Γιατί εισάγεται το CO₂ κατά τη διαδικασία κοπής σε κύβους γκοφρέτας;

Εισαγωγή CO2 στο νερό κοπής σε κύβους κατά τη διάρκειαόστιαΤο κόψιμο είναι ένα αποτελεσματικό μέτρο διαδικασίας για την καταστολή της συσσώρευσης στατικού φορτίου και τη μείωση του κινδύνου μόλυνσης, βελτιώνοντας έτσι την απόδοση κοπής σε κύβους και τη μακροπρόθεσμη αξιοπιστία του τσιπ.

1. Καταστολή συσσώρευσης στατικής φόρτισης

Κατά την διάρκειακοπή γκοφρέτας, μια περιστρεφόμενη λεπίδα διαμαντιού υψηλής ταχύτητας λειτουργεί μαζί με απιονισμένους πίδακες νερού υψηλής πίεσης (DI) για την εκτέλεση κοπής, ψύξης και καθαρισμού. Η έντονη τριβή μεταξύ της λεπίδας και της γκοφρέτας δημιουργεί μεγάλη ποσότητα στατικού φορτίου. Ταυτόχρονα, το νερό DI υφίσταται ελαφρύ ιονισμό υπό υψηλής ταχύτητας ψεκασμό και κρούση, παράγοντας μικρό αριθμό ιόντων. Δεδομένου ότι το ίδιο το πυρίτιο τείνει να συσσωρεύει φορτίο, εάν αυτό το φορτίο δεν εκφορτιστεί εγκαίρως, η τάση μπορεί να ανέλθει στα 500 V ή περισσότερο και να προκαλέσει ηλεκτροστατική εκφόρτιση (ESD).

Το ESD μπορεί όχι μόνο να καταστρέψει τις μεταλλικές διασυνδέσεις ή να καταστρέψει τα διηλεκτρικά των ενδιάμεσων στρωμάτων, αλλά επίσης να προκαλέσει την προσκόλληση σκόνης πυριτίου στην επιφάνεια του πλακιδίου μέσω ηλεκτροστατικής έλξης, οδηγώντας σε ελαττώματα σωματιδίων. Σε πιο σοβαρές περιπτώσεις, μπορεί να προκαλέσει προβλήματα δεσμών, όπως κακή συγκόλληση καλωδίων ή αποσύνδεση.

Όταν το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) διαλύεται στο νερό, σχηματίζει ανθρακικό οξύ (H2CO3), το οποίο περαιτέρω διασπάται σε ιόντα υδρογόνου (H+) και διττανθρακικά ιόντα (HCO3-). Αυτό αυξάνει σημαντικά την αγωγιμότητα του νερού σε κύβους και μειώνει την αντίστασή του. Η υψηλότερη αγωγιμότητα επιτρέπει στο στατικό φορτίο να διοχετεύεται γρήγορα μέσω της ροής του νερού στο έδαφος, καθιστώντας δύσκολη τη συσσώρευση φορτίου στις επιφάνειες της γκοφρέτας ή του εξοπλισμού.

Επιπλέον, το CO2 είναι ένα ασθενώς ηλεκτραρνητικό αέριο. Σε περιβάλλον υψηλής ενέργειας, μπορεί να ιονιστεί για να σχηματίσει φορτισμένα είδη όπως CO2+ και O-. Αυτά τα ιόντα μπορούν να εξουδετερώσουν το φορτίο στην επιφάνεια του πλακιδίου και στα αιωρούμενα σωματίδια, μειώνοντας περαιτέρω τον κίνδυνο ηλεκτροστατικής έλξης και συμβάντων ESD.

2. Μείωση της μόλυνσης και προστασία της επιφάνειας της γκοφρέτας

Η κοπή σε κυβάκια της γκοφρέτας δημιουργεί μεγάλη ποσότητα σκόνης πυριτίου. Αυτά τα λεπτά σωματίδια φορτίζονται εύκολα και προσκολλώνται σε επιφάνειες γκοφρέτας ή εξοπλισμού, προκαλώντας μόλυνση από σωματίδια. Εάν το νερό ψύξης είναι ελαφρώς αλκαλικό, μπορεί επίσης να προωθήσει μεταλλικά ιόντα (όπως Fe, Ni και Cr που απελευθερώνονται από φίλτρα ή σωληνώσεις από ανοξείδωτο χάλυβα) για να σχηματίσουν ιζήματα υδροξειδίου μετάλλου. Αυτά τα ιζήματα μπορεί να εναποτεθούν στην επιφάνεια της γκοφρέτας ή εντός των οδών κοπής, επηρεάζοντας αρνητικά την ποιότητα του τσιπ.

Μετά την εισαγωγή CO2, αφενός, η εξουδετέρωση φορτίου εξασθενεί την ηλεκτροστατική έλξη μεταξύ της σκόνης και της επιφάνειας του πλακιδίου. Από την άλλη πλευρά, η ροή αερίου CO2 βοηθά στη διασπορά των σωματιδίων μακριά από τη ζώνη κοπής σε κύβους, μειώνοντας τις πιθανότητές τους να εναποθέσουν εκ νέου σε κρίσιμες περιοχές.

Το ασθενώς όξινο περιβάλλον που σχηματίζεται από το διαλυμένο CO2 καταστέλλει επίσης τη μετατροπή των μεταλλικών ιόντων σε ιζήματα υδροξειδίου, διατηρώντας τα μέταλλα σε διαλυμένη κατάσταση, ώστε να παρασύρονται πιο εύκολα από τη ροή του νερού, η οποία μειώνει τα υπολείμματα στη γκοφρέτα και τον εξοπλισμό.

Ταυτόχρονα, το CO2 είναι αδρανές. Σχηματίζοντας μια συγκεκριμένη προστατευτική ατμόσφαιρα στην περιοχή κοπής σε κύβους, μπορεί να μειώσει την άμεση επαφή μεταξύ σκόνης πυριτίου και οξυγόνου, μειώνοντας τον κίνδυνο οξείδωσης της σκόνης, συσσωμάτωσης και επακόλουθης πρόσφυσης στις επιφάνειες. Αυτό βοηθά στη διατήρηση ενός καθαρότερου περιβάλλοντος κοπής και πιο σταθερών συνθηκών διεργασίας.

Η εισαγωγή CO2 στο νερό κοπής σε κύβους κατά τη διάρκεια της κοπής γκοφρέτας όχι μόνο ελέγχει αποτελεσματικά τον στατικό κίνδυνο και τον κίνδυνο ESD, αλλά επίσης μειώνει σημαντικά τη μόλυνση από σκόνη και μέταλλα, καθιστώντας το σημαντικό μέσο για τη βελτίωση της απόδοσης σε κύβους και της αξιοπιστίας των τσιπ.