Perché i dischi di macinazione in carburo di silicio possono diventare i materiali di consumo per la lavorazione di precisione di materiali duri e fragili?- Trojan (Suzhou) material technology Co., Ltd.

Nei settori di produzione di fascia alta come semiconduttori, fotovoltaici e ceramiche di precisione, i dischi di macinazione in carburo di silicio sono diventati materiali di consumo indispensabili nella lavorazione di precisione di materiali duri e fragili a causa delle loro proprietà fisiche e chimiche uniche. I suoi vantaggi fondamentali derivano dall'elevata durezza, dall'elevata conducibilità termica e dalla resistenza all'usura dei materiali in carburo di silicio, che lo fanno mostrare vantaggi significativi nella lavorazione di materiali di superhard come substrati in carburo di silicio, vetro ottico e ceramica.

Come rappresentante della terza generazione di materiali a semiconduttore, il carburo di silicio (SIC) ha una struttura cristallina che dà al materiale estremamente elevata (durezza MOHS 9.2-9.5) e resistenza all'usura. In ambienti ad alta temperatura, le proprietà antiossidazioni del carburo di silicio sono particolarmente eccezionali: quando la temperatura sale a 1300 ° C, si forma uno strato protettivo di biossido di silicio denso.

Il processo di produzione dei dischi di macinazione in carburo di silicio deve tenere conto sia delle proprietà dei materiali che dei requisiti di elaborazione. I suoi processi fondamentali includono:
Rapporto di materia prima: micropowder in carburo di silicio ad alta purezza (intervallo di dimensioni delle particelle 0,5-30μm) come materiale principale, con resina, legante in ceramica o metallica, integrato da plastificante, lubrificante e altri additivi.
Processo di stampaggio: attraverso la tecnologia di stampaggio a caldo o iniezione, assicurarsi la struttura compatta del disco di macinazione e la distribuzione uniforme delle particelle.
Sinterizzazione e indurimento: sinterizzazione ad alta temperatura di 1800-2200 ℃, in modo che le particelle di Binder e in carburo di silicio formino un legame fermo, controllando al contempo la crescita del grano per evitare una maggiore fragilità.
Questo sistema di processo garantisce che il disco di macinazione abbia una durata sufficiente per resistere all'impatto dell'elaborazione mantenendo un'elevata durezza.

Il vantaggio principale del disco in carburo di silicio in elaborazione dei materiali duri e fragili
I dischi di macinazione in carburo di silicio mostrano significativi vantaggi nella lavorazione di substrati in carburo di silicio. Gli abrasivi tradizionali di ossido di alluminio sono inclini alla passione di particelle abrasive a causa di una durezza insufficiente durante la lavorazione, mentre i dischi di macinazione del carburo di silicio possono ottenere tassi di rimozione dei materiali più efficienti a causa della loro maggiore durezza. Ad esempio, nel processo di assottigliamento dei wafer in carburo di silicio da 8 pollici, il metodo di elaborazione monolitico delle ruote di macinazione del diradamento in carburo di silicio può raggiungere l'accuratezza della superficie sotto micron, che è significativamente migliore rispetto ai tradizionali processi di macinazione.

L'elevata conduttività termica del carburo di silicio (300-490 W/M · K)) gli conferisce un naturale vantaggio di dissipazione del calore nella lavorazione ad alta velocità. Nello scenario di taglio del wafer di silicio fotovoltaico, le seghe a filo di diamanti combinate con abrasivi in carburo di silicio possono ridurre efficacemente le temperature di taglio ed evitare la propagazione delle crepe causate da danni termici. Questa caratteristica è particolarmente importante quando i materiali di lavorazione con scarsa conduttività termica come ceramica di allumina e nitruro di silicio.

La resistenza all'usura dei dischi di macinazione in carburo di silicio estende la loro durata di servizio di 3-5 volte quella degli abrasivi tradizionali. Nell'elaborazione di anelli di cuscinetti in ceramica, una singola ruota di macinazione in carburo di silicio può elaborare continuamente più di 2.000 pezzi di lavoro, mentre una ruota di macinazione di allumina può di solito mantenere solo un volume di elaborazione di 500-800 pezzi. Sebbene il costo iniziale dei dischi di macinazione in carburo di silicio sia elevato, il loro costo di uso completo può essere ridotto di oltre il 40%.

Nella produzione di dispositivi di alimentazione in carburo di silicio, l'elaborazione del substrato è un collegamento chiave per determinare le prestazioni del dispositivo. I dischi di macinazione in carburo di silicio ottengono un'elaborazione ad alta precisione attraverso i seguenti percorsi tecnici:
Processo di macinazione a doppia faccia: usando dischi di macinazione in carburo di silicio Con i cuscinetti di lucidatura in poliuretano possono raggiungere l'uniformità dello spessore del substrato di precisione di elaborazione <1μm.
Polcatura meccanica chimica (CMP): il liquido di lucidatura basato su abrasivi in carburo di silicio può effettivamente rimuovere lo strato di danno superficiale del wafer e ridurre la rugosità superficiale a meno di 0,2 nm.

Nell'elaborazione ultra-precisione di vetro ottico, zaffiro e altri materiali, i dischi di macinazione in carburo di silicio raggiungono quanto segue attraverso il controllo delle dimensioni delle particelle micro-nano:
Elaborazione dello specchio con rugosità superficiale RA <0,5 nm
Stampaggio microstruttura con profondità di strato di danno del sottosuolo <5nm
Questa prestazione è insostituibile nella produzione di componenti ottici ad alto valore aggiunto come cristalli laser e finestre a infrarossi.

In risposta alle esigenze di elaborazione della ceramica ingegneristica come il nitruro di silicio e l'ossido di zirconio, i dischi di macinazione del carburo di silicio raggiungono quanto segue ottimizzando la morfologia e la classificazione del grano abrasivo:
L'efficienza di elaborazione è aumentata di oltre il 60%
Non rimangono microcrack sulla superficie elaborata
Questa svolta ha promosso l'aggiornamento delle prestazioni di prodotti come cuscinetti in ceramica e utensili da taglio in ceramica.