Станция очистки и перекачки смазочно-охлаждающей жидкости станка "Алмаз-6м":
1 - центрифуга, 2,7- корпуса, 3 - резиновый отстойник, 4 - колпачок, 5 - фильтр, 6 - мешалка, 8 - шестеренчатый насос
Ручной режим - для проверки работоспособности станка.
Автоматический режим резки слитка по программе пакетов и одиночных пластин. Суммарная толщина пакетов не должна превышать 25 мм.
Наладка станка. Ежедневный осмотр, очистка барабана и кожухов от отходов резания, очистки фильтра, и чаши центрифуги, смазывание, устранять неисправности, от которых зависит качество отрезаемых пластин и работоспособность станка.
Важнейшими характеристиками станка являются: торцевое биение посадочного места по инструмент, точность подачи слитка на шаг, скорость подачи алмазного диска и частота его вращения.
Биение - не более 0.01 мм контролируется ИГМ индикатором с ценой деления 0.001 и шкалой 0 - 1 мм. Точность подачи слитка +/- 0.007 мм измеряют тем же индикатором, только чтобы штифт касался корпуса каретки подачи слитка. Задав на пульте управления толщину пластины 0.2 - 1 мм сравнивают ее с показаниями индикатора. Точность устанавливают подтягивая винты, соединяющие раздвижные опоры каретки, что устраняет образовавшийся люфт.
Скорость подачи алмазного круга измеряют индикатором И4-10 и секундомером, а затем сравнивают, с заданной скоростью по приборам.
Разница должна быть не более +/- 3.75 мм/мин для интервала от 6 до 50 мм/мин и +/- 7.5 мм/мин для интервала от 50 до 75 мм/мин.
При большем отклонении регулируют, вращая соответствующий вентиль гидросистемы.
Частоту вращения шпинделя измеряют тахометром и сравнивают с заданной по приборным станка. Разница не более +/- 2.5%. Регулируют частоту вращения шпинделя, вращая ручку потенциометра.
Оборудование для шлифовки и полировки п/п пластин.
Цель операции шлифовки в производстве кристаллов п/п заключается в следующем:
- удаление разрушенного слоя кристаллической решетки
- получение параллельности плоскостей пластины
- доведение до определенной толщины
- обеспечить чистоту обработки поверхности.
Параметры режима шлифовки:
- давление на шлифуемые пластины
- скорость вращения шлифовального круга
- размер зерен абразива
- твердость абразивного материала
- концентрация и скорость подачи эмульсии
Качество поверхности шлифованной пластины зависит от чистоты обработки шлифовального круга и материала, из которого этот круг сделан.
И так, существенно влияет абразив - меньше размер зерна, меньше его твердость - выше степень совершенства поверхности.
Абразивные материалы по зернистости разделяются на группы:
1. Шлифзерно (11 групп размер зерна с 200 до 16)
2. Шлифпорошки (мелкие зерна абразива 7 групп с 15 до 3)
3. Микропорошки от М40 до З т.е. от 40 до 5 мк.
В п/п используются микропорошки. Чаще всего применяют от 15 мк и меньше. Материал для абразива электрокорунд , корунд (окись алюминия), а так же карбид кремния. Микропорошки: электрокорунд белый марки (Э98) 98 А120з, 0.15% FeO, 2% SiCb - для резки слитков. Электрокорунд (Э90) до М7 идет и для резки и для шлифовки. Корунд природный имеет зернистость до М7 - хуже чем Э90
Карбид кремния (КЗ) - имеет более высокую твердость. Посторонние вкрапления оказывают меньшее влияние на образование царапин - и этот материал чаще используют.
Шлифуют в 2 этапа черновая шлифовка - (10 - 14 мк зерна) и чистовая - (5-7 мк зерна).
Применяются 2 способа шлифовки: одностороннее шлифование (т.е. одну сторону вначале, потом другую). Клеят пластины пицеином (смесью воска с канифолью),воск, канифоль, шеллак и некоторые другие материалы.
По такому принципу работает станок односторонней шлифовки с-15. Имеется 4 шпинделя т.е. можно закрепить сразу 4 оправки по 7 пластин = 28.
С-15 имеет две стороны вращения шлифовального круга 60 об/мин - 120 об/мин. Шпиндели вращаются со скоростью 190 об/мин
Второй способ шлифовки. Шлифовка пластин без наклейки
Применятся специальные с металлическими сепараторами, толщина которых определяет толщину получаемых после шлифовки пластин.
Нa шлифкруге помещают не менее трех сепараторов, в каждом из которых помещают по шесть полных пластин.
Важно отметить, что при шлифовке должна быть обеспечена плоско параллельность поверхностей и не хуже +/- 2 мкм на площади пластин диаметром 100 мм при получении худшей плоско параллельности, и после проведения изолирующей диффузии наблюдается разброс по толщине изолированных областей, в которых создаются активные элементы, это приводит к разбросу Э/П.
Механические методы полировки
Химические способы полировки, широко используемые в п/п производстве, имеют существенные недостатки: образование чечевицеобразной формы, за счет повышенной скорости травления Si на краях.
Поэтому все чаще используется механические способы полировки.
После тонкой шлифовки проводят грубую полировку. Грубая полировка производится на фторопластовом полировальном круге, используют при этом корундовые или алмазные пасты с размером абразива 1мкм. Время грубой полировки от 30 мин до 1 часа. Такое полирование снижает шероховатость поверхности до 0,02 0.08 мкм (200 - 800А). После грубой полировки - тонкая полировка. Имеется две разновидности топкой механической полировки:
Оптическая и металлографическая.
При оптической полировке используют абразивы - оксид хрома, оксид циркония и другие окислы, применяемых в оптической промышленности. На основе этих окислов приготавливается водная суспензия, которая подается на поверхность полировального круга.
Металлографическая полировка - определяется свойствами материала полировальника.
Такими материалами могут быть: силон, нейлон, политекс.
На такой полировальник наносят алмазную пасту пластину 0,25 мкм (2500 А) или пудру окисла алюминия с величиной зерна 0,1 - 0.3 мк.
Толщина нарушенного слоя после глубокой полировки 0,7 до 1.0 мкм.
Обычно механическую полировку применяют в комбинации с химической или электрохимической. Удаляют с помощью электрохимполировки нарушенный слой до 10 - 25 А, а плоскостность 1 мкм/см.
Для химической полировки используют HF - 1 ч. HNO3 - 3 ч. Подбор зависит от необходимой скорости вращения.