Gyémántszerszámok új ipari anyagok feldolgozásához

 

A szilícium kemény és törékeny anyag, Mohs-keménysége 6,5. Az alkalmazásnak megfelelően polikristályos szilícium és monokristályos szilícium készíthető. Széles körben használják az IC integrált áramkörökben, és a fotovoltaikus energiatermelő ipar legalapvetőbb és legkritikusabb anyaga. A monokristályos szilícium gyártási módszere általában az, hogy először polikristályos szilíciumot vagy amorf szilíciumot állítanak elő, majd az olvadékból rúd alakú monokristályos szilíciumot növesztenek Czochralski módszerrel vagy szuszpenziós zóna olvasztási módszerrel. A polikristályos szilícium az egykristályos szilícium egyik formája. Amikor az olvadt egykristályos szilícium túlhűtött körülmények között megszilárdul, a szilícium atomok gyémántrácsok formájában rendeződnek el, és sok kristálymagot képeznek. Ha ezek a kristálymagok különböző orientációjú kristályszemcsékké nőnek, akkor ezek a szemcsék egyesülve poliszilíciummá kristályosodnak

 

kettő
Monokristályos szilícium és polikristályos szilícium feldolgozása

A monokristályos szilícium feldolgozási folyamata főként vágás-lekerekítés-négyzetvágás-köszörülés-szeletelés-letörés-köszörülés-kémiai maratás-polírozás és egyéb lépésekből áll. Ezzel szemben a poliszilícium nem rendelkezik a vágás és a lekerekítés lépéseivel, és csak az öntvény előkészítése után kell négyzetekre és szeletekre vágni. A monokristályos szilícium és a polikristályos szilícium ingottól forgácsig történő előállításának teljes folyamata során különböző célú gyémántszerszámok szükségesek a feldolgozásban, és a feldolgozási pontosság viszonylag magas. A konkrét lépéseket, valamint a hozzájuk tartozó szerszámokat és mutatókat a 2. táblázat mutatja. A 2. táblázatból látható, hogy az egykristályos szilícium és polikristályos szilícium alapú feldolgozó szerszámok főként gyémánt fűrészlapokat, szalagfűrészeket, gyémánt köszörűkorongokat és gyémánt drótfűrészeket stb. .

 

A zafír összetétele Al203, Mohs-keménysége pedig 9, ami a gyémánt keménysége után a második. A high-tech iparban főként LED-es fénykibocsátó alkatrészek hordozójaként használják. A zafír kemény és törékeny, és drága. Általában nagy pontosságot, gyors feldolgozási hatékonyságot, alacsony anyagveszteséget és tiszta munkakörnyezetet igényel a feldolgozás során. A gyémánt a legnagyobb keménységű és a legerősebb kopásállóságú anyag a természetben, és a gyémántszerszámok a legjobb választás ennek az anyagnak a megmunkálásához.

kettő
Zafír feldolgozási folyamat

A zafírkristály rúdtól a végső szubsztrát zafír szeletig főként a következő lépésekből áll: kristály növesztése - húzórúd - hengerlés - kristályrúd orientációja - szeletelés - köszörülés - letörés - polírozás, minden lépés különböző gyémánttal kell felszerelni szerszámok, a fő eszközök a fúrószárak, csiszolókorongok, drótfűrészek és így tovább.

Kristálynövekedés: használjon kristálynövesztő kemencét nagy méretű és jó minőségű egykristályos zafírkristályok termesztéséhez;

Húzza ki a rudat: a zafírfúróval húzza ki a zafírkristály rudat a zafírkristályból;

Hordós köszörülés: Használjon hengeres köszörűt a kristályrudak csiszolásához, hogy pontos külső körméretet kapjon;

Tájolás: Pontosan határozza meg a zafírkristály rúd helyzetét a szeletelőn, ami kényelmes a precíz szeletelési feldolgozáshoz;

Szeletelés: A zafír ingot vékony ostyákká szeleteljük gyémánthuzalfűrésszel;

Csiszolás: távolítsa el a szeletelésből eredő ostyavágási sérülésréteget és javítsa az ostya laposságát;

Letörés: Vágja le az ostya szélét körív alakúra, hogy javítsa a lap szélének mechanikai szilárdságát;

Polírozás: Javítsa az ostya érdességét, hogy felülete elérje az epitaxiális ostya epitaxia pontosságát.

(1) Gyémánt külső körfűrészlap

A gyémánt külső körfűrészlap egy korábbi vágószerszám. A gyémánt bevonatú körfűrészlap átmérője a külső kerületen körülbelül 200 mm. Leginkább egykristály szilícium kerek rudak feldolgozására használják szilícium négyzet alakú rudakká. A feldolgozott egykristályos szilícium rudak szimmetrikusan négyszögletesek; Jelenleg a gyémánt külső körfűrészlapokat zafírkristály rudak vágására is használják, általában melegen sajtolt szinterezett folytonos élű gyémánt fűrészlapokat. Előnye az egyszerű felépítés, a könnyű kezelhetőség és az olcsó pengeár, hátránya viszont a vastag penge, a széles bevágás, a nagy anyagveszteség és a vágási felület rossz párhuzamossága.

(2) Gyémánt belső körfűrészlap

A gyémánt belső körfűrészlap előnye, hogy jó merevséggel rendelkezik, és nagyon vékonyra készíthető, elérheti a {{0}},1 mm-t; a szeletelési pontosság nagyon magas, és a 200 mm átmérőjű ostya vastagságkülönbsége csak 0,01 mm; minden darab sugárirányban állítható és szeletelt vastagság Rugalmasan állítható kis tételek és többféle specifikáció feldolgozásakor. Hátránya, hogy a szelet felületén nagy a sérülésréteg; a termelékenység alacsony, és egyszerre csak egy darab vágható; csak egyenes vonalak vághatók, ívelt felületek nem vághatók; a túl nagy átmérőjű ostyákat nem lehet vágni.

 

Kettő
Nagy pontosságú fészekfúró
A fészkelő fúrófej feldolgozási tárgya viszonylag értékes kemény és törékeny anyagok, például zafír. Főleg óratokok, optikai üvegek és LED-hordozók feldolgozására használják. A fúrófej pontossági követelményei nagyon magasak. Ha például a 2-hüvelykes fúrószárat vesszük, Japánban a fúrószárak ára elérheti a 2500 jüant, és a hazai fúrószárak ára is elérheti a 800 jüant. Az azonos specifikációjú (körülbelül 100 jüan) mérnöki fúrószárakhoz képest az ilyen termékek Rendkívül magas hozzáadott értékkel rendelkeznek, és a piaci kereslet évről évre növekszik, így viszonylag széles körű alkalmazási kilátásai vannak.

A fészkelő fúró gyártási technológiája magában foglalja az ultravékony gyűrűs vágófej gyártási technológiáját, a nagy pontosságú hegesztési technológiát és a fúrószár nyomkövető köszörülési technológiáját; ezek közül az ultravékony gyűrű alakú vágófej minősége döntő hatással van a termék végső felhasználási teljesítményére. Ez a technológia egy sor gyártási folyamatot és működési szabványt foglal magában, mint például az egyenletes keverést, a finom granulálást, a szabványosított melegsajtolású szinterezést és a formából való kiszerelést. A nagy pontosságú hegesztési technológia kulcsfontosságú lépés a fúrófej koncentrikusságának és hegesztési szilárdságának biztosításához, beleértve a felületkezelést, a hegesztési koncentrikusság beállítását és a szabványos hegesztést. ; A fúrófej utólagos köszörülése tovább javíthatja a fúrófej pontosságát.

Három
Gyémánt fűrészlap

Egy japán cég 2006-ban dobott piacra egy gyémánthuzalfűrész-terméket, amelyet széles körben alkalmaztak Japánban és Tajvanon. Eddig Kínában voltak nagy gyártású gyémánthuzalfűrész-cégek, köztük a Changsha Daile és a Nanjing Sanchao. A gyémánthuzalfűrészeket széles körben használják monokristályos szilícium, polikristályos szilícium és zafír négyszögesítésére és szeletelésére is, és a piaci kereslet óriási.

Általában a kristályszilícium négyszögesítésére használt gyémánt huzalfűrész átmérője {{0}},35 mm, a kristályszilícium vágásához használt huzal átmérője 0,12 mm, a a zafírszeletelésre használt drótfűrész általában 0,25 mm. A szabad csiszoló drótfűrészvágáshoz képest a gyémánt huzalfűrész vágási hatékonysága jelentősen javul, amint az a 4. táblázatban látható; Ami az árat illeti, a gyémánthuzalfűrész a kezdeti 3 jüan/m-ről a jelenlegi 0,6 jüan/méterre változott, és nagyban elősegíti a vásárlók számára, hogy kiváló minőségű termékeket alacsony áron használhassanak.

 

A nagyméretű szilíciumlapkák és zafírlapkák alkalmazásával és fejlesztésével a gyémánt drótfűrészek a szilíciumlapkák és zafírlapkák vágószerszámainak új generációja lesznek. A nagyméretű szilícium/zafír tuskók vágása, az anyagok megtakarítása, a nagy előnyök, a nagy teljesítmény és a nagy hatékonyság – ez a páratlan előnyök sorozata nagyra értékeli a szilícium lapka- és zafírfeldolgozó vállalkozásokat.

 

Négy
Gyémánt szalagfűrész

A gyémánt szalagfűrészlapok általában galvanizált termékek, amelyek alkalmasak nagy keménységű kristályok, például monokristályos szilícium, polikristályos szilícium és zafír vágására, valamint kemény és rideg anyagok, például kristály, üveg, jade, kőmozaik, színesfémek vágására. és mágneses anyagok. Az acélszalag általában kiváló minőségű rozsdamentes acélból készül, varrat nélküli hegesztési folyamat, kiváló hegesztési teljesítmény, jó rugalmasság és szívósság, nagy fáradtságállóság, nagy szakítószilárdság, hosszú élettartam és pontos elhajlás; a vágóél kiváló minőségű gyémánt részecskékből készül, az erős kopásálló bimetál használata egyenletesen és szilárdan van berakva a vágóélen, amely hosszú élettartam, élesség, sima vágási felület, nagy hatékonyság és alacsony zaj jellemzi. . Általában a szalagfűrészlap szélessége 38 mm, vastagsága 0,6 mm, kerülete 3230–6100 mm, amelyet széles körben használnak a nagyobb fotovoltaikus vállalatoknál.

Öt
Ultrafinom szemcséjű gyémánt csiszolókorong

A kemény és törékeny anyagok feldolgozása magában foglalja a kerek csiszolókorongokat, a lapos csiszolókorongokat, a vékonyító csiszolókorongokat és a polírozókorongokat stb., amelyek csiszolókorongokat használnak a kristályrudak feldolgozásához. A gyémánt részecskemérete 250 # és 8000 # között van. A kristályos szilícium, zafír és más kemény és rideg anyagok csiszolására és polírozására használt kerámia alap a legnagyobb termékkategóriába tartozik.

A szilícium lapka csiszolásának célja a szeletelés és korongcsiszolás okozta fűrésznyomok és felületi sérülésréteg eltávolítása, a szilíciumlapkák vetemedésének, síkságának és párhuzamosságának hatékony javítása, valamint a polírozási eljárással kezelhető specifikáció elérése. A szilícium lapkák köszörülésénél fontos ellenőrizni a repedések méretét és egyenletességét. A monokristályos szilícium kemény és törékeny anyag. Köszörüléskor a csiszolóanyag gördülő és mikrovágó hatást fejt ki. Az anyag sérülése elsősorban mikrotörés. Fényes. A köszörülési folyamathoz 35{3}}# szemcseméretű üvegezett gyémánt csiszolókorong használható, a megmunkált felület érdessége körülbelül 0,5 μm, a csiszolókorong átmérője pedig általában 200–350 mm.

A polírozás célja az egykristályos szilícium lapkák felületének mikrohibáinak javítása, hogy rendkívül nagy síkságú és minimális felületi érdességű ostyafelületet kapjunk, melyhez nincs szükség romló rétegre és a felületen nincs karcolás. Polírozási módszer: a durva polírozás fő funkciója a sérült réteg eltávolítása, az általános eltávolítási mennyiség körülbelül 10 μm ~ 20 μm, és 1000 # ~ 4000 # részecskeméretű gyanta alapú csiszolókorong használható; A finom polírozás fő funkciója a termék felületének mikro-érdességének javítása, Általában az eltávolítási mennyiség kevesebb, mint 1 μm, és 8000 # részecskeméretű gyémánt csiszolókorong választható.

Hat
Gyémánt ultravékony szakasz

Az ultravékony vágópenge egy gyémántból és kötőanyagból álló kör alakú vékony lemeztárgy, amelynek vastagsága 0.015 és 0,5 mm között van. Fém kötőlapátokra és gyantakötő pengékre osztható. Közülük a fémkötésű galvanizáló penge vastagsága 0.015 mm és 0,1 mm, a fémkötésű melegsajtoló penge és a gyantakötő penge vastagsága pedig 0,1 mm ~ 0,5 mm. Az ultravékony vágókorongokat széles körben használják az elektronikai iparban különféle kemény és rideg anyagok vágására vagy vágására, mint például szilícium, germánium, gallium-foszfid, gallium-arzenid, gallium-arzenid-foszfid, ferrit, lítium-niobát, lítium-tantalát, piezoelektromos kerámiák, optikai anyagok. kerámia, üveg stb.; jellemzői a nagy vágási pontosság, keskeny vágás, hosszú élettartam stb. Speciális berendezéseken történő használat esetén egyetlen késsel vagy több késsel is használható egyidejűleg. Az információs elektronikai ipar rohamos fejlődésével a mikroelektronikai alkatrészek és integrált áramkörök forgácsolási követelményei egyre magasabbak, és a vágási mennyiség is nő. Információk szerint az ultravékony vágótárcsák éves értékesítése a világon meghaladja az 500 millió dollárt. Jelenleg az ilyen termékek piacát főként olyan világelső cégek foglalják el, mint például Japán és az Egyesült Államok. Az ezen cégek által gyártott kések stabil teljesítményűek, teljes specifikációkkal és nagy vágási pontossággal rendelkeznek. hazám elektronikai ipara a gyors fejlődés időszakába lép, és a precíziós forgácsolószerszámok iránti kereslet is a gyors növekedés időszakába lépett. Ennek a terméktípusnak a kínai fejlesztésének késői kezdete miatt azonban még mindig sok olyan hiba van a teljesítményében, amely nem felel meg a hazai piac gyors fejlődésének követelményeinek. Évente nagyszámú, különféle típusú ultravékony lapot kell külföldről importálni. Kínában nagyon kevés olyan vállalat van, amely vékony csiszolókorongokat kutat és gyárt, és belép a piacra, így az ultravékony vágókorongok kutatása és fejlesztése széles piaci kilátásokkal rendelkezik.

 

(2) Egyes nagy pontosságú precíziós gyémántszerszámok esetében, mint például az ultravékony vágótárcsák, az ultrafinom szemcséjű gyémánt csiszolókorongok és a nagy pontosságú fúrószárak, még mindig van szakadék a hazai és a külföldi termékek között, ami gyenge vagy instabil teljesítményben nyilvánul meg. A termelés stabilitásának megőrzése érdekében a nagy- és középvállalkozások szívesebben vásárolnak drága külföldi termékeket. Ez a hazai kapcsolt szerszámgyártók számára is új kihívás elé állítja, vagyis a termék teljesítményét a lehető legnagyobb mértékben javítani, a termék minőségét megőrizni, miközben a termék pontossága megfelel a használati követelményeknek.

teljesítmény stabilitás.

(3) A hazai termékeknek a csúcskategóriás és precíziós gyémántszerszámok irányába kell irányulniuk. A gyártási folyamat során szigorú termékszabványokat és folyamatszabályokat fogalmaznak meg, hogy biztosítsák a termék teljesítményének stabilitását; ezen kívül nagy pontosságú CNC szerszámgépek, szikraforgácsolás, huzalvágó és egyéb berendezések a termék későbbi megmunkálásához és javításához.