Yeni Endüstriyel Malzemelerin İşlenmesi İçin Elmas Aletler

 

Silikon, Mohs sertliği 6.5 olan sert ve kırılgan bir malzemedir. Uygulamaya göre polikristal silikon ve monokristal silikon haline getirilebilir. IC entegre devrelerinde yaygın olarak kullanılır ve aynı zamanda fotovoltaik enerji üretim endüstrisindeki en temel ve kritik malzemedir. Monokristal silikonun üretim yöntemi genellikle önce polikristal silikon veya amorf silikon hazırlamak ve ardından eriyikten Czochralski yöntemi veya süspansiyon bölgesi eritme yöntemi ile çubuk şeklindeki monokristal silikonu büyütmek şeklindedir. Polikristalin silikon, tek kristal silikonun bir şeklidir. Erimiş tek kristal silikon, aşırı soğutulmuş koşullar altında katılaştığında, silikon atomları, birçok kristal çekirdeği oluşturmak için elmas kafesler şeklinde düzenlenir. Bu kristal çekirdekler farklı yönlerde kristal tanecikler halinde büyürlerse, bu taneler birleşerek polisilikon halinde kristalleşirler.

 

iki
Monokristal silikon ve polikristal silikonun işleme akışı

Monokristal silikonun işleme akışı esas olarak kesme-yuvarlama-kare-kesme-taşlama-dilimleme-pah kırma-taşlama-kimyasal aşındırma-parlatma ve diğer adımları içerir. Buna karşılık polisilikon kesme ve yuvarlama basamaklarına sahip değildir ve sadece ingot hazırlandıktan sonra kareler ve dilimler halinde kesilmesi gerekir. Külçeden çipe kadar tek kristalli silikon ve çok kristalli silikon hazırlama sürecinin tamamı boyunca, işlemeye katılmak için farklı amaçlar için elmas aletler gerekir ve işleme doğruluğu nispeten yüksektir. Spesifik adımlar ve karşılık gelen araçlar ve göstergeler Tablo 2'de gösterilmektedir. Tablo 2'den tek kristal silikon ve polikristalin silikon bazlı işleme araçlarının esas olarak elmas testere bıçakları, şerit testereler, elmas taşlama taşları ve elmas tel testereler vb. .

 

Safirin bileşimi Al203'tür ve Mohs sertliği 9'dur, sadece elmasın sertliğinden sonra ikinci sıradadır. Yüksek teknoloji endüstrisinde, esas olarak LED ışık yayan bileşenlerin alt tabakası olarak kullanılır. Safir sert, kırılgan ve pahalıdır. İşleme sırasında genellikle yüksek hassasiyet, hızlı işleme verimliliği, düşük malzeme kaybı ve temiz bir çalışma ortamı gerektirir. Elmas, doğadaki en yüksek sertliğe ve en güçlü aşınma direncine sahip malzemedir ve bu malzemeyi işlemek için elmas aletler en iyi seçimdir.

iki
Safir İşleme Süreci

Safir kristal külçeden nihai substrat safir dilimine kadar, esas olarak aşağıdaki adımları içerir: büyüyen kristal - çekme çubuğu - haddeleme - kristal çubuk yönlendirme - dilimleme - taşlama - pah kırma - parlatma, her adım farklı elmaslarla donatılması gerekir Tamamlanacak aletler, ana aletler matkap uçları, taşlama taşları, tel testereler vb.

Kristal büyütme: büyük boyutlu ve yüksek kaliteli tek kristal safir kristalleri büyütmek için bir kristal büyütme fırını kullanın;

Çubuğu dışarı çekin: safir kristal çubuğu safir kristalden çıkarmak için safir matkabı kullanın;

Namlu öğütme: Kesin dış daire boyutu doğruluğu elde etmek için kristal çubuğu öğütmek için silindirik bir öğütücü kullanın;

Yönlendirme: Hassas dilimleme işlemi için uygun olan dilimleyici üzerindeki safir kristal çubuğun konumunu doğru bir şekilde bulun;

Dilimleme: Elmas tel testere kullanılarak safir külçenin ince gofretler halinde dilimlenmesi;

Öğütme: dilimlemenin neden olduğu gofret kesme hasar tabakasını kaldırın ve gofretin düzlüğünü iyileştirin;

Pah Kırma: Levhanın kenarının mekanik mukavemetini artırmak için levhanın kenarını dairesel bir yay şeklinde kırpın;

Parlatma: Yüzeyinin epitaksiyel gofret epitaksinin hassasiyetine ulaşabilmesi için gofretin pürüzlülüğünü iyileştirin.

(1) Elmas dış daire testere bıçağı

Elmas dış daire testere bıçağı daha eski bir kesme aletidir. Dış çevre üzerindeki elmas kaplı daire testere bıçağının çapı yaklaşık 200 mm'dir. Çoğunlukla tek kristal silikon yuvarlak çubukları silikon kare çubuklara dönüştürmek için kullanılır. İşlenmiş tek kristal silikon çubuklar simetrik Dikdörtgendir; Şu anda, elmas dış daire testere bıçakları, genellikle sıcak preslenmiş sinterlenmiş sürekli kenarlı elmas testere bıçakları olan safir kristal çubukları kesmek için de kullanılmaktadır. Avantajları basit yapı, kolay kullanım ve ucuz bıçak fiyatıdır, ancak dezavantajları kalın bıçak, geniş çentik, büyük malzeme kaybı ve kesme yüzeyinin zayıf paralelliğidir.

(2) Elmas iç daire testere bıçağı

Elmas iç daire testere bıçağının avantajı, iyi bir sağlamlığa sahip olması ve {{0}},1 mm'ye ulaşan çok ince yapılabilmesidir; dilimleme doğruluğu çok yüksektir ve 200 mm çaplı bir levhanın kalınlık farkı sadece 0,01 mm'dir; her parça radyal olarak ayarlanabilir ve dilimlenmiş kalınlık Küçük partileri ve çoklu spesifikasyonları işlerken esnek ayarlanabilirliğe sahiptir. Dezavantajı, dilim yüzeyindeki hasar tabakasının geniş olmasıdır; üretkenlik düşüktür ve bir seferde yalnızca bir parça kesilebilir; sadece düz çizgiler kesilebilir ve kavisli yüzeyler kesilemez; çok büyük çaplı gofretler kesilemez.

 

İki
Yüksek hassasiyetli yuvalama matkap ucu
Yuvalama matkap ucunun işlenme nesnesi, safir gibi nispeten değerli sert ve kırılgan malzemelerdir. Esas olarak saat kasalarının, optik camın ve LED alt tabakaların işlenmesi için kullanılır. Matkap ucunun hassasiyet gereksinimleri çok yüksektir. Örnek olarak 2-inçlik iç içe geçmeli matkap ucunu ele alırsak, Japonya'daki matkap uçlarının fiyatı 2.500 yuan'ın üzerine çıkabilir ve yerli matkap uçlarının fiyatı da 800 yuan'ın üzerine çıkabilir. Aynı spesifikasyona sahip (yaklaşık 100 yuan) mühendislik matkap uçları ile karşılaştırıldığında, bu tür ürünler Son derece yüksek katma değere sahiptir ve pazar talebi yıldan yıla artmaktadır, bu nedenle nispeten geniş bir uygulama beklentisine sahiptir.

Yuvalama matkabının üretim teknolojisi, ultra ince dairesel kesici kafa üretim teknolojisini, yüksek hassasiyetli kaynak teknolojisini ve matkap ucu takip taşlama teknolojisini içerir; Bunların arasında, ultra ince dairesel kesici kafanın kalitesi, ürünün nihai kullanım performansı üzerinde belirleyici bir etkiye sahiptir. Bu teknoloji, düzgün karıştırma, ince granülasyon, standartlaştırılmış sıcak pres sinterleme ve kalıptan çıkarma gibi bir dizi üretim sürecini ve işletim standardını içerir. Yüksek hassasiyetli kaynak teknolojisi, yüzey işleme, kaynak eşmerkezlilik ayarı ve standartlaştırılmış kaynak dahil olmak üzere matkap ucunun eşmerkezliliğini ve kaynak gücünü sağlamak için önemli bir adımdır. ; Matkap ucunun müteakip taşlaması, matkap ucunun hassasiyetini daha da iyileştirebilir.

Üç
Elmas testere bıçağı

Bir Japon şirketi 2006 yılında bir elmas tel testere ürünü piyasaya sürdü ve bu ürün Japonya ve Tayvan'da yaygın olarak kullanılıyor. Şimdiye kadar, Çin'de Changsha Daile ve Nanjing Sanchao dahil olmak üzere büyük ölçekli elmas tel testere şirketleri vardı. Elmas tel testereler ayrıca monokristal silikon, polikristal silikon ve safirin gönyelenmesi ve dilimlenmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır ve pazar talebi çok fazladır.

Genel olarak, kristal silikon kare alma için kullanılan elmas tel testerenin çapı {{0}},35 mm'dir, kristal silikon dilimleme için kullanılan tel çapı 0,12 mm'dir ve telin çapı safir dilimleme için kullanılan tel testere genellikle 0.25 mm'dir. Serbest aşındırıcı tel testere kesimi ile karşılaştırıldığında, Tablo 4'te gösterildiği gibi, elmas tel testerenin kesme verimliliği büyük ölçüde iyileştirilmiştir; fiyat açısından, elmas tel testere başlangıçtaki 3 yuan/m'den mevcut metre başına 0,6 yuan'a değişti, Ayrıca müşterilerin yüksek kaliteli ürünleri düşük fiyatlarla kullanma fırsatını büyük ölçüde teşvik ediyor.

 

Büyük boyutlu silikon plakaların ve safir plakaların uygulanması ve geliştirilmesiyle, elmas tel testereler, silikon plakalar ve safir plakalar için yeni nesil kesme aletleri haline gelecektir. Büyük boyutlu silikon/safir külçeleri kesmek, malzeme tasarrufu, yüksek faydalar, büyük çıktı ve yüksek verimlilik, bu eşsiz avantajlar serisi, silikon gofret ve safir işleme işletmeleri tarafından oldukça değerli olacaktır.

 

dört
Elmas şerit testere

Elmas şerit testere bıçakları genellikle monokristal silikon, polikristal silikon ve safir gibi yüksek sertlikteki kristallerin yanı sıra kristal, cam, yeşim taşı, taş mozaik, demir dışı metaller gibi sert ve kırılgan malzemeleri kesmek için uygun olan elektrolizle kaplanmış ürünlerdir. ve manyetik malzemeler. Çelik kayış genellikle yüksek kaliteli paslanmaz çelikten, dikişsiz kaynak işleminden, mükemmel kaynak performansından, iyi esneklik ve tokluktan, yüksek yorulma direncinden, yüksek çekme mukavemetinden, uzun hizmet ömründen ve doğru sapmadan yapılır; Keskin uçlu yüksek dereceli elmas parçacıklarından yapılmıştır, güçlü aşınmaya dayanıklı bimetal kullanımı, uzun hizmet ömrü, keskinlik, pürüzsüz kesme yüzeyi, yüksek verimlilik ve düşük gürültü özelliklerine sahip keskin uçlu üzerine eşit ve sıkı bir şekilde yerleştirilmiştir. . Genel olarak, şerit testere bıçağının genişliği 38 mm, kalınlığı 0,6 mm ve çevresi 3230~6100 mm'dir ve bu, büyük fotovoltaik işletmelerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Beş
Ultra ince taneli elmas taşlama çarkı

Sert ve kırılgan malzemelerin işlenmesi, kristal çubukları işlemek için taşlama taşları kullanan yuvarlak taşlama taşları, düz taşlama taşları, inceltme taşlama taşları ve parlatma taşları vb. içerir. Elmas parçacık boyutu 250# ile 8000# arasında değişmektedir. Kristal silikon, safir ve diğer sert ve kırılgan malzemelerin taşlanması ve parlatılmasında kullanılan seramik taban, en geniş ürün kategorisine aittir.

Silikon gofret taşlamanın amacı, dilimleme ve tekerlek taşlamanın neden olduğu testere izlerini ve yüzey hasarı tabakasını kaldırmak, silikon gofretlerin eğriliğini, düzlüğünü ve paralelliğini etkili bir şekilde iyileştirmek ve bir parlatma işlemi ile idare edilebilecek bir spesifikasyona ulaşmaktır. Silikon gofretleri taşlarken, çatlakların boyutunu ve homojenliğini kontrol etmek önemlidir. Monokristal silikon sert ve kırılgan bir malzemedir. Taşlandığında, aşındırıcı yuvarlanma ve mikro kesme etkisine sahiptir. Malzemenin hasarı esas olarak mikro kırılmadır. Parlak kaplama. Taşlama işlemi, parçacık boyutu 350# olan vitrifiye elmas taşlama çarkını kullanabilir, işlenmiş yüzeyin pürüzlülüğü yaklaşık 0,5μm'dir ve taşlama çarkının çapı genellikle 200mm~350mm'dir.

Parlatmanın amacı, son derece yüksek düzlüğe ve minimum yüzey pürüzlülüğüne sahip bir gofret yüzeyi elde etmek için tek kristal silikon gofretlerin yüzeyindeki mikro kusurları iyileştirmektir ve yüzeyde hiçbir bozulma tabakası ve çizik gerektirmez. Parlatma yöntemi: kaba parlatmanın ana işlevi hasarlı tabakayı çıkarmaktır, genel temizleme miktarı yaklaşık 10μm~20μm'dir ve 1000#~4000# parçacık boyutuna sahip reçine bazlı bir taşlama taşı kullanılabilir; İnce parlatmanın ana işlevi, ürün yüzeyinin mikro pürüzlülüğünü iyileştirmektir. Genel olarak, çıkarma miktarı 1 μm'den azdır ve 8000 # parçacık boyutuna sahip bir elmas taşlama tekerleği seçilebilir.

Altı
Elmas Ultra İnce Bölüm

Ultra ince kesme bıçağı, elmas ve bağlayıcıdan oluşan, kalınlığı 0.015 ile 0,5 mm arasında olan dairesel ince bir levha nesnedir. Metal bağ bıçaklarına ve reçine bağ bıçaklarına ayrılabilir. Bunların arasında, metal bağ galvanik kaplama bıçağının kalınlığı 0.015 mm ve 0,1 mm'dir ve metal bağ sıcak presleme bıçağı ile reçine bağ bıçağının kalınlığı 0,1'dir. mm~0,5 mm. Ultra ince kesme diskleri, silikon, germanyum, galyum fosfit, galyum arsenit, galyum arsenit fosfit, ferrit, lityum niobat, Lityum tantalat, piezoelektrik seramikler, optik gibi çeşitli sert ve kırılgan malzemeleri kesmek veya yiv açmak için elektronik endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. seramik, cam vb.; yüksek kesme hassasiyeti, dar kerf, uzun kullanım ömrü vb özelliklere sahiptir. Özel ekipmanlarda kullanıldığında tek bıçakla veya aynı anda birden fazla bıçakla kullanılabilir. Bilgi elektroniği endüstrisinin hızla gelişmesiyle birlikte, mikroelektronik bileşenler ve entegre devreler için kesme gereksinimleri giderek artıyor ve kesme hacmi de artıyor. Edinilen bilgilere göre, dünyadaki ultra ince kesme disklerinin yıllık satışı 500 milyon doları aşıyor. Şu anda, bu tür ürünler için pazar, esas olarak Japonya ve Amerika Birleşik Devletleri gibi dünya lideri şirketler tarafından işgal edilmektedir. Bu şirketler tarafından üretilen bıçaklar istikrarlı performansa, eksiksiz özelliklere ve yüksek kesim hassasiyetine sahiptir. ülkemin elektronik sektörü hızlı bir gelişme dönemine giriyor ve hassas kesici takımlara olan talep de hızlı bir büyüme dönemine girdi. Bununla birlikte, Çin'de bu tür bir ürünün geliştirilmesine geç başlanması nedeniyle, performansında hala iç pazarın hızlı gelişiminin gereksinimlerini karşılayamayan birçok kusur bulunmaktadır. Her yıl yurt dışından çok sayıda çeşitli türde ultra ince levha ithal etmek gerekmektedir. Çin'de ince taşlama taşları araştıran ve üreten ve pazara giren çok az şirket var, bu nedenle ultra ince kesme taşları araştırma ve geliştirme geniş bir pazar beklentisine sahip.

 

(2) Ultra ince kesme diskleri, ultra ince taneli elmas taşlama taşları ve yüksek hassasiyetli matkap uçları gibi bazı yüksek hassasiyetli hassas elmas aletler için, yerli ürünler ile yabancı ürünler arasında hala bir boşluk vardır. zayıf veya dengesiz performansla kendini gösterir. Büyük ve orta ölçekli işletmeler, üretim istikrarını sürdürmek için pahalı yabancı ürünleri satın almaya daha istekli olacaktır. Bu aynı zamanda yerli ilgili alet üreticileri için yeni bir zorluk teşkil etmektedir, yani ürünün performansını mümkün olduğu kadar artırmak ve ürün kalitesini korurken, ürünün doğruluğu kullanım gereksinimlerini karşılar.

performans kararlılığı.

(3) Yerli ürünler, yüksek kaliteli ve hassas elmas aletlerin yönünü hedeflemelidir. Üretim sürecinde, ürün performans istikrarını sağlamak için katı ürün standartları ve süreç düzenlemeleri formüle edilmiştir; ek olarak, yüksek hassasiyetli CNC takım tezgahları, EDM, Tel kesme ve daha sonra ürünün düzeltilmesi ve iyileştirilmesi için diğer ekipmanlar.