?。ㄖ袊?guó)粉體技術(shù)網(wǎng)/劉莉)碳化硅微粉是一種超硬材料,由于化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、硬度高、耐磨性能好等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于多種硬脆材料的切片加工過(guò)程,是用于多線切割機(jī)上的最主要的磨料之一。多線切割過(guò)程中,切割液和碳化硅混合成游離態(tài)穩(wěn)定懸浮劑——砂漿,其在切割過(guò)程中起主要作用。砂漿被切割線的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶到切割區(qū)域,碳化硅顆粒在切割線高速運(yùn)動(dòng)下,通過(guò)滾壓、鑲嵌、刮擦過(guò)程完成切割。硅片的切割實(shí)質(zhì)是碳化硅微粉顆粒在切割,切割過(guò)程中碳化硅微粉的粒型及粒度是決定硅片表片的光潔程度和切割能力的關(guān)鍵。
碳化硅微粉顆粒的形狀是表征碳化硅微粉的一個(gè)重要特征,直接影響碳化硅的流動(dòng)性、堆積密度、表面氧化等性能。如下圖1所示微粉顆粒的典型狀態(tài)。
圖 微粉顆粒的典型狀態(tài)
作為半導(dǎo)體的線切割微粉,碳化硅微粉的粒型對(duì)樣品加工效果會(huì)產(chǎn)生顯著影響。一般來(lái)講,要求碳化硅微粉具有一定的長(zhǎng)徑比,而且顆粒邊緣分明,具有一定的刃度。在生產(chǎn)微粉過(guò)程中,應(yīng)通過(guò)調(diào)整各工藝參數(shù)做到粉碎和整形同步。因此,以多線切割為主要用途的碳化硅微粉以多角狀、不規(guī)則狀、菱形等狀態(tài)為最佳,以圓鈍形為最差。如下表所列描述顆粒形狀的常用術(shù)語(yǔ)?! ?/span>
表 描述顆粒形狀的常用術(shù)語(yǔ)
碳化硅粒徑分布對(duì)單晶硅片線切割有較為重要的影響。西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院孫守振等人研究了不同粒度分布的碳化硅磨料對(duì)線切割硅片表面損傷的影響,利用激光粒度儀和掃描電鏡對(duì)切割前后碳化硅粒徑的變化及切割后硅片的形貌進(jìn)行表征,通過(guò)實(shí)際切割過(guò)程分析,指出粒度分布不均引起的局部切割堵塞而導(dǎo)致的垂直于切割方向的左右側(cè)滑振動(dòng),是導(dǎo)致表面損傷的主要原因。結(jié)果表明:當(dāng)碳化硅的粒度分布窄時(shí),線切割硅片表面損傷層淺,表面粗糙度小。因此宜選擇粒徑分布集中的碳化硅顆粒來(lái)配制切割砂漿,完成切割過(guò)程。
目前國(guó)內(nèi)碳化硅微粉的生產(chǎn)逐漸向半自動(dòng)化、自動(dòng)化控制方向發(fā)展,可以通過(guò)在線粒度監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)在線切割用碳化硅粉生產(chǎn)中的產(chǎn)品粒型和粒度進(jìn)行監(jiān)控。中控系統(tǒng)根據(jù)反饋的測(cè)量信息對(duì)工藝參數(shù)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié),使粒度變化控制在設(shè)定范圍之內(nèi),粒度變化趨勢(shì)平穩(wěn),波動(dòng)很小,產(chǎn)品質(zhì)量得到保證。
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