мэдээ

Алмазан утсыг зүсэх технологи нь нэгтгэх зүлгүүрийн зүсэх технологи гэж нэрлэгддэг. Энэ нь ган утсан дээр нэгтгэсэн алмазан зүлгүүрийг электролиз эсвэл давирхайн холболтын аргаар ашиглах бөгөөд алмазан утсыг цахиурын саваа эсвэл цахиурын гулдмайн гадаргуу дээр шууд үйлчилж нунтаглаж, зүсэх үр дүнд хүргэдэг. Алмазан утсыг зүсэх нь хурдан зүсэх хурд, өндөр зүсэлтийн нарийвчлал, бага материалын алдагдалтай байдаг.

Одоогийн байдлаар алмазан утсан хайчлах цахиурын вафлийн дан талст зах зээл бүрэн хүлээн зөвшөөрөгдсөн боловч сурталчилгааны явцад тулгарч байсан бөгөөд тэдгээрийн дунд хилэн цагаан нь хамгийн түгээмэл асуудал юм. Үүнийг харгалзан энэхүү өгүүлэлд алмазан утсан хайчлах монокристалл цахиурын вафлийн хилэн цагаан асуудлаас хэрхэн урьдчилан сэргийлэх талаар анхаарлаа хандуулж байна.

Алмазан утсан зүсэх монокристалл цахиурын вафлийг цэвэрлэх үйл явц нь төмөр хөрөөний машины багажаар зүссэн цахиурын вафлийг давирхайн хавтангаас салгаж, резинэн туузыг салгаж, цахиурын вафлийг цэвэрлэх явдал юм. Цэвэрлэх төхөөрөмж нь голчлон урьдчилан цэвэрлэх машин (бохирдуулах машин) болон цэвэрлэх машин юм. Урьдчилан цэвэрлэх машины үндсэн цэвэрлэгээний үйл явц нь: хооллох-шүрших-шүрших-хэт авианы цэвэрлэгээ-бохирдуулах-цэвэр усаар зайлах-дутуу хооллох. Цэвэрлэх машины үндсэн цэвэрлэгээний үйл явц нь: хооллох-цэвэр усаар зайлах-цэвэр усаар зайлах-шүлтээр угаах-шүлтээр угаах-цэвэр усаар зайлах-цэвэр усаар зайлах-урьдчилан хатаах (удаан өргөх) - хатаах-хооллох.

Ганц талст хилэн үйлдвэрлэх зарчим

Монокристалл цахиурын хавтангууд нь монокристалл цахиурын хавтангийн анизотроп зэврэлтийн шинж чанар юм. Урвалын зарчим нь дараах химийн урвалын тэгшитгэл юм.

Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑

Үндсэндээ илгэн үүсэх процесс нь: өөр өөр талст гадаргуугийн зэврэлтийн хурд өөр өөр байхын тулд NaOH уусмал, (100) гадаргуугийн зэврэлтийн хурд (111)-ээс ялгаатай тул (100) монокристалл цахиурын вафлид анизотроп зэврэлтийн дараа эцэст нь гадаргуу дээр (111) дөрвөн талт конус, тухайлбал "пирамид" бүтэц үүсдэг (1-р зурагт үзүүлсэн шиг). Бүтэц үүссэний дараа гэрэл пирамидын налуу дээр тодорхой өнцгөөр тусахад гэрэл өөр өнцгөөр налуу дээр тусч, хоёрдогч буюу илүү их шингээлт үүсч, улмаар цахиурын вафлины гадаргуу дээрх тусгал, өөрөөр хэлбэл гэрлийн урхины нөлөө буурдаг (2-р зургийг үзнэ үү). "Пирамид" бүтцийн хэмжээ, жигд байдал сайн байх тусам урхины нөлөө илүү тодорхой бөгөөд цахиурын вафлины гадаргуугийн ялгаралт бага байна.

Зураг 1: Шүлт үйлдвэрлэсний дараах монокристалл цахиурын нимгэн талст бүрхүүлийн микроморфологи

Зураг 2: “Пирамид” бүтцийн гэрлийн урхины зарчим

Монокристал цайруулах шинжилгээ

Цагаан цахиурын вафли дээр электрон микроскопоор сканнердах замаар тухайн хэсэгт цагаан вафлины пирамид бичил бүтэц үндсэндээ үүсээгүй, гадаргуу нь "лав" үлдэгдлийн давхаргатай мэт харагдаж байсан бол ижил цахиурын вафлины цагаан хэсэгт илгэн пирамид бүтэц илүү сайн үүссэн болохыг тогтоожээ (Зураг 3-ыг үзнэ үү). Хэрэв монокристалл цахиурын вафлины гадаргуу дээр үлдэгдэл байвал гадаргуу нь үлдэгдэл талбайтай, хэмжээ болон жигд байдалтай байх бөгөөд хэвийн талбайн нөлөө хангалтгүй бөгөөд үүний үр дүнд үлдэгдэл хилэн гадаргуугийн ойлт хэвийн талбайгаас өндөр, хэвийн талбайтай харьцуулахад өндөр ойлттой талбай нь цагаан өнгөтэй харагдана. Цагаан талбайн тархалтын хэлбэрээс харахад энэ нь том талбайд ердийн эсвэл ердийн хэлбэртэй биш, зөвхөн орон нутагт л байдаг. Цахиурын вафлины гадаргуу дээрх орон нутгийн бохирдуулагч бодисууд цэвэрлэгдээгүй, эсвэл цахиурын вафлины гадаргуугийн байдал нь хоёрдогч бохирдлоос үүдэлтэй байх ёстой.

Зураг 3: Хилэн цагаан цахиурын вафлины бүс нутгийн бичил бүтцийн ялгааг харьцуулсан байдал

Алмазан утсан зүсэгч цахиурын хавтангийн гадаргуу нь илүү гөлгөр бөгөөд гэмтэл нь бага байдаг (Зураг 4-т үзүүлсэн шиг). Зуурмаг цахиурын хавтангийн гадаргуутай харьцуулахад шүлт болон алмазан утсан зүсэгч цахиурын хавтангийн гадаргуугийн урвалын хурд нь зуурмаг зүсэгч монокристалл цахиурын хавтангийнхаас удаан тул гадаргуугийн үлдэгдэл нь хилэн эффектэд илүү илэрхий нөлөө үзүүлдэг.

Зураг 4: (A) Зуурмаг хэлбэрээр зүссэн цахиурын вафлийн гадаргуугийн микрограф (B) Алмазан утсаар зүссэн цахиурын вафлийн гадаргуугийн микрограф

Алмазан утсаар зүссэн цахиурын нимгэн хавтангийн гадаргуугийн гол үлдэгдэл эх үүсвэр

(1) Хөргөгч: Алмазан утсан зүсэгч хөргөлтийн гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь гадаргуугийн идэвхт бодис, тараагч, ариутгагч болон ус болон бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүд юм. Маш сайн гүйцэтгэлтэй зүсэгч шингэн нь сайн түдгэлзүүлэлт, тархалт, цэвэрлэхэд хялбар байдаг. Гадаргуугийн идэвхт бодисууд нь ихэвчлэн илүү сайн гидрофилийн шинж чанартай байдаг тул цахиурын вафлийг цэвэрлэх явцад цэвэрлэхэд хялбар байдаг. Эдгээр нэмэлтүүдийг усанд тасралтгүй хутгах, эргэлтэнд оруулах нь их хэмжээний хөөс үүсгэж, хөргөлтийн урсгал буурч, хөргөлтийн гүйцэтгэлд нөлөөлж, хөөс, тэр ч байтугай хөөсний халилт зэрэг ноцтой асуудал үүсгэж, хэрэглээнд ноцтой нөлөө үзүүлдэг. Тиймээс хөргөгчийг ихэвчлэн хөөсрүүлэгч бодистой хамт хэрэглэдэг. Хөөсрүүлэх гүйцэтгэлийг хангахын тулд уламжлалт силикон болон полиэфир нь ихэвчлэн гидрофилийн чанар муутай байдаг. Усан дахь уусгагч нь маш амархан шингэж, дараагийн цэвэрлэгээнд цахиурын вафлийн гадаргуу дээр үлддэг тул цагаан толбо үүсдэг. Хөргөлтийн шингэний үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй сайн нийцдэггүй тул үүнийг хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг болгон хийх шаардлагатай. Үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд болон хөөс арилгах бодисыг усанд нэмсэн. Хөөсний нөхцөл байдлаас шалтгаалан хэрэглэх явцад хөөс арилгах бодисын хэрэглээ болон тунг тоон хэмжээгээр хянах боломжгүй. Хөөс арилгах бодисын хэт их тунг амархан зөвшөөрч, цахиурын вафлийн гадаргуугийн үлдэгдэл нэмэгдэхэд хүргэдэг. Ажиллуулахад илүү тохиромжгүй. Гэсэн хэдий ч түүхий эд болон хөөс арилгах бодисын түүхий эд бага үнэтэй тул ахуйн ихэнх хөргөлтийн бодисууд энэ томъёоны системийг ашигладаг; Өөр нэг хөргөлтийн бодис нь шинэ хөөс арилгах бодис ашигладаг. Үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй сайн нийцэж чаддаг. Нэмэлтгүй. Түүний хэмжээг үр дүнтэй, тоон хэмжээгээр хянаж чаддаг. Хэт их хэрэглээнээс үр дүнтэй урьдчилан сэргийлж чаддаг. Дасгал хийхэд маш тохиромжтой. Зөв цэвэрлэх процессоор үлдэгдлийг маш бага түвшинд хянаж чаддаг. Японд болон цөөн хэдэн дотоодын үйлдвэрлэгчид энэ томъёоны системийг ашигладаг. Гэсэн хэдий ч түүхий эдийн өндөр өртөгтэй тул үнийн давуу тал нь илэрхий биш юм.

(2) Цавуу болон давирхайн хувилбар: алмазан утсыг огтлох үйл явцын сүүлийн шатанд, ирж буй төгсгөлийн ойролцоох цахиурын хавтанг урьдчилан зүссэн, гаралтын төгсгөлийн цахиурын хавтанг хараахан зүсээгүй, эрт зүссэн алмазан утас резинэн давхарга болон давирхайн хавтан руу зүсэгдэж эхэлсэн, цахиурын саваа цавуу болон давирхайн хавтан нь хоёулаа эпокси давирхайн бүтээгдэхүүн тул зөөлрүүлэх цэг нь үндсэндээ 55-95℃ хооронд байдаг, хэрэв резинэн давхарга эсвэл давирхайн хавтангийн зөөлрүүлэх цэг бага байвал зүсэх явцад амархан халж, зөөлөн болж хайлахад хүргэдэг, ган утас болон цахиурын хавтангийн гадаргуу дээр наалддаг, алмазан шугамын зүсэх чадвар буурдаг, эсвэл цахиурын хавтанг хүлээн авч, давирхайгаар буддаг, наалдсаны дараа угаахад маш хэцүү байдаг, ийм бохирдол нь ихэвчлэн цахиурын хавтангийн ирмэгийн ойролцоо тохиолддог.

(3) Цахиурын нунтаг: Алмазан утсыг огтлох явцад их хэмжээний цахиурын нунтаг үүсдэг бөгөөд зүсэх явцад зуурмагийн хөргөлтийн нунтагны агууламж улам бүр нэмэгдэж, нунтаг хангалттай том байх тусам цахиурын гадаргуу дээр наалдаж, алмазан утсыг огтлох нь цахиурын гадаргуу дээр шингээхэд хялбар болгож, цэвэрлэхэд хэцүү болгодог. Тиймээс хөргөлтийн шингэний чанар, шинэчлэлтийг баталгаажуулж, хөргөлтийн шингэний нунтагны агууламжийг бууруулна.

(4) цэвэрлэгээний бодис: Алмазан утсан зүсэгч үйлдвэрлэгчид одоогоор ихэвчлэн зуурмаг зүсэлтийг нэгэн зэрэг ашиглаж байгаа бөгөөд ихэвчлэн зуурмаг зүсэлтийг урьдчилан угаах, цэвэрлэх процесс болон цэвэрлэгээний бодис гэх мэтийг ашигладаг бөгөөд огтлох механизмаас нэг алмазан утсан зүсэлтийн технологи нь бүрэн шугам, хөргөлтийн шингэн болон зуурмаг зүсэлтийн хооронд ихээхэн ялгаа байдаг тул харгалзах цэвэрлэгээний процесс, цэвэрлэгээний бодисын тун, томъёо гэх мэт нь алмазан утсан зүсэлтэд тохирох тохируулгыг хийх ёстой. Цэвэрлэгээний бодис нь чухал тал бөгөөд анхны цэвэрлэгээний бодисын томъёо, гадаргуугийн идэвхт бодис, шүлтлэг чанар нь алмазан утсан зүсэгч цахиурын хавтанг цэвэрлэхэд тохиромжгүй бөгөөд алмазан утсан цахиурын хавтангийн гадаргуу, найрлага, гадаргуугийн үлдэгдлийг цэвэрлэх процесст тохируулан авч үзэх хэрэгтэй. Дээр дурдсанчлан, зуурмаг зүсэлт хийхэд хөөс арилгах бодисын найрлага шаардлагагүй.

(5) Ус: Алмазан утсыг огтлох, урьдчилан угаах, цэвэрлэхэд халих ус нь хольц агуулдаг бөгөөд цахиурын нимгэн хавтангийн гадаргуу дээр шингэж болно.

Хилэн үсийг цагаан харагдуулах асуудлыг багасгах зөвлөмжүүд

(1) Хөргөлтийн бодисыг сайн тархалттай ашиглахын тулд цахиурын хавтангийн гадаргуу дээрх хөргөлтийн бодисын үлдэгдлийг багасгахын тулд бага үлдэгдэлтэй хөөсрүүлэгч бодис ашиглах шаардлагатай;

(2) Цахиурын нимгэн хальсны бохирдлыг бууруулахын тулд тохиромжтой цавуу болон давирхайн хавтан ашиглах;

(3) Ашигласан усанд амархан үлдэгдэл хольц байхгүй эсэхийг баталгаажуулахын тулд хөргөлтийн шингэнийг цэвэр усаар шингэлнэ;

(4) Алмазан утсаар зүссэн цахиурын нимгэн хавтангийн гадаргуу дээр үйл ажиллагаа болон цэвэрлэгээний үр нөлөөг илүү тохиромжтой цэвэрлэгээний бодис ашиглана.

(5) Цахиурын нунтагыг зүсэх явцад багасгахын тулд алмазан шугамын хөргөлтийн онлайн сэргээх системийг ашиглан цахиурын нунтагыг цахиурын гадаргуу дээрх үлдэгдлийг үр дүнтэй хянах боломжтой. Үүний зэрэгцээ, цахиурын нунтагыг цаг тухайд нь угаахын тулд усны температур, урсгал болон урьдчилсан угаах хугацааг сайжруулж болно.

(6) Цахиурын хавтанг цэвэрлэх ширээн дээр тавьсны дараа нэн даруй боловсруулж, цэвэрлэх бүх үйл явцын туршид цахиурын хавтанг нойтон байлгана.

(7) Цахиурын хавтан нь бохь арилгах явцад гадаргууг чийгтэй байлгадаг бөгөөд байгалийн жамаар хатаж чадахгүй. (8) Цахиурын хавтан цэвэрлэх явцад агаарт байх хугацааг аль болох багасгаж, цахиурын хавтан гадаргуу дээр цэцэг үүсэхээс сэргийлж болно.

(9) Цэвэрлэгээний ажилтнууд бүхэл бүтэн цэвэрлэгээний явцад цахиурын вафлийн гадаргуутай шууд харьцах ёсгүй бөгөөд хурууны хээ хэвлэхгүйн тулд резинэн бээлий өмсөх ёстой.

(10) [2]-р лавлагаанд, батерейны төгсгөл нь устөрөгчийн хэт исэл H2O2 + шүлтийн NaOH цэвэрлэгээний процессыг 1:26 эзлэхүүний харьцаа (3% NaOH уусмал)-ын дагуу ашигладаг бөгөөд энэ нь асуудлын гаралтыг үр дүнтэй бууруулдаг. Үүний зарчим нь хагас дамжуулагч цахиурын ваферын SC1 цэвэрлэгээний уусмал (ихэвчлэн шингэн 1 гэгддэг)-тэй төстэй юм. Үүний гол механизм: цахиурын ваферын гадаргуу дээрх исэлдэлтийн хальс нь H2O2-ийн исэлдэлтээр үүсдэг бөгөөд энэ нь NaOH-оор зэврдэг бөгөөд исэлдэлт ба зэврэлт дахин дахин явагддаг. Тиймээс цахиурын нунтаг, давирхай, металл гэх мэтт наалдсан хэсгүүд нь зэврэлтийн давхаргатай хамт цэвэрлэгээний шингэн рүү ордог; H2O2-ийн исэлдэлтийн улмаас ваферын гадаргуу дээрх органик бодис CO2, H2O болж задарч, арилдаг. Энэхүү цэвэрлэгээний процессыг цахиурын вафер үйлдвэрлэгчид алмазан утсыг огтлох монокристалл цахиурын ваферыг цэвэрлэх процесст ашигладаг бөгөөд цахиурын вафер нь дотоодын болон Тайванийн бусад батерей үйлдвэрлэгчид хилэн цагаан өнгийн асуудлын талаар гомдол гаргадаг. Мөн батерей үйлдвэрлэгчид хилэн цагаан өнгөний харагдах байдлыг үр дүнтэй хянадаг ижил төстэй хилэн урьдчилан цэвэрлэх процессыг ашигласан байдаг. Цахиурын вафли цэвэрлэх процесст энэхүү цэвэрлэгээний процессыг нэмж, цахиурын вафлины үлдэгдлийг зайлуулж, батерейны үзүүрт цагаан үс үүсэх асуудлыг үр дүнтэй шийдвэрлэхийг харж болно.

дүгнэлт

Одоогийн байдлаар алмазан утсан зүсэлт нь дан талст зүсэлтийн салбарын гол боловсруулах технологи болсон боловч хилэн цагаан болгох асуудлыг дэмжих явцад цахиурын вафли болон батерей үйлдвэрлэгчдийг түгшээж байгаа бөгөөд энэ нь батерей үйлдвэрлэгчдийг алмазан утсан зүсэлт цахиурын вафли нь зарим эсэргүүцэлтэй тулгарахад хүргэж байна. Цагаан талбайн харьцуулсан шинжилгээгээр энэ нь голчлон цахиурын вафлийн гадаргуу дээрх үлдэгдэлээс үүдэлтэй юм. Эсийн цахиурын вафлийн асуудлыг илүү сайн урьдчилан сэргийлэхийн тулд энэхүү өгүүлэлд цахиурын вафлийн гадаргуугийн бохирдлын эх үүсвэр, түүнчлэн үйлдвэрлэл дэх сайжруулалтын санал, арга хэмжээг шинжилсэн болно. Цагаан толбоны тоо, бүс нутаг, хэлбэрийн дагуу шалтгааныг шинжилж, сайжруулж болно. Ялангуяа устөрөгчийн хэт исэл + шүлтлэг цэвэрлэх процессыг ашиглахыг зөвлөж байна. Амжилттай туршлага нь алмазан утсан зүсэлт цахиурын вафли нь хилэн цайруулах асуудлыг үр дүнтэй урьдчилан сэргийлэх боломжтой болохыг нотолсон бөгөөд энэ нь салбарын ерөнхий мэргэжилтнүүд болон үйлдвэрлэгчдийн лавлагаанд зориулагдсан болно.