硅材料加工工艺制造技术

本申请涉及硅材料技术领域，具体公开了硅材料加工工艺。本申请的硅材料加工工艺，包括以下步骤：先采用切削液#3对原材料进行粗磨加工，采用切削液#1对硅材料进行第一次研磨，并进行外径加工；采用切削液#2对硅材料进行打孔加工，再采用酸液对硅材料进行酸性孔蚀刻，采用切削液#1对硅材料进行两次研磨后，进行外段径加工；最后采用切削液#1对硅材料进行第四次研磨后，得成品；在加工过程中，对研磨和打孔的硅材料进行超声清洗，且采用接触式和非接触式相结合方式进行测量，保证加工余量合理；经本申请加工工艺，所得硅材料的打孔效果优异，具有广阔的市场前景。有广阔的市场前景。

【技术实现步骤摘要】
硅材料加工工艺


[0001]本申请涉及硅材料
，更具体地说，它涉及硅材料加工工艺。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，硅材料行业的需求也在不断增加。由于硅材料具有单方向导电性、热敏特性、光电特性以及掺杂特性等优良性能，可以生长为大尺寸高纯度晶体，故而被广泛应用于电子和电子产品、电力、航空航天、能源、汽车、通信等多个领域。
[0003]硅材料上的孔可以用于安装相应的支架、支撑结构或者固定装置，也可以用于制作过滤器、反应器等器械。目前硅材料的打孔技术，常导致截面刀痕粗糙，破碎层、损伤层深，残余应力大，碎片、崩边、断根等问题，增大了研磨、抛光等工序加工量，既浪费材料又降低了加工效率和成品率；且由于切屑和新切断面表面能的作用，切屑和表面会产生强烈的吸附作用，切屑不易剥离而被切削液带走，同时还阻碍了切削速度，出现孔斜、孔径误差较大的不良现象；尤其是在硅材料上面打阶梯孔，加工难度增大，打孔效果更加不理想。因此，亟需解决现有硅材料的打孔效果较差的问题，进一步扩大硅材料的应用市场。

技术实现思路

[0004]为了解决现有硅材料的打孔效果较差的问题，本申请提供了硅材料加工工艺。
[0005]本申请提供了硅材料加工工艺，采用如下的技术方案：硅材料加工工艺，包括以下步骤：S1、检查原材料外观有无破损划痕，采用切削液#3对原材料进行粗磨加工，对粗磨后的硅材料平面进行测量是否合格；S2、采用切削液#1对硅材料进行第一次研磨，并对研磨后的硅材料进行厚度测量是否合格；S3、采用切削液#1对硅材料进行外径加工，测量硅材料加工后的外径是否合格；S4、采用切削液#2对硅材料进行键孔打孔，随后进行超声波清洗，并对硅材料的键孔进行测量；S5、采用切削液#2对硅材料进行打孔加工，打孔完成的硅材料进行超声清洗，对打孔后的材料进行非接触式孔测量；S6、用酸液对硅材料进行酸性孔蚀刻，蚀刻后对硅材料表面进行外观检查有无破碎划痕；S7、采用切削液#1对硅材料进行第二次研磨，研磨后进行超声波清洗，并对硅材料进行接触式厚度测量；S8、采用切削液#1对硅材料进行第三次研磨，研磨后进行超声波清洗，并对硅材料进行接触式厚度测量；S9、采用切削液#1对硅材料进行外段径加工，对硅材料进行超声波清洗，对硅材料进行接触式外段径测量；
S10、采用切削液#1对硅材料进行第四次研磨后，分别采用去离子水和清洗剂进行超声波清洗，并对硅材料进行非接触式形状测量；S11、对硅材料进行接触式整体测量，并将成品放入包装袋中并注入去离子水封口打包出库。
[0006]通过采用上述技术方案，本申请采用切削液#1、切削液#2、切削液#3进行多次研磨，打孔处理，并采用酸液进行孔蚀刻，以达到硅材料所需产品形状和孔径大小；同时采用接触式和非接触式相结合方式，不断调整加工量，保证加工余量合理；另外，在每次研磨后，进行超声清洗，极大降低研磨和打孔对加工工艺造成的不良影响，使得硅材料的孔径尺寸精度高，品质高，提高了产品的合格率；本申请的硅材料加工工艺显著改善了硅材料的打孔效果，适合工业化生产，具有广阔的应用前景。
[0007]优选的，所述切削液#1由质量比为1000:1
‑
5的去离子水和Hysol X切削油混合而得。
[0008]通过采用上述技术方案，本申请的切削液#1采用Hysol X切削油与去离子水按照一定的质量比进行混合，所得切削液#1具有优异的润滑、冷却和缓冲作用，能够保持硅材料表面的洁净，减少了微裂纹的产生，提高了加工工艺的效率。
[0009]优选的，所述切削液#2由质量比为1000:2
‑
7的去离子水和M COOL S
‑
3900切削油混合而得。
[0010]通过采用上述技术方案，本申请的切削液#2采用M COOL S
‑
3900切削油与去离子水按照特殊的质量比进行混合，所得切削液#2具有优异的高温润滑性、冷却性和排屑性，极大地改善了孔位、孔径及孔内部的缺陷，显著提高了硅材料的打孔效果。
[0011]优选的，所述切削液#3由质量比为3
‑
4:1: 0.5
‑
1:0.1
‑
0.3的去离子水、碳化硅、纳米氧化镧与分散剂混合而得。
[0012]通过采用上述技术方案，本申请的切削液#3以碳化硅、纳米氧化镧、分散剂与水混合而得，以碳化硅、纳米氧化镧作为共同磨料，协同增效，有效降低了硅材料的表层裂纹损伤，进而获得高质量的加工表面，大大降低了成品的不合格率。
[0013]优选的，所述分散剂由质量比为3:1
‑
4的聚苯乙烯磺酸钠与槐糖脂混合而得。
[0014]通过采用上述技术方案，本申请的分散剂由聚苯乙烯磺酸钠与槐糖脂混合而得，二者相互作用，显著提高了碳化硅与纳米氧化镧的分散性，保证切削液#3的稳定性，从而确保不会划伤硅材料的表面，更容易获得高精度的表面面型效果。
[0015]优选的，所述酸液，由以下方法制得：按重量份，将2.4
‑
3.6份酸性离子液体、1
‑
3份咖啡酸、2
‑
4份乙二胺四乙酸四钠、10
‑
20份过间氯苯甲酸、1
‑
3份泊洛沙姆、4
‑
7份异丙醇加入100
‑
200份去离子水中，进行超声分散10
‑
30min，得酸液。
[0016]通过采用上述技术方案，本申请的酸液以酸性离子液体、咖啡酸、乙二胺四乙酸四钠、过间氯苯甲酸、泊洛沙姆为原料，各组分之间相互作用，不仅能够提高酸性，有效蚀刻硅材料的孔，而且能够保持硅材料的表面保持光洁和孔径余量合理，更加有利于进行后续加工工艺。
[0017]优选的，所述酸性离子液体由质量比为1
‑
2:2
‑
3:4的N
‑
乙基吡啶硫酸氢盐、三乙基胺四氟硼酸盐、1
‑
己基
‑3‑
甲基咪唑六氟磷酸盐的混合物。
[0018]通过采用上述技术方案，本申请以N
‑
乙基吡啶硫酸氢盐、三乙基胺四氟硼酸盐、1
‑
己基
‑3‑
甲基咪唑六氟磷酸盐的混合物作为酸性离子液体，三者的结构不同，相互协同作用，不仅能够提高酸性，协同咖啡酸，共同刻蚀硅材料的孔结构，而且对金属离子具有较强的络合能力，能够除去附着在硅材料表面的杂质；另外，具有较高的热稳定性，能够满足在较高温度下进行酸刻蚀，进而提高加工效率。
[0019]优选的，所述步骤S1中粗磨采用化学机械研磨方式，研磨压力为150
‑
250kPa，研磨温度为40
‑
50℃，研磨垫转速为22
‑
28r/min，砂轮转速为50
‑
60r/min，且控制切削液#3的流量在9
‑
11L/min。
[0020]优选的，所述步骤S6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.硅材料加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、检查原材料外观有无破损划痕，采用切削液#3对原材料进行粗磨加工，对粗磨后的硅材料平面进行测量是否合格；S2、采用切削液#1对硅材料进行第一次研磨，并对研磨后的硅材料进行厚度测量是否合格；S3、采用切削液#1对硅材料进行外径加工，测量硅材料加工后的外径是否合格；S4、采用切削液#2对硅材料进行键孔打孔，随后进行超声波清洗，并对硅材料的键孔进行测量；S5、采用切削液#2对硅材料进行打孔加工，打孔完成的硅材料进行超声清洗，对打孔后的材料进行非接触式孔测量；S6、用酸液对硅材料进行酸性孔蚀刻，蚀刻后对硅材料表面进行外观检查有无破碎划痕；S7、采用切削液#1对硅材料进行第二次研磨，研磨后进行超声波清洗，并对硅材料进行接触式厚度测量；S8、采用切削液#1对硅材料进行第三次研磨，研磨后进行超声波清洗，并对硅材料进行接触式厚度测量；S9、采用切削液#1对硅材料进行外段径加工，对硅材料进行超声波清洗，对硅材料进行接触式外段径测量；S10、采用切削液#1对硅材料进行第四次研磨后，分别采用去离子水和清洗剂进行超声波清洗，并对硅材料进行非接触式形状测量；S11、对硅材料进行接触式整体测量，并将成品放入包装袋中并注入去离子水封口打包出库。2.根据权利要求1所述的硅材料加工工艺，其特征在于，所述切削液#1由质量比为1000:1
‑
5的去离子水和Hysol X切削油混合而得。3.根据权利要求1所述的硅材料加工工艺，其特征在于，所述切削液#2由质量比为1000:2
‑
7的去离子水和M COOL S
‑
3900切削油混合而得。4.根据权利要求1所述的硅材料加工工艺，其特征在于，所述切削液#3由质量比为3
‑
4:1: 0.5
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：辛长林，王宇，陈浩，崔金石，
申请(专利权)人：安徽高芯众科半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：