Tehnologija rezanja dijamantskom žicom poznata je i kao tehnologija konsolidacijskog abrazivnog rezanja. To je upotreba metode galvanizacije ili vezivanja smolom gdje se dijamantski abraziv konsolidira na površini čelične žice, pri čemu dijamantna žica direktno djeluje na površinu silicijumske šipke ili silicijumskog ingota kako bi se proizvelo brušenje i postigao efekat rezanja. Rezanje dijamantskom žicom ima karakteristike velike brzine rezanja, visoke tačnosti rezanja i malog gubitka materijala.
Trenutno je tržište monokristalnih silicijumskih pločica za rezanje dijamantskom žicom u potpunosti prihvaćeno, ali se u procesu promocije susreće i sa problemom baršunaste bijele boje, što je najčešći problem. S obzirom na to, ovaj rad se fokusira na to kako spriječiti problem baršunaste bijele boje monokristalnih silicijumskih pločica rezanjem dijamantskom žicom.
Proces čišćenja monokristalne silicijumske pločice rezanjem dijamantskom žicom sastoji se od uklanjanja silicijumske pločice izrezane alatnom pilom za žicu sa ploče od smole, uklanjanja gumene trake i čišćenja silicijumske pločice. Oprema za čišćenje je uglavnom mašina za prethodno čišćenje (mašina za uklanjanje guma) i mašina za čišćenje. Glavni proces čišćenja mašine za prethodno čišćenje je: dovod-prskanje-prskanje-ultrazvučno čišćenje-odvajanje guma-ispiranje čistom vodom-nedovod. Glavni proces čišćenja mašine za čišćenje je: dovod-ispiranje čistom vodom-ispiranje čistom vodom-alkalno pranje-alkalno pranje-ispiranje čistom vodom-ispiranje čistom vodom-preddehidracija (sporo podizanje)-sušenje-dovod.
Princip izrade monokristalnog baršuna
Monokristalna silicijumska pločica je karakteristika anizotropne korozije monokristalne silicijumske pločice. Princip reakcije je sljedeća hemijska jednačina reakcije:
Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑
U suštini, proces formiranja antilopa je sljedeći: rastvor NaOH za različite brzine korozije različite kristalne površine, (100) brzina površinske korozije od (111), tako da (100) za monokristalnu silicijumsku pločicu nakon anizotropne korozije, na kraju formira na površini (111) četverostrani konus, naime "piramidalnu" strukturu (kao što je prikazano na slici 1). Nakon što se struktura formira, kada svjetlost padne na nagib piramide pod određenim uglom, svjetlost će se reflektovati na nagib pod drugim uglom, formirajući sekundarnu ili veću apsorpciju, čime se smanjuje refleksija na površini silicijumske pločice, odnosno efekat zarobljavanja svjetlosti (vidi sliku 2). Što je veća veličina i ujednačenost "piramidalne" strukture, to je efekat zarobljavanja očigledniji, a površinska emisija silicijumske pločice niža.
Slika 1: Mikromorfologija monokristalne silicijumske pločice nakon proizvodnje alkalija
Slika 2: Princip zarobljavanja svjetlosti kod „piramidalne“ strukture
Analiza izbjeljivanja monokristala
Skenirajući elektronski mikroskop na bijeloj silicijumskoj pločici, utvrđeno je da piramidalna mikrostruktura bijele pločice u tom području u osnovi nije formirana, a površina kao da ima sloj "voštanih" ostataka, dok je piramidalna struktura antilopa u bijelom području iste silicijumske pločice bolje formirana (vidi Sliku 3). Ako postoje ostaci na površini monokristalne silicijumske pločice, površina će imati veličinu "piramidalne" strukture i ujednačenost stvaranja, a efekat normalnog područja je nedovoljan, što rezultira rezidualnom baršunastom površinom čija je reflektivnost veća od normalnog područja, a područje s visokom reflektivnošću u poređenju s normalnim područjem vizualno se reflektira kao bijelo. Kao što se može vidjeti iz oblika distribucije bijelog područja, ono nije pravilnog ili pravilnog oblika na velikom području, već samo u lokalnim područjima. Trebalo bi biti da lokalni zagađivači na površini silicijumske pločice nisu očišćeni ili da je stanje površine silicijumske pločice uzrokovano sekundarnim zagađenjem.
Slika 3: Poređenje regionalnih razlika u mikrostrukturi silicijumskih pločica boje baršunaste bijele boje
Površina silicijumske pločice rezanja dijamantskom žicom je glatkija, a oštećenja su manja (kao što je prikazano na slici 4). U poređenju sa silicijumskom pločicom od maltera, brzina reakcije alkalija i površine silicijumske pločice rezanja dijamantskom žicom je sporija nego kod monokristalne silicijumske pločice rezanja malterom, tako da je uticaj površinskih ostataka na baršunasti efekat očigledniji.
Slika 4: (A) Mikrografija površine silikonske pločice rezane malterom (B) Mikrografija površine silikonske pločice rezane dijamantskom žicom
Glavni preostali izvor površine silicijumskih pločica rezanih dijamantskom žicom
(1) Rashladna tečnost: glavne komponente rashladne tečnosti za rezanje dijamantskom žicom su surfaktant, disperzant, sredstvo protiv pjenjenja, voda i druge komponente. Tečnost za rezanje sa odličnim performansama ima dobru suspenziju, disperziju i lako čišćenje. Surfaktanti obično imaju bolja hidrofilna svojstva, koja se lako čiste tokom procesa čišćenja silicijumske pločice. Kontinuirano miješanje i cirkulacija ovih aditiva u vodi će proizvesti veliku količinu pjene, što će rezultirati smanjenjem protoka rashladne tečnosti, utičući na performanse hlađenja i ozbiljnim problemima sa pjenom, pa čak i prelivanjem pjene, što će ozbiljno uticati na upotrebu. Stoga se rashladna tečnost obično koristi sa sredstvom protiv pjenjenja. Kako bi se osigurale performanse protiv pjenjenja, tradicionalni silikon i polieter su obično slabo hidrofilni. Otapalo u vodi se vrlo lako apsorbuje i ostaje na površini silicijumske pločice tokom naknadnog čišćenja, što rezultira problemom bijelih mrlja. I nije dobro kompatibilan s glavnim komponentama rashladne tečnosti, stoga se mora napraviti u dvije komponente, glavne komponente i sredstva protiv pjenjenja dodaju se u vodu, tokom upotrebe, u skladu sa situacijom pjene, nije moguće kvantitativno kontrolirati upotrebu i doziranje sredstava protiv pjenjenja, što može lako dovesti do predoziranja sredstvima protiv pjenjenja, što dovodi do povećanja ostataka na površini silicijumskih pločica, također je nezgodnije za rukovanje, međutim, zbog niske cijene sirovina i sirovina za sredstva protiv pjenjenja, stoga većina domaćih rashladnih tečnosti koristi ovaj sistem formule; druga rashladna tečnost koristi novo sredstvo protiv pjenjenja, može biti dobro kompatibilna s glavnim komponentama, bez dodataka, može efikasno i kvantitativno kontrolirati svoju količinu, može efikasno spriječiti prekomjernu upotrebu, vježbe su također vrlo praktične za izvođenje, uz pravilan proces čišćenja, njegovi ostaci se mogu kontrolirati na vrlo niske nivoe, u Japanu i nekoliko domaćih proizvođača usvaja ovaj sistem formule, međutim, zbog visoke cijene sirovina, njegova cjenovna prednost nije očigledna.
(2) Verzija s ljepilom i smolom: u kasnijoj fazi procesa rezanja dijamantskom žicom, silikonska pločica blizu ulaznog kraja je unaprijed prorezana, silikonska pločica na izlaznom kraju još nije prorezana, rano odrezana dijamantna žica je počela rezati gumeni sloj i ploču od smole, budući da su i ljepilo od silikonske šipke i ploča od smole proizvodi od epoksidne smole, njihova tačka omekšavanja je u osnovi između 55 i 95 ℃, ako je tačka omekšavanja gumenog sloja ili ploče od smole niska, lako se mogu zagrijati tokom procesa rezanja i uzrokovati njihovo mekoćanje i topljenje, pričvršćivanje na čeličnu žicu i površinu silikonske pločice uzrokuje smanjenje sposobnosti rezanja dijamantske linije, ili se silikonske pločice zalijepe i zaprljaju smolom, nakon pričvršćivanja, vrlo ih je teško isprati, takva kontaminacija se najčešće javlja blizu ivice silikonske pločice.
(3) silicijumski prah: tokom procesa rezanja dijamantskom žicom proizvodi se velika količina silicijumskog praha. Tokom rezanja, sadržaj praha rashladne tečnosti u malteru će biti sve veći. Kada je prah dovoljno velik, prianjaće na površinu silicija. Rezanje dijamantskom žicom različitih veličina i veličina silicijumskog praha dovodi do lakše adsorpcije na površinu silicija, što otežava čišćenje. Stoga, osigurajte ažuriranje i kvalitet rashladne tečnosti i smanjite sadržaj praha u rashladnoj tečnosti.
(4) sredstvo za čišćenje: trenutna upotreba proizvođača dijamantskih žica za rezanje uglavnom uključuje rezanje malterom, uglavnom se koristi prethodno pranje rezanja malterom, proces čišćenja i sredstvo za čišćenje itd., tehnologija rezanja jednom dijamantskom žicom iz mehanizma za rezanje, formira kompletan set linija, rashladna tečnost i rezanje malterom imaju velike razlike, tako da odgovarajući proces čišćenja, doziranje sredstva za čišćenje, formula itd. trebaju biti prilagođeni za rezanje dijamantskom žicom. Sredstvo za čišćenje je važan aspekt, originalna formula sredstva za čišćenje je surfaktant, alkalnost nije pogodna za čišćenje silikonske pločice dijamantske žice, treba se usredotočiti na površinu silikonske pločice dijamantske žice, sastav i površinske ostatke ciljanog sredstva za čišćenje, te ih uzeti u obzir tokom procesa čišćenja. Kao što je gore spomenuto, sastav sredstva za uklanjanje pjene nije potreban za rezanje malterom.
(5) Voda: voda koja preostaje nakon rezanja dijamantskom žicom, prethodnog pranja i čišćenja sadrži nečistoće i može se adsorbovati na površinu silicijumske pločice.
Prijedlozi za smanjenje problema s bijelim baršunastim izgledom kose
(1) Koristiti rashladnu tečnost sa dobrom disperzijom, a rashladna tečnost mora sadržavati sredstvo protiv pjenjenja s niskim udjelom ostataka kako bi se smanjili ostaci komponenti rashladne tečnosti na površini silicijumske pločice;
(2) Koristite odgovarajuće ljepilo i ploču od smole kako biste smanjili zagađenje silicijumske pločice;
(3) Rashladna tečnost se razrjeđuje čistom vodom kako bi se osiguralo da u korištenoj vodi nema lako preostalih nečistoća;
(4) Za površinu silikonske pločice rezane dijamantskom žicom, koristite sredstvo za čišćenje koje je prikladnije za aktivnost i učinak čišćenja;
(5) Koristite sistem za online obnavljanje rashladne tečnosti dijamantskom linijom kako biste smanjili sadržaj silicijumskog praha u procesu rezanja, kako biste efikasno kontrolisali ostatke silicijumskog praha na površini silicijumske pločice. Istovremeno, to može poboljšati temperaturu vode, protok i vrijeme prethodnog pranja, kako bi se osiguralo da se silicijumski prah opere na vrijeme.
(6) Nakon što se silikonska pločica stavi na sto za čišćenje, mora se odmah tretirati i silikonska pločica mora biti vlažna tokom cijelog procesa čišćenja.
(7) Silicijumska pločica održava površinu vlažnom tokom procesa degumiranja i ne može se prirodno osušiti. (8) Tokom procesa čišćenja silicijumske pločice, vrijeme izlaganja zraku može se smanjiti koliko god je to moguće kako bi se spriječilo stvaranje cvjetova na površini silicijumske pločice.
(9) Osoblje za čišćenje ne smije direktno dodirivati površinu silicijumske pločice tokom cijelog procesa čišćenja i mora nositi gumene rukavice kako ne bi ostavili otiske prstiju.
(10) U referenci [2], kraj baterije koristi proces čišćenja vodikovim peroksidom H2O2 + alkalnim NaOH prema omjeru zapremine 1:26 (3% rastvor NaOH), što može efikasno smanjiti pojavu problema. Njegov princip je sličan rastvoru za čišćenje SC1 (poznatom kao tečnost 1) poluprovodničke silicijumske pločice. Njegov glavni mehanizam: oksidacijski film na površini silicijumske pločice formira se oksidacijom H2O2, koja je korodirana NaOH, a oksidacija i korozija se ponavljaju. Stoga, čestice pričvršćene za silicijumski prah, smolu, metal itd.) također padaju u tečnost za čišćenje sa slojem korozije; zbog oksidacije H2O2, organska materija na površini pločice se razlaže na CO2, H2O i uklanja. Ovaj proces čišćenja koriste proizvođači silicijumskih pločica za proces čišćenja dijamantskom žicom rezanja monokristalnih silicijumskih pločica, silicijumskih pločica u domaćim i tajvanskim i drugim proizvođačima baterija, što se odnosi na probleme sa serijskom upotrebom baršunasto bijele boje. Postoje i proizvođači baterija koji koriste sličan proces prethodnog čišćenja baršuna, a također efikasno kontrolišu izgled baršunasto bijele boje. Može se vidjeti da se ovaj proces čišćenja dodaje u proces čišćenja silicijumskih pločica kako bi se uklonili ostaci silicijumskih pločica i tako efikasno riješio problem bijelih dlaka na kraju baterije.
zaključak
Trenutno je rezanje dijamantskom žicom postalo glavna tehnologija obrade u oblasti rezanja monokristala, ali u procesu promovisanja problema dobijanja bijelog baršuna muči proizvođače silicijumskih pločica i baterija, što je dovelo do toga da proizvođači baterija imaju određeni otpor rezanju dijamantskom žicom na silicijumske pločice. Kroz uporednu analizu bijelog područja, ono je uglavnom uzrokovano ostacima na površini silicijumske pločice. Kako bi se bolje spriječio problem silicijumske pločice u ćeliji, ovaj rad analizira moguće izvore površinskog zagađenja silicijumske pločice, kao i prijedloge i mjere za poboljšanje u proizvodnji. Na osnovu broja, područja i oblika bijelih mrlja, uzroci se mogu analizirati i poboljšati. Posebno se preporučuje upotreba procesa čišćenja vodonik-peroksidom + lužinom. Uspješno iskustvo je pokazalo da se ovim postupkom može efikasno spriječiti problem rezanja dijamantskom žicom za izbjeljivanje baršuna, što je korisno za opšte stručnjake iz industrije i proizvođače.
Vrijeme objave: 30. maj 2024.