CN100360400C - 半导体材料线切割专用刃料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半导体材料线切割专用刃料，由原料原位合成高纯度6H-SiC按照下述工艺步骤加工制作而成：一，气旋粉碎、气流分级；二，水预分级、溢流处理精分；三，湿混；四，离心脱水、分离；五，微波连续干燥；六，干混。本发明优点在于用原位合成高纯度6H-SiC作为原料按照上述工艺步骤制成的半导体材料线切割专用刃料，其产品的优越性体现在：1.具有优质绿色碳化硅的高硬度，同时兼有优质黑色碳化硅的柔韧性，使刃料颗粒保持尖锐的颗粒形状，切割硅片成品率高，可高达95-98%；2.产品粒度集中，标准偏差低；3.控制产品的等电点、pH等电化学性质，使其可与不同的切削液(油)有机亲和，确保硅片切割过程中料浆良好的挂浆性；4.该刃料抗破碎性强。
Description
技术领域
本发明涉及刃料，尤其是涉及半导体材料线切割专用刃料。
背景技术
碳化硅微粉由于具有较高的硬度和一定的韧性，不仅应用于各种传统磨削加工工具和加工方法中，在单晶硅、多晶硅、压电晶体等电子工程中的多线切割、研磨上也得到了广泛的应用。但由于传统碳化硅微粉的生产原料采用普通磨料类碳化硅原块，生产方式采用球磨、化学处理、溢流、自然沉降脱水、燃煤或燃气烘干等传统技术和工艺，生产每吨微粉产品需用水70-80吨，使用工业硫酸200kg，且生产周期长，属于高能耗、高污染、低效率的生产方式，同时这种采用普通磨料类碳化硅原块生产出的碳化硅微粉在大规模集成电路用的单晶硅片及太阳能单、多晶硅片的切割方面也有不尽如人意之处。
发明内容
本发明的目的在于提供一种切割效果好、加工工艺优良的半导体材料线切割专用刃料。
为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：
本发明所述的半导体材料线切割专用刃料，其特征在于：它是由原料原位合成高纯度6H-SiC按照下述工艺步骤加工制作而成：
一、气旋粉碎、气流分级：
取原位合成高纯度6H-SiC置于分级轮中，设定分级轮转速为800-820rpm，分级轮磨腔内压力为0.7MPa，将所述原料破碎至粒度小于20μm的微粒；然后将分级轮速度调至2500-2800rpm，将分级轮引风风量设定为3350-3500m3/h，将破碎后的微粉进行分级，分出粒度为4-20μm的微粉粒待用；
二、水预分级、溢流处理精分：
取第一步得到的微粉粒置于混料池中，将物料与循环水的质量浓度调至20-25％，设定压力为0.3-0.5MPa，进行水分级，分离出8-16μm的微粉粒；然后将水分级后得到的8-16μm的微粉粒置于溢流缸中，将流量调整至10-50T/h，将溢流缸内的水、粉混合液质量浓度调至40-50％，分离得到粒度8-12μm的微粉粒备用；
二、湿混：
将第二步取得的微粉粒通过管路输送到湿混缸内，以80-90rpm的速度搅拌30分钟，使物料均匀混合后备用；
四、离心脱水、分离：
将第三步得到的物料放入离心机中，调整离心机转速为2500-3000rpm，使脱水后微粉粒的水含量＜10％；
五、微波连续干燥：
将第四步所得微粉粒置于传送带上，堆砌高度为35-45mm，按照220-300kg/h干燥至水份＜0.2％为宜；
六、干混：
将第五步得到的微粉粒通过螺旋给料器传送至干混机内，每次4000-4500kg/h，搅拌器水平方向以40-45rpm的速度，垂直方向以1.5-1.7rpm速度搅拌，时间60分钟，使不同批次的微粉粒充分均匀混合即可。
本发明的优点在于用原位合成高纯度6H-SiC作为原料按照上述工艺步骤制成的半导体材料线切割专用刃料，其产品的优越性体现在：1、具有优质绿色碳化硅的高硬度，同时兼有优质黑色碳化硅的柔韧性，使刃料颗粒保持尖锐的颗粒形状，切割硅片成品率高，可高达95-98％；2、产品粒度集中，标准偏差低，使硅材料线切割速度快，单位效率高，切割的硅片TTV、WARP符合大规模集成电路和太阳能行业的要求；3、控制产品的等电点、PH等电化学性质，使其可与不同的切削液(油)有机亲和，确保硅片切割过程中料浆良好的挂浆性；4、该刃料抗破碎性强，便于切割料浆中切削液(油)和刃料的回收和循环使用。本发明的加工工艺与传统的加工工艺相比，由于采用了无介质的气旋粉碎、分级技术，取消了传统采用的球磨有介质粉碎，减少了Fe杂质的引入，从而省去了化学处理环节，实现了绿色无污染生产；采用离心脱水工艺，可使需要干燥的微粉含水量小于10％，使烘干能耗降低50-60％以上，达到了节能降耗的目的；在干燥方式上，用微波技术烘干替代了传统的燃煤、燃气烘干，不仅节约能源，还能提高烘干效率300％，并减少了因燃煤燃气造成的环境污染。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
本发明所述的半导体材料线切割专用刃料，它是由原料原位合成高纯度6H-SiC按照下述工艺步骤加工制作而成：
一、气旋粉碎、气流分级：
取原位合成高纯度6H-SiC置于分级轮中，设定分级轮转速为800-820rpm，分级轮磨腔内压力为0.7MPa，将所述原料破碎至粒度小于20μm的微粒；然后将分级轮速度调至2500-2800rpm，将分级轮引风风量设定为3350-3500m3/h，将破碎后的微粉进行分级，分出粒度为4-20μm的微粉粒待用；
二、水预分级、溢流处理精分：
取第一步得到的微粉粒置于混料池中，将物料与循环水的质量浓度调至20-25％，设定压力为0.3-0.5MPa，进行水分级，分离出8-16μm的微粉粒；然后将水分级后得到的8-16μm的微粉粒置于溢流缸中，将流量调整至10-50T/h，将溢流缸内的水、粉混合液质量浓度调至40-50％，分离得到粒度8-12μm的微粉粒备用；
三、湿混：
将第二步取得的微粉粒通过管路输送到湿混缸内，以80-90rpm的速度搅拌30分钟，使物料均匀混合后备用；
四、离心脱水、分离：
将第三步得到的物料放入离心机中，调整离心机转速为2500-3000rpm，使脱水后微粉粒的水含量＜10％；
五、微波连续干燥：
将第四步所得微粉粒置于传送带上，堆砌高度为35-45mm，按照220-300kg/h干燥至水份＜0.2％为宜；
六、干混：
将第五步得到的微粉粒通过螺旋给料器传送至干混机内，每次4000-4500kg/h，搅拌器水平方向以40-45rpm的速度，垂直方向以1.5-1.7rpm速度搅拌，时间60分钟，使不同批次的微粉粒充分均匀混合即可。
最后将上述得到的微粉粒筛松，按照所需重量计量包装。
Claims (1)
1、一种半导体材料线切割专用刃料，其特征在于：它是由原料原位合成高纯度6H-SiC按照下述工艺步骤加工制作而成：
一、气旋粉碎、气流分级：
取原位合成高纯度6H-SiC置于分级轮中，设定分级轮转速为800-820rpm，分级轮磨腔内压力为0.7MPa，将所述原料破碎至粒度小于20μm的微粒；然后将分级轮速度调至2500-2800rpm，将分级轮引风风量设定为3350-3500m3/h，将破碎后的微粉进行分级，分出粒度为4-20μm的微粉粒待用；
二、水预分级、溢流处理精分：
取第一步得到的微粉粒置于混料池中，将物料与循环水的质量浓度调至20-25％，设定压力为0.3-0.5MPa，进行水分级，分离出8-16μm的微粉粒；然后将水分级后得到的8-16μm的微粉粒置于溢流缸中，将流量调整至10-50T/h，将溢流缸内的水、粉混合液质量浓度调至40-50％，分离得到粒度8-12μm的微粉粒备用；
三、湿混：
将第二步取得的微粉粒通过管路输送到湿混缸内，以80-90rpm的速度搅拌30分钟，使物料均匀混合后备用；
四、离心脱水、分离：
将第三步得到的物料放入离心机中，调整离心机转速为2500-3000rpm，使脱水后微粉粒的水含量＜10％；
五、微波连续干燥：
将第四步所得微粉粒置于传送带上，堆砌高度为35-45mm，按照220-300kg/h干燥至水份＜0.2％为宜；
六、干混：
将第五步得到的微粉粒通过螺旋给料器传送至干混机内，每次4000-4500kg/h，搅拌器水平方向以40-45rpm的速度，垂直方向以1.5-1.7rpm速度搅拌，时间60分钟，使不同批次的微粉粒充分均匀混合即可。
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| LIC | Patent licence contract for exploitation submitted for record |
Free format text: COMMON LICENSE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2008.12.16 TO 2018.12.15; CHANGE OF CONTRACT Name of requester: LIANYUNGANG XINGSHI SEMICONDUCTOR NEW MATERIAL PRO Effective date: 20090417 |
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| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Yang Dongping Inventor after: Wang Li Inventor before: Yang Dongping Inventor before: Tao Jian Inventor before: Wang Li |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: YANG DONGPING TAO JIAN WANG LI TO: YANG DONGPING WANG LI |
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: HENAN SHENGDAO TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: HENAN XINGSHI HIGH+NEW TECHNOLOGY CO., LTD. Effective date: 20131218 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 450001 ZHENGZHOU, HENAN PROVINCE TO: 474500 KAIFENG, HENAN PROVINCE |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20131218 Address after: The eastern district administrative road Tongxu County in Henan province 474500 industrial city agglomeration Patentee after: Henan Sheng Dao Science and Technology Ltd. Address before: Yinping Rd. 450001 high tech Industrial Development Zone, Henan city of Zhengzhou province No. 12 Patentee before: Henan Xingshi High&New Technology Co., Ltd. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080109 Termination date: 20180627 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |