Durante il processo di rettificato dei wafer di germanio (Ge), a causa delle proprietà fisico-chimiche del materiale stesso (come bassa durezza, alta fragilità, facile ossidazione, sensibilità alla temperatura, ecc.), quando si rettifica su una
macchina di lappatura specializzata per wafer di Ge, sono probabili problemi come danni superficiali, deviazioni della precisione dimensionale e contaminazione.
Graffi superficiali (Graffi grossolani, Graffi fini)Cause:
- Presenza di grandi particelle abrasive o impurità nel fluido di rettificato (es: agglomerazione dell'abrasivo, miscela di polvere esterna).
- Durezza non adatta dell'abrasivo (una durezza eccessiva causa facilmente graffi, mentre una troppo bassa riduce l'efficienza).
Soluzioni:
- Scegliere abrasive ad alta purezza con buona dispersibilità (es: micropolvere di diamante, abrasive in SiC). Trattare il fluido di rettificato con dispersione ultrasonica prima dell'uso per evitare l'agglomerazione dell'abrasivo.
- Filtrare regolarmente il fluido di rettificato per rimuovere impurità e grandi particelle; sostituirlo con nuovo se necessario.
- Rifinire regolarmente la piastra di rettificato sulla macchina di lappatura dei wafer di Ge (es: appianamento con un rifinitore di diamante) e pulire le particelle incastonate sulla superficie della piastra per garantire la planarità.
- Scegliere abrasive con durezza adatta secondo la durezza del wafer di Ge. Usare abrasive a grana grossolana nella fase iniziale di rettificato per migliorare l'efficienza, e passare a abrasive a grana fine successivamente per ridurre i graffi.
Spaccature e notch superficialiCause:
- Alta fragilità dei wafer di Ge, pressione di rettificato eccessiva o distribuzione non uniforme della pressione.
- Velocità di rotazione eccessiva della piastra di rettificato, che porta a frizione eccessiva tra il wafer di Ge e la piastra.
- Assenza di pretrattamento sul bordo del wafer di Ge (es: microfissure sul bordo dopo il taglio).
Soluzioni:
- Adottare il controllo segmentato della pressione: usare bassa pressione per il rodaggio nella fase iniziale, e regolare gradualmente la pressione successivamente per garantire la uniformità della pressione.
- Ridurre la velocità di rotazione della piastra di rettificato e regolare i parametri secondo la dimensione della grana dell'abrasivo (velocità leggermente più alta per la rettificato grossolana, velocità più bassa per la rettificato fine).
- Eseguire il smussamento del bordo del wafer di Ge dopo il taglio per rimuovere le microfissure del bordo e evitare le spaccature causate dalla concentrazione degli stress durante la rettificato.
Spessore non uniforme e deviazione della planaritàCause:
- Planarità fuori tolleranza della piastra di rettificato, che risulta in quantità di rettificato non uniforme in diverse aree del wafer di Ge.
- Metodo di fissaggio improprio del wafer di Ge (es: pressione a punto singolo, fissaggio allentato).
- Distribuzione non uniforme del fluido di rettificato, che porta a insufficiente abrasivo o scarsa dissipazione termica in aree locali.
Soluzioni:
- Ispezionare regolarmente la planarità della piastra di rettificato. Usare un rifinitore di diamante o un blocco di rettificato in ferro fuso per appianarlo, garantendo che l'errore di planarità sia entro il range consentito.
- Adottare pressione a punti multipli, adsorbimento a vuoto o fissaggio con dispositivi per garantire il contatto completo tra il wafer di Ge e la piastra di rettificato, forza uniforme e evitare il fissaggio allentato.
- Ottimizzare il sistema di spruzzatura del fluido di rettificato per garantire la spruzzatura uniforme; aggiungere un dispositivo di agitazione se necessario per prevenire la sedimentazione dell'abrasivo.
Bassa efficienza della rettificatoCause:
- Dimensione della grana dell'abrasivo eccessivamente fine o concentrazione insufficiente.
- Pressione di rettificato e velocità di rotazione troppo basse.
- Materiale improprio della piastra di rettificato (es: superficie della piastra troppo morbida causa l'incastonamento dell'abrasivo invece del taglio).
Soluzioni:
- Scegliere razionalmente la dimensione della grana dell'abrasivo: usare grani grossolani (es: 10-20μm) nella fase iniziale per rimuovere rapidamente l'eccedenza, e passare gradualmente a grani fini successivamente.
- Aumentare adequatamente la pressione di rettificato e la velocità di rotazione senza causare danni, garantendo contemporaneamente la dissipazione termica.
- Scegliere una piastra di rettificato con durezza moderata (es: piastra in ferro fuso, piastra di rettificato di diamante con legame resinoso) e abbinare il tipo di abrasivo per migliorare l'efficienza del taglio.
La rettificato dei wafer di Ge deve affrontare problemi come danni superficiali, deviazioni dimensionali e bassa efficienza ottimizzando la selezione e il trattamento dell'abrasivo, controllando la pressione di rettificato e la velocità di rotazione, e garantendo la precisione della piastra di rettificato e la razionalità del fissaggio, in risposta alle caratteristiche del materiale come bassa durezza e alta fragilità.
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