硅片降本方案依据课件.pptx
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- 硅片 方案 依据 课件
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1、 报告人:切片技术科 日期:2011.10.31硅片降本方案依据报告内容一、切片理论二、切片机台三、成本构成四、优化方向五、结论技术工艺部2技术工艺部一、压痕效应(a)垂直压痕p硬度较高的物质在外力作用下,压入硬度较低的物质时使被压物质产生裂纹,从而实现材料的破损及断裂。p硅材料属于脆性材料,加工方式同上。3技术工艺部1.1 硅材料加工 碳化硅维氏显微硬度为28403320kg/mm2。莫氏硬度仅次于金刚石,在9.2-9.8之间(硅的莫氏硬度为6.5)。磨料中碳化硅莫氏硬度高于刚玉而仅次于金刚石、立方氮化硼和碳化硼。4碳化硅:密度3.18克/cm3,比重为3.203.25,其碳化硅磨料的 自然
2、堆积密度在1.2-1.6g/mm之间。硅:密度2.32-2.34克/cm3,熔点1410,沸点2355,具有金刚石的晶体结构。1.2 切割方式固态磨料:碳化硅电镀电镀到钢线上游离砂浆:碳化硅通过悬浮液附着在钢线上。内圆切割与多线切割51.2.1加工方式技术工艺部从机理上来说,在自由磨料切削加工过程中,按磨粒与切割液薄膜的相对厚度的大小,有三种方式:1.滚动嵌入(Rollingindenting)2.滚动刮擦(Rollingscratc-hing)3.刮擦(Scrathing)1236碳化硅质量 质量:1、高纯度、大结晶碳化硅原材料,保证了碳化硅切割微粉优良切割性能和稳定物理状态。2、粒度形状为
3、等积而具刃锋,保证了碳化硅微粉作为切割刃料均衡自锐性,从而保证被切割材料TTV最小化。3、粒度分布集中并且均匀。4、有高热震稳定性和荷重软化温度,这确保了在荷重切割时小线膨胀系数,从而保证切割稳定;5、表面经过特殊处理,微粉具备大比表面积和清洁外表,与聚乙二醇等切削液有很好适配性。技术工艺部7技术工艺部1.2.2 多线切割滚珠现象8非常重要:硅粉包裹在碳化硅外层,导致碳化硅锋利度变差,切割过程容易产生线痕等不良。1.2.3单个磨料加工效率技术工艺部9单个磨粒材料去除率分析,传递给单个磨粒的能量可由下式给出:Bhagavant和sun指出切割效率与线速度U以及砂浆粘度成正比,实际而言,线速度提高
4、后切割温度会升高,砂浆的粘度会相应下降。线速度增加,入口处冲击压强增加,油膜厚度h增加。总趋势为流体动压力p增加。粒度号最大粒(ds-0值)累积高度3%点的粒径(ds-3值)累积高度50%点的粒径(ds-50值)累积高度94%点的粒径(ds-94值)#1000322711.51.07.0#120027239.50.85.5#150023208.00.64.5 1.2.4磨料对损伤层的影响技术工艺部 在进给速度194mm/s和线速度10m/s一定的条件下,磨粒大小和损伤层深度的关系:磨料(个/mm2)损伤层(um)6735.677929.929323.6711015.16101.3切割模型技术工
5、艺部p进给速度:VTp线速度:Vfp线弓:Bp锯切力:Fvp钢线张力:T11在自由磨料线锯切片过程中,流体动压力使磨料压紧硅晶体,增加了材料去除速率。1.3.1钢线张力影响技术工艺部12钢线直径(um)破断拉力破断拉力N NT T张力设定张力设定N N1103531912045520125525221305852514065528160725351.3.2线径影响工艺技术部13硅片厚度180微米棒长mm线径m碳化硅D50槽距mm切口损耗因子损耗量m负载进给速度m/min17201609.5373 3.5193 4984541 17201409.5353 3.5173 4721680 17201
6、309.5343 3.5163 4578763 17201209.5333 3.5153 4427268 17201109.5323 3.5143 4266400 相对而言:钢线直径越粗,负载越大;载砂能力更强,切割速率越快。1.3.2线速度与砂浆流量技术工艺部14线速度与砂浆携带量的关系:1.可以降低砂浆冷却温度提高粘度,增加钢线载砂量。2.线速度达到13m/s以上时,载砂能力基本饱和。1.3.3负载影响技术工艺部150.14mm钢线表面磨损钢线表面磨损0.12mm钢线表面磨损p随负载长度增加(单块切割高度增高或槽距变小):1.走线速度不变情况下,钢线磨损量增加(12-15微米);2.表面磨
7、损,光洁度变差,载砂能力变差;切割外侧硅片容易导致薄厚(切斜)、线痕等1.3.4进给速度与负载技术工艺部16序列切割液有效长度硅块个数切割长度进给速度砂浆用量L硅粉密度1奥克205215817203004606%2奥克205215612903403706%3奥克20521548603802806%290300310320330340350360370380390进给速度80010001200140016001800切割长度Linear Fit进给速度=460-0.0930233*切割长度RSquareRSquare AdjRoot Mean Square ErrorMean of Respon
8、seObservations(or Sum Wgts)1103403Summary of FitSummary of FitModelErrorC.TotalSourceSource112DFDF3200.00000.00003200.0000Sum ofSum ofSquaresSquares3200.000.00Mean SquareMean Square.F RatioF Ratio.Prob FProb FAnalysis of VarianceAnalysis of VarianceIntercept切割长度TermTerm460-0.093023EstimateEstimate00
9、Std ErrorStd Error.t Ratiot Ratio.Prob|t|Prob|t|Parameter EstimatesParameter EstimatesLinear FitLinear FitBivariate Fit of 进给速度 By 切割长度Bivariate Fit of 进给速度 By 切割长度300350400450砂浆用量L80010001200140016001800切割长度mmLinear Fit砂浆用量L=100+0.2093023*切割长度mmRSquareRSquare AdjRoot Mean Square ErrorMean of Respon
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