması önerilir. Başarılı deneyimler, elmas tel kesimiyle silikon gofret üretiminde kadifemsi beyazlık sorununu etkili bir şekilde önleyebileceğini kanıtlamıştır; bu bilgi, genel sektör uzmanları ve üreticiler için referans niteliğindedir.