Deimantiniai įrankiai naujoms pramoninėms medžiagoms apdoroti

 

Silicis yra kieta ir trapi medžiaga, kurios Moso kietumas yra 6,5. Pagal paskirtį jis gali būti pagamintas iš polikristalinio silicio ir monokristalinio silicio. Jis plačiai naudojamas IC integriniuose grandynuose, taip pat yra pati pagrindinė ir svarbiausia medžiaga fotovoltinės energijos gamybos pramonėje. Monokristalinio silicio gamybos būdas paprastai yra pirmiausia paruošti polikristalinį silicį arba amorfinį silicį, o tada iš lydalo išauginti lazdelės formos monokristalinį silicį Czochralski metodu arba suspensijos zonos lydymo metodu. Polikristalinis silicis yra monokristalinio silicio forma. Kai išlydytas monokristalinis silicis sukietėja peršaldomomis sąlygomis, silicio atomai išsidėsto deimantinių gardelių pavidalu, sudarydami daugybę kristalų branduolių. Jei šie kristalų branduoliai išauga į skirtingos orientacijos kristalų grūdelius, šie grūdeliai susijungia ir kristalizuojasi į polisilicį

 

du
Monokristalinio silicio ir polikristalinio silicio apdorojimo srautas

Monokristalinio silicio apdorojimo srautas daugiausia apima pjovimą-apvalinimą-kvadratinį pjovimą-šlifavimą-pjaustymą-nuožulniavimą-šlifavimą-cheminį ėsdinimą-poliravimą ir kitus veiksmus. Priešingai, polisilicis neturi pjovimo ir apvalinimo žingsnių, jį reikia supjaustyti kvadratais ir griežinėliais tik paruošus luitą. Viso monokristalinio silicio ir polikristalinio silicio paruošimo nuo luito iki drožlės metu apdirbime reikalingi įvairios paskirties deimantiniai įrankiai, o apdorojimo tikslumas yra gana aukštas. Konkretūs žingsniai ir atitinkami įrankiai bei indikatoriai pateikti 2 lentelėje. Iš 2 lentelės matyti, kad apdirbimo įrankiai, kurių pagrindą sudaro monokristalinis silicis ir polikristalinis silicis, daugiausia apima deimantinius pjūklus, juostinius pjūklus, deimantinius šlifavimo diskus ir deimantinius vielinius pjūklus ir kt. .

 

Safyro sudėtis yra Al203, o jo kietumas pagal Mosą yra 9, antrasis po deimanto kietumo. Aukštųjų technologijų pramonėje jis daugiausia naudojamas kaip LED šviesą skleidžiančių komponentų substratas. Safyras yra kietas, trapus ir brangus. Paprastai tai reikalauja didelio tikslumo, greito apdorojimo efektyvumo, mažų medžiagų nuostolių ir švarios darbo aplinkos apdorojimo metu. Deimantas yra medžiaga, turinti didžiausią kietumą ir stipriausią atsparumą dilimui gamtoje, o deimantiniai įrankiai yra geriausias pasirinkimas šios medžiagos apdirbimui.

du
Safyro apdorojimo procesas

Nuo safyro krištolo luito iki galutinio substrato safyro gabalo daugiausia susideda iš šių žingsnių: kristalo auginimas - traukimo strypas - valcavimas - krištolo strypo orientacija - pjaustymas - šlifavimas - nuožulnumas - poliravimas, kiekvienas žingsnis yra Jis turi būti aprūpintas skirtingu deimantu įrankius užbaigti, pagrindiniai įrankiai yra grąžtai, šlifavimo diskai, vieliniai pjūklai ir pan.

Kristalų auginimas: naudokite kristalų auginimo krosnį, kad augintumėte didelio dydžio ir aukštos kokybės vieno kristalo safyro kristalus;

Ištraukite strypą: naudokite safyro grąžtą, kad ištrauktumėte safyro kristalo strypą iš safyro kristalo;

Statinės šlifavimas: naudokite cilindrinį šlifuoklį, kad susmulkintumėte krištolinį strypą, kad gautumėte tikslų išorinio apskritimo dydžio tikslumą;

Orientacija: tiksliai nustatykite safyro kristalo strypo padėtį ant pjaustyklės, kuri yra patogi norint tiksliai pjaustyti;

Pjaustymas: supjaustykite safyro luitą į plonas plokšteles, naudodami deimantinės vielos pjūklą;

Šlifavimas: pašalinkite plokštelės pjovimo pažeidimo sluoksnį, atsiradusį dėl pjaustymo, ir pagerinkite plokštelės lygumą;

Nusklembimas: apkarpykite plokštelės kraštą į apskrito lanko formą, kad pagerintumėte lapo krašto mechaninį stiprumą;

Poliravimas: pagerinkite plokštelės šiurkštumą, kad jos paviršius pasiektų epitaksinės plokštelės epitaksijos tikslumą.

(1) Deimantinis išorinis diskinis pjūklas

Deimantinis išorinis diskinis pjūklas yra ankstesnis pjovimo įrankis. Deimantais dengto diskinio pjūklo skersmuo ant išorinio perimetro yra apie 200 mm. Jis dažniausiai naudojamas apvaliems monokristaliniams silicio strypams apdoroti į silicio kvadratinius strypus. Apdoroti monokristaliniai silicio strypai yra simetriški stačiakampiai; Šiuo metu deimantiniai išoriniai diskiniai pjūklai taip pat naudojami safyro krištolinių strypų pjovimui, dažniausiai karšto presavimo sukepinto ištisinio krašto deimantiniai pjūklai. Jo privalumai yra paprasta konstrukcija, paprastas valdymas ir pigi peilių kaina, tačiau trūkumai yra stori peiliai, platus pjūvis, dideli medžiagų nuostoliai ir prastas pjovimo paviršiaus lygiagretumas.

(2) Deimantinis vidinis diskinio pjūklo diskas

Deimantinio vidinio diskinio pjovimo disko privalumas yra tas, kad jis turi gerą standumą ir gali būti labai plonas, siekiantis {{0}},1 mm; pjaustymo tikslumas yra labai didelis, o 200 mm skersmens plokštelės storio skirtumas yra tik 0,01 mm; kiekvieną gabalą galima reguliuoti radialiai ir pjaustyti storį. Jis lanksčiai reguliuojamas apdorojant mažas partijas ir kelias specifikacijas. Trūkumas yra tas, kad pjūvio paviršiaus pažeidimo sluoksnis yra didelis; našumas mažas, o vienu metu galima pjauti tik vieną gabalą; galima pjauti tik tiesias linijas, o lenktų paviršių pjauti negalima; per didelio skersmens plokštelių pjaustyti negalima.

 

Du
Didelio tikslumo lizdo grąžtas
Lizdinio grąžto apdorojimo objektas yra palyginti vertingos kietos ir trapios medžiagos, tokios kaip safyras. Jis daugiausia naudojamas laikrodžių korpusams, optiniam stiklui ir LED substratams apdoroti. Grąžto tikslumo reikalavimai yra labai aukšti. Kaip pavyzdį paėmus 2-colių įkištą grąžtą, grąžtų kaina Japonijoje gali siekti daugiau nei 2500 juanių, o vietinių grąžtų kaina taip pat gali siekti daugiau nei 800 juanių. Palyginti su tos pačios specifikacijos inžineriniais grąžtais (apie 100 juanių), tokie produktai turi itin didelę pridėtinę vertę, o paklausa rinkoje kasmet didėja, todėl turi gana plačią pritaikymo perspektyvą.

Lizdų grąžto gamybos technologija apima itin plonos žiedinės pjovimo galvutės gamybos technologiją, didelio tikslumo suvirinimo technologiją ir grąžto šlifavimo technologiją; be kita ko, itin plonos žiedinės pjovimo galvutės kokybė turi lemiamos įtakos galutiniam gaminio panaudojimui. Ši technologija apima daugybę gamybos procesų ir veikimo standartų, tokių kaip vienodas maišymas, smulkus granuliavimas, standartizuotas karšto spaudimo sukepinimas ir išėmimas. Didelio tikslumo suvirinimo technologija yra pagrindinis žingsnis siekiant užtikrinti grąžto koncentriškumą ir suvirinimo stiprumą, įskaitant paviršiaus apdorojimą, suvirinimo koncentriškumo reguliavimą ir standartizuotą suvirinimą. ; Tolesnis grąžto šlifavimas gali dar labiau pagerinti grąžto tikslumą.

Trys
Deimantinis pjūklo diskas

Japonijos įmonė 2006 m. pristatė deimantinio vielinio pjūklo gaminį, kuris buvo plačiai naudojamas Japonijoje ir Taivane. Iki šiol Kinijoje buvo didelės gamybos deimantinių vielinių pjūklų įmonės, įskaitant Changsha Daile ir Nanjing Sanchao. Deimantinės vielos pjūklai taip pat plačiai naudojami monokristalinio silicio, polikristalinio silicio ir safyro kvadratūrai ir pjaustymui, o paklausa rinkoje yra didžiulė.

Paprastai kristalinio silicio kvadratavimui naudojamo deimantinio vielos pjūklo skersmuo yra {{0}},35 mm, vielos skersmuo, naudojamas kristaliniam siliciui pjaustyti, yra 0,12 mm, o vielos skersmuo vielinis pjūklas, naudojamas safyrui pjaustyti, paprastai yra 0,25 mm. Palyginti su laisvu abrazyviniu vielinio pjūklo pjovimu, deimantinio vielinio pjūklo pjovimo efektyvumas labai pagerėjo, kaip parodyta 4 lentelėje; Kalbant apie kainą, deimantinės vielos pjūklas pasikeitė nuo pradinių 3 juanių/m iki dabartinių 0,6 juanių už metrą, tai taip pat labai skatina klientų galimybę naudoti aukštos kokybės gaminius žemomis kainomis.

 

Pritaikius ir plėtojant didelio dydžio silicio plokšteles ir safyro plokšteles, deimantiniai vieliniai pjūklai taps naujos kartos silicio plokštelių ir safyro plokštelių pjovimo įrankiais. Pjaunant didelio dydžio silicio/safyro luitus, taupant medžiagas, didelę naudą, didelę našumą ir didelį efektyvumą, ši neprilygstamų pranašumų serija bus labai vertinama silicio plokštelių ir safyro perdirbimo įmonėse.

 

Keturi
Deimantinis juostinis pjūklas

Deimantiniai juostiniai pjūklai paprastai yra galvanizuoti gaminiai, tinkami pjauti didelio kietumo kristalus, tokius kaip monokristalinis silicis, polikristalinis silicis ir safyras, taip pat pjauti kietas ir trapias medžiagas, tokias kaip krištolas, stiklas, nefritas, akmens mozaika, spalvotieji metalai. ir magnetines medžiagas. Plieninis diržas paprastai pagamintas iš aukštos kokybės nerūdijančio plieno, besiūlis suvirinimo procesas, puikus suvirinimo efektyvumas, geras elastingumas ir tvirtumas, didelis atsparumas nuovargiui, didelis tempiamasis stiprumas, ilgas tarnavimo laikas ir tikslus įlinkis; pjovimo briauna pagaminta iš aukštos kokybės deimantų dalelių, naudojant stiprų, dilimui atsparų bimetalą, ant pjovimo briaunos yra tolygiai ir tvirtai inkrustuota, kuriai būdingas ilgas tarnavimo laikas, aštrumas, lygus pjovimo paviršius, didelis efektyvumas ir mažas triukšmas. . Paprastai juostinio pjūklo geležtės plotis yra 38 mm, storis 0, 6 mm, o perimetras yra 3230–6100 mm, o tai plačiai naudojama pagrindinėse fotovoltinės įmonėse.

Penkios
Itin smulkaus grūdelio deimantinis šlifavimo diskas

Kietų ir trapių medžiagų apdirbimas apima apvalius šlifavimo diskus, plokščius šlifavimo diskus, ploninimo šlifavimo diskus ir poliravimo diskus ir kt., kuriuose krištoliniams strypams apdoroti naudojami šlifavimo diskai. Deimantų dalelių dydis svyruoja nuo 250 # iki 8000 #. Keramikinis pagrindas, naudojamas kristalinio silicio, safyro ir kitų kietų bei trapių medžiagų šlifavimui ir poliravimui, priklauso didžiausiai gaminių kategorijai.

Silicio plokštelių šlifavimo tikslas yra pašalinti pjūklo žymes ir paviršiaus pažeidimo sluoksnį, kurį sukelia pjaustymas ir šlifavimas ratais, efektyviai pagerinti silicio plokštelių deformaciją, plokštumą ir lygiagretumą bei pasiekti specifikaciją, kurią galima apdoroti poliruojant. Šlifuojant silicio plokšteles, svarbu kontroliuoti įtrūkimų dydį ir vienodumą. Monokristalinis silicis yra kieta ir trapi medžiaga. Kai jis yra šlifuotas, abrazyvas veikia kaip valcavimo ir mikro pjovimo efektas. Medžiagos pažeidimai daugiausia yra mikrolūžę. Blizgus apdaila. Šlifavimo procese galima naudoti stiklintą deimantinį šlifavimo diską, kurio dalelių dydis yra 35{3}}#, apdoroto paviršiaus šiurkštumas yra apie 0,5 μm, o šlifavimo disko skersmuo paprastai yra 200–350 mm.

Poliravimo tikslas – pagerinti monokristalinių silicio plokštelių paviršiaus mikrodefektus, kad būtų išgaunamas itin aukštas plokštumas ir minimalus paviršiaus šiurkštumas, nereikalaujantis gendančio sluoksnio ir paviršiaus įbrėžimų. Poliravimo metodas: pagrindinė grubaus poliravimo funkcija yra pašalinti pažeistą sluoksnį, bendras pašalinimo kiekis yra apie 10 μm ~ 20 μm, galima naudoti dervos pagrindu pagamintą šlifavimo diską, kurio dalelių dydis yra 1000 # ~ 4000 #; Pagrindinė smulkaus poliravimo funkcija yra pagerinti gaminio paviršiaus mikronelygumą, paprastai pašalinamas kiekis yra mažesnis nei 1 μm, o galima pasirinkti deimantinį šlifavimo diską, kurio dalelių dydis yra 8000 #.

Šeši
Itin plonas deimantinis skyrius

Itin plonas pjovimo diskas yra apskritas plonas lakštinis objektas, sudarytas iš deimanto ir rišiklio, kurio storis nuo 0.015 iki 0,5 mm. Jį galima suskirstyti į metalinius ir dervos surišimo peiliukus. Tarp jų metalo sujungimo galvanizavimo geležtės storis yra 0.015 mm ir 0,1 mm, o metalo sujungimo karšto presavimo geležtės ir dervos sujungimo mentės storis yra 0,1 mm ~ 0,5 mm. Itin ploni pjovimo diskai plačiai naudojami elektronikos pramonėje pjaustyti ar įpjauti įvairias kietas ir trapias medžiagas, tokias kaip silicis, germanis, galio fosfidas, galio arsenidas, galio arsenido fosfidas, feritas, ličio niobatas, ličio tantalatas, pjezoelektrinė keramika, optinė keramika. keramika, stiklas ir kt.; pasižymi dideliu pjovimo tikslumu, siauru pjūklu, ilgu tarnavimo laiku ir tt Kai naudojamas specialioje įrangoje, jis gali būti naudojamas su vienu peiliu arba su keliais peiliais vienu metu. Sparčiai vystantis informacinės elektronikos pramonei, mikroelektronikos komponentų ir integrinių grandynų pjovimo reikalavimai tampa vis aukštesni, didėja ir pjovimo apimtys. Remiantis informacija, metiniai itin plonų pjovimo diskų pardavimai pasaulyje siekia daugiau nei 500 milijonų JAV dolerių. Šiuo metu tokių produktų rinką daugiausia užima tokios pasaulyje pirmaujančios kompanijos kaip Japonija ir JAV. Šių įmonių gaminami peiliai pasižymi stabiliu našumu, išsamiomis specifikacijomis ir dideliu pjovimo tikslumu. mano šalies elektronikos pramonė pradeda sparčiai vystytis, o tikslaus pjovimo įrankių paklausa taip pat sparčiai auga. Tačiau dėl vėlyvos šios rūšies gaminių kūrimo Kinijoje pradžios vis dar yra daug jo veikimo trūkumų, kurie negali atitikti sparčios vidaus rinkos plėtros reikalavimų. Kasmet iš užsienio reikia įvežti labai daug įvairių rūšių itin plonų lakštų. Kinijoje yra labai mažai įmonių, kurios tiria ir gamina plonus šlifavimo diskus ir patenka į rinką, todėl itin plonų pjovimo diskų tyrimai ir plėtra turi plačią rinkos perspektyvą.

 

(2) Kai kurių didelio tikslumo deimantinių įrankių, tokių kaip itin ploni pjovimo diskai, itin smulkiagrūdžiai deimantiniai šlifavimo diskai ir didelio tikslumo grąžtai, atveju vis dar yra atotrūkis tarp vietinių ir užsienio gaminių. pasireiškiantis prastu ar nestabiliu darbu. Didelės ir vidutinės įmonės, norėdamos išlaikyti gamybos stabilumą, mieliau pirks brangius užsienio produktus. Tai taip pat kelia naują iššūkį vietiniams susijusių įrankių gamintojams, ty kiek įmanoma pagerinti gaminio veikimą ir išlaikyti gaminio kokybę, o gaminio tikslumas atitinka naudojimo reikalavimus.

veikimo stabilumas.

(3) Vietiniai produktai turi būti nukreipti į aukščiausios klasės ir tikslius deimantinius įrankius. Gamybos proceso metu suformuluojami griežti gaminio standartai ir proceso taisyklės, užtikrinančios gaminio veikimo stabilumą; be to, didelio tikslumo CNC staklės, EDM, Vielos pjovimo ir kita įranga, skirta vėlesniam gaminio apipjaustymui ir tobulinimui.