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La technologie de coupe au fil diamanté est également connue sous le nom de technologie de coupe abrasive par consolidation.Il s'agit de l'utilisation d'une méthode de galvanoplastie ou de liaison en résine d'un abrasif diamanté consolidé sur la surface d'un fil d'acier, d'un fil diamanté agissant directement sur la surface d'une tige de silicium ou d'un lingot de silicium pour produire un meulage, afin d'obtenir l'effet de coupe.La coupe au fil diamanté présente les caractéristiques d’une vitesse de coupe rapide, d’une précision de coupe élevée et d’une faible perte de matière.

À l'heure actuelle, le marché des monocristaux pour les plaquettes de silicium coupant des fils diamantés a été pleinement accepté, mais il a également été rencontré dans le processus de promotion, parmi lesquels le blanc velours est le problème le plus courant.Compte tenu de cela, cet article se concentre sur la façon d’éviter le problème du blanc velours des plaquettes de silicium monocristallin coupées par fil diamanté.

Le processus de nettoyage de la plaquette de silicium monocristallin coupant un fil diamanté consiste à retirer la plaquette de silicium coupée par la machine-outil à scie à fil de la plaque de résine, à retirer la bande de caoutchouc et à nettoyer la plaquette de silicium.Le matériel de nettoyage est principalement une machine de pré-nettoyage (machine à dégommage) et une machine de nettoyage.Le processus de nettoyage principal de la machine de pré-nettoyage est le suivant : alimentation-pulvérisation-pulvérisation-nettoyage par ultrasons-dégommage-rinçage à l'eau propre-sous-alimentation.Le processus de nettoyage principal de la machine de nettoyage est le suivant : alimentation-rinçage à l'eau pure-rinçage à l'eau pure-lavage alcalin-lavage alcalin-rinçage à l'eau pure-rinçage à l'eau pure-pré-déshydratation (levage lent) -séchage-alimentation.

Le principe de la fabrication du velours monocristallin

La plaquette de silicium monocristallin est la caractéristique de la corrosion anisotrope de la plaquette de silicium monocristallin.Le principe de la réaction est l’équation de réaction chimique suivante :

Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑

Essentiellement, le processus de formation du suède est le suivant : solution de NaOH pour différents taux de corrosion de différentes surfaces cristallines, (100) vitesse de corrosion de surface par rapport à (111), donc (100) à la plaquette de silicium monocristallin après corrosion anisotrope, finalement formée sur la surface pendant (111) cône à quatre côtés, à savoir structure « pyramidale » (comme le montre la figure 1).Une fois la structure formée, lorsque la lumière est incidente sur la pente de la pyramide sous un certain angle, la lumière sera réfléchie sur la pente sous un autre angle, formant une absorption secondaire ou plus, réduisant ainsi la réflectivité sur la surface de la plaquette de silicium. , c'est-à-dire l'effet de piège à lumière (voir Figure 2).Plus la structure « pyramidale » est grande et uniforme, plus l’effet piège est évident et plus l’émission de surface de la plaquette de silicium est faible.

Figure 1 : Micromorphologie d'une plaquette de silicium monocristallin après production d'alcali

Figure 2 : Le principe du piège à lumière de la structure « pyramidale »

Analyse du blanchiment monocristallin

En examinant au microscope électronique à balayage la plaquette de silicium blanche, il a été constaté que la microstructure pyramidale de la plaquette blanche dans la zone n'était fondamentalement pas formée et que la surface semblait avoir une couche de résidus « cireux », tandis que la structure pyramidale du daim dans la zone blanche de la même plaquette de silicium, la forme était meilleure (voir Figure 3).S'il y a des résidus sur la surface de la plaquette de silicium monocristallin, la surface aura une taille de structure « pyramidale » résiduelle et la génération d'uniformité et l'effet de la zone normale sont insuffisants, ce qui entraîne une réflectivité résiduelle de la surface en velours est supérieure à la zone normale, le zone à haute réflectivité par rapport à la zone normale dans le visuel réfléchie en blanc.Comme le montre la forme de répartition de la zone blanche, elle n'est pas régulière ou régulière sur une grande surface, mais uniquement dans des zones locales.Il se peut que les polluants locaux à la surface de la plaquette de silicium n'aient pas été nettoyés ou que l'état de la surface de la plaquette de silicium soit provoqué par une pollution secondaire.

Figure 3 : Comparaison des différences régionales de microstructure dans des tranches de silicium blanc velours

La surface de la plaquette de silicium coupant le fil diamanté est plus lisse et les dommages sont moindres (comme le montre la figure 4).Par rapport à la plaquette de silicium au mortier, la vitesse de réaction de l'alcali et de la surface de la plaquette de silicium coupant le fil diamanté est plus lente que celle de la plaquette de silicium monocristallin coupant le mortier, de sorte que l'influence des résidus de surface sur l'effet velours est plus évidente.

Figure 4 : (A) Micrographie de surface d'une plaquette de silicium découpée au mortier (B) Micrographie de surface d'une plaquette de silicium découpée au fil diamanté

La principale source résiduelle de la surface des plaquettes de silicium découpées au fil diamanté

(1) Liquide de refroidissement : les principaux composants du liquide de refroidissement de coupe au fil diamanté sont le tensioactif, le dispersant, le diffamant, l'eau et d'autres composants.Le liquide de coupe avec d'excellentes performances a une bonne suspension, une bonne dispersion et une capacité de nettoyage facile.Les tensioactifs ont généralement de meilleures propriétés hydrophiles, faciles à nettoyer lors du processus de nettoyage des plaquettes de silicium.L'agitation et la circulation continues de ces additifs dans l'eau produiront un grand nombre de mousse, ce qui entraînera une diminution du débit de liquide de refroidissement, affectant les performances de refroidissement, ainsi que de graves problèmes de mousse, voire de débordement de mousse, qui affecteront sérieusement l'utilisation.Par conséquent, le liquide de refroidissement est généralement utilisé avec l’agent antimousse.Afin de garantir les performances anti-mousse, le silicone et le polyéther traditionnels sont généralement peu hydrophiles.Le solvant dans l'eau est très facile à adsorber et reste à la surface de la plaquette de silicium lors du nettoyage ultérieur, entraînant le problème des taches blanches.Et n'est pas bien compatible avec les principaux composants du liquide de refroidissement, Par conséquent, il doit être composé de deux composants, Les principaux composants et agents antimousse ont été ajoutés dans l'eau, En cours d'utilisation, selon la situation de la mousse, Impossible de contrôler quantitativement le utilisation et dosage d'agents antimousse, Peut facilement permettre une surdose d'agents antimousse, Conduisant à une augmentation des résidus à la surface des plaquettes de silicium, Il est également plus gênant à utiliser, Cependant, en raison du faible prix des matières premières et de l'agent antimousse brut matériaux, Par conséquent, la plupart des liquides de refroidissement domestiques utilisent tous ce système de formule ;Un autre liquide de refroidissement utilise un nouvel agent antimousse, Peut être bien compatible avec les composants principaux, Aucun ajout, Peut contrôler efficacement et quantitativement sa quantité, Peut empêcher efficacement une utilisation excessive, Les exercices sont également très pratiques à faire, Avec le processus de nettoyage approprié, Son les résidus peuvent être contrôlés à des niveaux très faibles. Au Japon et quelques fabricants nationaux adoptent ce système de formule. Cependant, en raison du coût élevé des matières premières, son avantage en termes de prix n'est pas évident.

(2) Version colle et résine : dans la phase ultérieure du processus de découpe au fil diamanté, La plaquette de silicium près de l'extrémité entrante a été découpée à l'avance, La plaquette de silicium à l'extrémité de sortie n'est pas encore découpée, Le diamant de coupe précoce le fil a commencé à couper la couche de caoutchouc et la plaque de résine. Étant donné que la colle de tige de silicium et le panneau de résine sont tous deux des produits en résine époxy, son point de ramollissement est essentiellement compris entre 55 et 95 ℃. Si le point de ramollissement de la couche de caoutchouc ou de la résine la plaque est faible, elle peut facilement chauffer pendant le processus de coupe et la faire ramollir et fondre, attachée au fil d'acier et à la surface de la plaquette de silicium, provoquer une diminution de la capacité de coupe de la ligne de diamant, ou les plaquettes de silicium sont reçues et taché de résine, une fois fixé, il est très difficile à laver. Une telle contamination se produit principalement près du bord de la plaquette de silicium.

(3) poudre de silicium : lors du processus de coupe au fil diamanté, la production de beaucoup de poudre de silicium sera produite. Avec la coupe, la teneur en poudre de liquide de refroidissement du mortier sera de plus en plus élevée, lorsque la poudre est suffisamment grande, elle adhèrera à la surface du silicium, et la coupe au fil diamanté de la taille et de la taille de la poudre de silicium facilite son adsorption sur la surface du silicium, ce qui la rend difficile à nettoyer.Par conséquent, assurez-vous du renouvellement et de la qualité du liquide de refroidissement et réduisez la teneur en poudre du liquide de refroidissement.

(4) agent de nettoyage : l'utilisation actuelle des fabricants de coupe au fil diamanté utilisant principalement la coupe au mortier en même temps, utilise principalement le prélavage de la coupe au mortier, le processus de nettoyage et l'agent de nettoyage, etc., la technologie de coupe au fil diamanté unique à partir du mécanisme de coupe, forme un L'ensemble complet de coupe de ligne, de liquide de refroidissement et de mortier présente une grande différence, de sorte que le processus de nettoyage correspondant, le dosage de l'agent de nettoyage, la formule, etc. doivent être destinés à la coupe au fil diamanté et effectuer l'ajustement correspondant.L'agent de nettoyage est un aspect important, le tensioactif de formule d'agent de nettoyage d'origine, l'alcalinité ne convient pas au nettoyage de la plaquette de silicium de coupe de fil diamanté, doit être pour la surface de la plaquette de silicium de fil diamanté, la composition et les résidus de surface de l'agent de nettoyage ciblé, et prendre avec le processus de nettoyage.Comme mentionné ci-dessus, la composition d’agent antimousse n’est pas nécessaire pour la découpe du mortier.

(5) Eau : l'eau de trop-plein de coupe au fil diamanté, de prélavage et de nettoyage contient des impuretés, elle peut être adsorbée à la surface de la plaquette de silicium.

Réduire le problème de faire apparaître les cheveux de velours blancs suggestions

(1) Pour utiliser le liquide de refroidissement avec une bonne dispersion, le liquide de refroidissement doit utiliser un agent antimousse à faible résidu pour réduire les résidus des composants du liquide de refroidissement sur la surface de la plaquette de silicium ;

(2) Utilisez une colle et une plaque de résine appropriées pour réduire la pollution de la plaquette de silicium ;

(3) Le liquide de refroidissement est dilué avec de l'eau pure pour garantir qu'il n'y a pas d'impuretés résiduelles faciles dans l'eau utilisée ;

(4) Pour la surface de la plaquette de silicium découpée au fil diamanté, utilisez un agent de nettoyage plus approprié pour l'activité et l'effet nettoyant ;

(5) Utilisez le système de récupération en ligne du liquide de refroidissement de la ligne diamant pour réduire la teneur en poudre de silicium dans le processus de découpe, afin de contrôler efficacement les résidus de poudre de silicium sur la surface de la plaquette de silicium.Dans le même temps, cela peut également augmenter l'amélioration de la température, du débit et de la durée de l'eau lors du prélavage, afin de garantir que la poudre de silicium est lavée à temps.

(6) Une fois la plaquette de silicium placée sur la table de nettoyage, elle doit être traitée immédiatement et garder la plaquette de silicium humide pendant tout le processus de nettoyage.

(7) La plaquette de silicium maintient la surface humide pendant le processus de dégommage et ne peut pas sécher naturellement.(8) Lors du processus de nettoyage de la plaquette de silicium, le temps d'exposition à l'air peut être réduit autant que possible pour empêcher la production de fleurs à la surface de la plaquette de silicium.

(9) Le personnel de nettoyage ne doit pas entrer directement en contact avec la surface de la plaquette de silicium pendant tout le processus de nettoyage et doit porter des gants en caoutchouc afin de ne pas produire d'empreintes digitales.

(10) Dans la référence [2], l'extrémité de la batterie utilise un processus de nettoyage au peroxyde d'hydrogène H2O2 + NaOH alcalin selon le rapport volumique de 1:26 (solution NaOH à 3 %), ce qui peut réduire efficacement l'apparition du problème.Son principe est similaire à la solution de nettoyage SC1 (communément appelée liquide 1) d'une plaquette de silicium semi-conductrice.Son mécanisme principal : le film d'oxydation sur la surface de la plaquette de silicium est formé par l'oxydation du H2O2, qui est corrodé par NaOH, et l'oxydation et la corrosion se produisent à plusieurs reprises.Par conséquent, les particules attachées à la poudre de silicium, à la résine, au métal, etc.) tombent également dans le liquide de nettoyage avec la couche de corrosion ;en raison de l'oxydation du H2O2, la matière organique à la surface de la plaquette est décomposée en CO2, H2O et éliminée.Ce processus de nettoyage a été les fabricants de plaquettes de silicium utilisant ce processus pour traiter le nettoyage de la plaquette de silicium monocristallin de coupe de fil de diamant, de la plaquette de silicium au niveau national et à Taiwan et d'autres fabricants de batteries utilisant par lots des plaintes de problèmes de velours blanc.Il existe également des fabricants de batteries qui ont utilisé un processus de pré-nettoyage de velours similaire, qui contrôle également efficacement l'apparence du velours blanc.On peut voir que ce processus de nettoyage est ajouté au processus de nettoyage des plaquettes de silicium pour éliminer les résidus de plaquettes de silicium afin de résoudre efficacement le problème des cheveux blancs à l'extrémité de la batterie.

conclusion

À l'heure actuelle, la coupe au fil diamanté est devenue la principale technologie de traitement dans le domaine de la coupe des monocristaux, mais dans le processus de promotion du problème de la fabrication du blanc velours, elle a troublé les fabricants de plaquettes de silicium et de batteries, ce qui a conduit les fabricants de batteries à couper le silicium au fil diamanté. la plaquette a une certaine résistance.Grâce à l'analyse comparative de la zone blanche, elle est principalement causée par les résidus à la surface de la plaquette de silicium.Afin de mieux prévenir le problème des plaquettes de silicium dans la cellule, cet article analyse les sources possibles de pollution de surface des plaquettes de silicium, ainsi que les suggestions et mesures d'amélioration de la production.Selon le nombre, la région et la forme des taches blanches, les causes peuvent être analysées et améliorées.Il est particulièrement recommandé d’utiliser un procédé de nettoyage au peroxyde d’hydrogène + alcali.L'expérience réussie a prouvé qu'elle peut prévenir efficacement le problème de la découpe par fil diamanté des plaquettes de silicium produisant le blanchiment du velours, pour la référence des initiés et des fabricants de l'industrie en général.