4, 焰熔法晶块料。
晶块料普遍使用维尔纳叶炉焰熔法verneuil进行生产,经过振动筛将高纯氧化体慢慢从炉顶筛下,当氧化末在通过高温的氢氧火焰后熔化,熔滴在下落过程中冷却并在种晶上固结逐渐生长形成晶体。
晶块料是白色半透明状的,国内现在很多人士尤其是迷恋它,看上去透明无色以为纯度---,其实纯度也就3个9. 但它的纯度也值得我们去考究。
生产过程中氢气需要通过不锈钢管道进入到炉体,不锈钢管道的铁、镍、铬、钛等金属离子和其他的金属杂质会随着氢气吹到氧化铝熔融的晶体内。氧化铝的熔化温度是2050度,fe,ti,cr,mg等元素的熔化温度已经在2200度左右,这些技术杂质气化温度要到达4000度以上,这些金属杂质或者金属氧化物2050度---不会气化,他们全部都留在晶体内部。氢氧焰只能吹走表面少量较轻的杂质,如镁,钙等,但对里层的杂质---作用。
大多数蓝宝石基板厂家为了追求稳定性,多采用日本的研磨机台以及原厂的多晶钻石液。但是随着成本压力的升高以及国内耗材水准的提升,目前国内的耗材产品已经可以替代原厂产品,并且---降低成本。
说到多晶钻石液不妨多说两句,对于多晶钻石液的微粉部分,一般要求颗粒度要集中,形貌要规整,这样可以提供---的切削力且表面刮伤比较均匀。国内可以生产多晶钻石微粉的厂家有北京国瑞升和四川久远,而国瑞升同时可以自己生产钻石液,因此在品质与成本上具有较大优势。美国的diamond innovation近推出了“类多晶钻石” ,实际是对普通单晶钻石的一种改良,虽然比较坚固的结构能提供较高的切削力,但是同时也更容易造成较深的刮伤。
4. 抛光:多晶钻石虽然造成的刮伤明显小于单晶钻石,但是仍然会在蓝宝石表面留下明显的刮伤,因此还会经过一道cmp抛光,去除所有的刮伤,留下的表面。cmp工艺原本是针对矽基板进行平坦化加工的一种工艺,现在对蓝宝石基板同样适用。经过cmp抛光工艺的蓝宝石基板在经过层层检测,达到合格准的产品就可以交给外延厂进行磊晶了。
芯片的背部减薄制程
1. grinding制程:
对外延片以lapping的方式虽然加工品质较好,但是移除率太低,也只能达到3um/min左右,如果全程使用lapping的话,加工就需耗时约2h,时间成本过高。目前的解决方式是在lapping之前加入grinding的制程,通过钻石砂轮与减薄机的配合来达到快速减薄的目的。
2. lapping制程
减薄之后再使用6um左右的多晶钻石液配合树脂铜盘,废电子元器件回收,既能达到较高的移除率,又能修复grinding制程留下的较深刮伤。一般来说切割过程中发生裂片都是由于grinding制程中较深的刮伤没有去除,因此此时对钻石液的要求也比较高。
除了裂片之外,有些芯片厂家为了增加芯片的亮度,在lapping的制程之后还会在外延片背面镀铜,此时对lapping之后的表面提出了更高的要求。虽然有些刮伤不会引起裂片,但是会影响背镀的效果。此时可以采用3um多晶钻石液或者更小的细微性来进行lapping制程,以达到---的表面品质。
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