Επιθεώρηση της σαφείρινης μπάλας πριν από την επεξεργασία των κυψελών: Κρυστάλλινος προσανατολισμός, ελαττώματα φυσαλίδας, άγχος και χρήσιμη απόδοση
Επιθεώρηση της σαφείρινης μπάλας πριν από την επεξεργασία των κυψελών: Κρυστάλλινος προσανατολισμός, ελαττώματα φυσαλίδας, άγχος και χρήσιμη απόδοση
2026-08-28
ΕΝΑγκοφρέτα ζαφείρικληρονομεί πολλά από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά του πριν ξεκινήσει ο τεμαχισμός, το τρίψιμο ή το γυάλισμα. Ο προσανατολισμός των κρυστάλλων, οι εσωτερικές φυσαλίδες, τα εγκλείσματα, τα όρια κόκκων χαμηλής γωνίας, οι ρωγμές και η υπολειπόμενη τάση υπάρχουν ήδη μέσα στο στόμιο του ζαφείρι και μπορούν να καθορίσουν εάν η κατάντη επεξεργασία παράγει πρωτεύουσες γκοφρέτες ή υπερβολικό σκραπ.
Η επιθεώρηση του μπουλονιού πριν από τον πυρήνα και τον τεμαχισμό βοηθά τους κατασκευαστές να αποφύγουν την επεξεργασία ελαττωματικών περιοχών, να επιλέξουν τη σωστή κατεύθυνση κοπής και να εκτιμήσουν τον πραγματικό αριθμό των χρησιμοποιήσιμων γκοφρετών.
Αυτό το άρθρο εξηγεί τα κύρια είδη επιθεώρησης ζαφειριού, τις κοινές μεθόδους επιθεώρησης και τη σχέση μεταξύ της ποιότητας του βουνού και της τελικής απόδοσης γκοφρέτας.
Γιατί να επιθεωρήσετε το Sapphire πριν την επεξεργασία της γκοφρέτας;
Το συνθετικό ζαφείρι είναι μονοκρυσταλλικό οξείδιο αλουμινίου, Al2O3. Συνδυάζει υψηλή σκληρότητα, χημική αντοχή, θερμική σταθερότητα και οπτική μετάδοση, καθιστώντας το κατάλληλο για:
Επιταξιακά υποστρώματα LED;
Επεξεργασία ημιαγωγών;
Οπτικά παράθυρα;
Εξαρτήματα ρολογιού.
Συστήματα λέιζερ;
Προστασία αισθητήρα;
Εφαρμογές SOS και RF.
Στοιχεία παρατήρησης υψηλής θερμοκρασίας.
Η καλλιέργεια ενός μεγάλου κρυστάλλου ζαφείρι δεν εγγυάται ότι ολόκληρο το μπουκάλι μπορεί να μετατραπεί σε χρησιμοποιήσιμες γκοφρέτες. Διαφορετικές περιοχές μπορεί να περιέχουν διαφορετικά επίπεδα στρες, φυσαλίδες, εγκλείσματα, εξαρθρώσεις ή απόκλιση προσανατολισμού.
Έρευνα σε μεγάλες βουλίτσες ζαφείρι έχει βρει ότι οι φυσαλίδες, τα εγκλείσματα και η διπλή διάθλαση του στρες μπορεί να συγκεντρώνονται κοντά σε περιφερειακές περιοχές αντί να κατανέμονται ομοιόμορφα σε όλο τον κρύσταλλο. Αυτό καθιστά τη χωρική επιθεώρηση και τη χαρτογράφηση ελαττωμάτων πιο χρήσιμα από ένα μόνο αποτέλεσμα διέλευσης/αστοχίας. Μελέτη της ανάπτυξης και της κατανομής ελαττωμάτων μεγάλου ζαφείριου
Η επιθεώρηση πριν από την επεξεργασία επιτρέπει στους κατασκευαστές να:
Επιβεβαιώστε την κρυσταλλογραφική κατεύθυνση.
Επιλέξτε την καλύτερη θέση πυρήνα.
Εξαίρεση ελαττωματικών περιοχών άκρων.
Ανίχνευση ρωγμών πριν από τη μηχανική κοπή.
Προσδιορίστε συμπλέγματα φυσαλίδων και συμπερίληψης.
Αξιολογήστε την υπολειπόμενη τάση.
Εκτίμηση του χρησιμοποιήσιμου όγκου boule.
Βελτιώστε την απόδοση κοπής και στίλβωσης.
Αντιστοιχίστε διαφορετικές περιοχές boule με διαφορετικές ποιότητες προϊόντων.
Από το Sapphire Boule έως το Finished Wafer
Μια απλοποιημένη ροή παραγωγής γκοφρέτας ζαφείρι περιλαμβάνει:
Ανάπτυξη κρυστάλλων ζαφείρι?
Ψύξη και ανόπτηση Boule.
Καθαρισμός εξωτερικής επιφάνειας;
Οπτική και οπτική επιθεώρηση.
Μέτρηση προσανατολισμού κρυστάλλου;
Χαρτογράφηση ελαττωμάτων και τάσεων.
Τρίψιμο πυρήνων ή διαμέτρου.
Σήμανση τελικού σημείου και προσανατολισμού.
Τεμαχισμός;
Τρίψιμο άκρων;
Περιτύλιξη?
Θερμική επεξεργασία, όταν απαιτείται.
Γυάλισμα και CMP;
Τελική επιθεώρηση γκοφρέτας.
Οι αποφάσεις που λαμβάνονται κατά την επιθεώρηση boule επηρεάζουν σχεδόν κάθε μεταγενέστερο στάδιο. Εάν ο άξονας του πυρήνα είναι λανθασμένος, όλα τα πλακίδια που κόβονται από τον πυρήνα μπορεί να έχουν απαράδεκτο σφάλμα προσανατολισμού. Εάν χαθεί μια εσωτερική ρωγμή, μπορεί να διαδοθεί κατά τη διάρκεια του τεμαχισμού και να καταστρέψει πολλές γκοφρέτες.
Επιβεβαίωση Κρυσταλλικού Προσανατολισμού
Ο προσανατολισμός των κρυστάλλων είναι μια από τις πρώτες παραμέτρους που πρέπει να επιβεβαιωθούν πριν από τον πυρήνα ή τον τεμαχισμό.
Το ζαφείρι έχει τριγωνική κρυσταλλική δομή και είναι ανισότροπο. Η μηχανική, οπτική και μεταποιητική του συμπεριφορά ποικίλλει ανάλογα με την κρυσταλλογραφική κατεύθυνση. Το επίπεδο κοπής επηρεάζει:
Επιταξιακή ανάπτυξη φιλμ;
Επιφανειακή ατομική δομή;
Ρυθμός λείανσης και στίλβωσης.
Συμπεριφορά διάσπασης και κατάγματος.
Οπτική διπλή διάθλαση;
Θερμική διαστολή;
Ισχύς γκοφρέτας;
Τελική απόδοση της συσκευής.
Κοινοί προσανατολισμοί γκοφρέτας από ζαφείρι
Προσανατολισμός
Κοινή σημειογραφία
Τυπικές εφαρμογές
C-αεροπλάνο
(0001)
LED, επιταξία GaN, υποστρώματα ημιαγωγών
Α-αεροπλάνο
(11-20)
Μη πολική επιταξία και εξειδικευμένες οπτικές χρήσεις
R-επίπεδο
(1-102)
Silicon-on-sapphire και ηλεκτρονικές εφαρμογές
Μ-αεροπλάνο
(10-10)
Μη πολική έρευνα GaN και εξειδικευμένες συσκευές
Το ζαφείρι C-plane χρησιμοποιείται ευρέως για επιταξία LED και ημιαγωγών με βάση το GaN. Το επίπεδο R μπορεί να απαιτείται για δομές πυριτίου σε ζαφείρι, ενώ το επίπεδο Α και το επίπεδο M χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές που επωφελούνται από μη πολικές κρυσταλλικές επιφάνειες.
Μέθοδοι Επιθεώρησης Προσανατολισμού
Ο προσανατολισμός των κρυστάλλων γενικά μετράται χρησιμοποιώντας τεχνικές που βασίζονται σε ακτίνες Χ.
Οι κοινές μέθοδοι περιλαμβάνουν:
Περίθλαση ακτίνων Χ;
Laue οπίσθια αντανάκλαση;
Γωνιομετρία ακτίνων Χ;
Χαρτογράφηση προσανατολισμού σε πολλές θέσεις boule.
Μια μεμονωμένη μέτρηση προσανατολισμού μπορεί να μην είναι αρκετή για ένα μεγάλο boule. Οι μετρήσεις στο άκρο του σπόρου, στο μέσο και στο άκρο της ουράς μπορούν να βοηθήσουν στον εντοπισμό της μετατόπισης του προσανατολισμού ή των περιοχών που επηρεάζονται από τα όρια χαμηλής γωνίας.
Ανοχή Προσανατολισμού
Η αποδεκτή ανοχή προσανατολισμού εξαρτάται από την τελική εφαρμογή. Ένα υπόστρωμα επιταξίας μπορεί να απαιτεί πολύ πιο αυστηρό έλεγχο από ένα γενικό οπτικό εξάρτημα.
Η έκθεση επιθεώρησης πρέπει να κάνει διάκριση μεταξύ:
Ονομαστικό κρυστάλλινο επίπεδο.
Πραγματικό μετρημένο επίπεδο.
Γωνία αποκοπής;
Κατεύθυνση offcut;
Αβεβαιότητα μέτρησης;
Διακύμανση προσανατολισμού κατά μήκος της μπούλας.
Η γωνία αποκοπής και η κατεύθυνση αποκοπής δεν πρέπει να συνδυάζονται σε μία διφορούμενη τιμή. Δύο γκοφρέτες με το ίδιο μέγεθος αποκοπής μπορούν να συμπεριφέρονται διαφορετικά εάν η κατεύθυνση κλίσης είναι διαφορετική.
Ελαττώματα φυσαλίδων σε Sapphire Boules
Οι φυσαλίδες είναι εσωτερικά ελαττώματα που μοιάζουν με κενό που μπορεί να δημιουργηθούν κατά την ανάπτυξη κρυστάλλων ζαφείρι. Μπορεί να περιέχουν παγιδευμένο αέριο ή να εμφανίζονται ως διαφανή, αντανακλαστικά ή σημεία σκέδασης φωτός μέσα στον κρύσταλλο.
Οι μελέτες για την παραγωγή ζαφείρι εντοπίζουν εγκλείσματα φυσαλίδων, εξαρθρώσεις και όρια κόκκων χαμηλής γωνίας ως σημαντικά ελαττώματα χύδην κρυστάλλων. Ο σχηματισμός τους σχετίζεται στενά με τις συνθήκες τήξης και το σχήμα και τη σταθερότητα της διεπαφής τήγματος-κρυστάλλου. Ανασκόπηση της διεπαφής τήγματος-κρυστάλλου στην παραγωγή ζαφείρι
Γιατί σχηματίζονται φυσαλίδες
Ο σχηματισμός φυσαλίδων μπορεί να επηρεαστεί από:
Αέριο παγιδευμένο στο τήγμα.
Μόλυνση πρώτων υλών;
Ατμόσφαιρα φούρνου?
Ρυθμός ανάπτυξης κρυστάλλων;
Διακυμάνσεις θερμοκρασίας;
Συναγωγή τήξης;
Σχήμα διεπαφής;
Συνθήκη χωνευτηρίου;
Τοπική αστάθεια κατά τη στερεοποίηση.
Ο ακριβής μηχανισμός εξαρτάται από τη μέθοδο ανάπτυξης κρυστάλλων και τις συνθήκες του κλιβάνου.
Γιατί οι φυσαλίδες έχουν σημασία
Μια φυσαλίδα μπορεί να επηρεάσει τόσο τις οπτικές όσο και τις γκοφρέτες ημιαγωγών.
Οι πιθανές συνέπειες περιλαμβάνουν:
Σκέδαση φωτός;
Μειωμένη οπτική μετάδοση.
Τοπική συγκέντρωση στρες;
Ράγισμα κατά τον τεμαχισμό.
Επιφανειακά κοιλώματα μετά από λείανση ή στίλβωση.
Απόρριψη κατά την αυτοματοποιημένη οπτική επιθεώρηση.
Μειωμένο καθαρό διάφραγμα.
Ελαττώματα επιταξίας αν η φυσαλίδα τέμνει την επιφάνεια του πλακιδίου.
Μια βαθιά θαμμένη φυσαλίδα μπορεί να φαίνεται ακίνδυνη στη μπούκλα, αλλά μετατρέπεται σε λάκκο που ανοίγει την επιφάνεια μετά την κοπή της φυσαλίδας.
Μέθοδοι επιθεώρησης φυσαλίδων
Ανάλογα με το μέγεθος του boule και την οπτική κατάσταση, η επιθεώρηση φυσαλίδων μπορεί να χρησιμοποιήσει:
Φωτισμός σε φωτεινό πεδίο.
Φωτισμός σκοτεινού πεδίου.
Συγκεντρωμένο εκπεμπόμενο φως.
Σκέδαση λέιζερ;
Πλαϊνός φωτισμός;
Οπτικό μικροσκόπιο;
Αυτοματοποιημένη απεικόνιση και χαρτογράφηση ελαττωμάτων.
Τα ελαττώματα πρέπει να καταγράφονται ανά θέση, μέγεθος και πυκνότητα. Μια απλή δήλωση όπως "χωρίς ορατές φυσαλίδες" είναι δύσκολο να ελεγχθεί εκτός εάν οριστούν οι συνθήκες φωτισμού και το όριο ανίχνευσης.
Εγκλείσεις και Ξένο Υλικό
Τα εγκλείσματα είναι στερεές ξένες φάσεις ή περιοχές με σύνθεση διαφορετική από τον περιβάλλοντα κρύσταλλο ζαφείρι.
Οι πιθανές πηγές περιλαμβάνουν:
Μόλυνση πρώτων υλών;
Μόλυνση από χωνευτήριο;
Πυρίμαχα σωματίδια;
Μη λιωμένη αλουμίνα;
Αποικοδόμηση εξαρτημάτων κλιβάνου.
Τοπικός χημικός διαχωρισμός.
Τα εγκλείσματα μπορεί να εμφανίζονται ως σκοτεινά σημεία, ανακλαστικά σωματίδια, νεφελώδεις περιοχές ή κέντρα διασποράς.
Ακόμη και μικρά εγκλείσματα μπορούν να γίνουν αιτίες αστοχίας κατά την κοπή και το γυάλισμα, επειδή το ζαφείρι είναι σκληρό αλλά εύθραυστο. Οι τοπικές διαφορές στη θερμική διαστολή ή στις μηχανικές ιδιότητες δημιουργούν πίεση γύρω από την έγκλειση.
Για το οπτικό ζαφείρι, τα εγκλείσματα μειώνουν τη μετάδοση και την ποιότητα του καθαρού διαφράγματος. Για υποστρώματα ημιαγωγών, μπορούν να προκαλέσουν επιφανειακά ελαττώματα, μόλυνση ή τοπικές επιταξιακές ανωμαλίες.
Ρωγμές και υποεπιφανειακές ζημιές
Οι βούλες ζαφείρι μπορεί να αναπτύξουν ρωγμές κατά την ανάπτυξη, την ψύξη, την ανόπτηση, τη μεταφορά ή την προκαταρκτική κατεργασία.
Κοινοί τύποι ρωγμών
Επιφανειακές ρωγμές;
Ακτινικές ρωγμές;
Αξονικές ρωγμές;
Ρωγμές άκρων;
Εσωτερικές ρωγμές;
Ρωγμές θερμικού σοκ;
Υποεπιφανειακές ρωγμές που προκαλούνται από λείανση.
Ορισμένες ρωγμές είναι εύκολα ορατές, ενώ άλλες μπορούν να ανιχνευθούν μόνο υπό κατευθυντικό φωτισμό ή μη καταστροφική δοκιμή.
Γιατί οι μικρές ρωγμές είναι επικίνδυνες
Μια μικρή ρωγμή κοντά στο άκρο της ράβδου μπορεί να διαδοθεί κατά τη διάρκεια:
Πυρήνωση?
Διάμετρος λείανσης;
Τεμαχισμός σύρματος;
Καθαρισμός με υπερήχους;
Περιτύλιξη?
Θερμική επεξεργασία.
Εάν μια ρωγμή φτάσει στην προγραμματισμένη περιοχή του πυρήνα, ο περιβάλλων όγκος θα πρέπει να εξαιρεθεί ή να εκχωρηθεί σε ένα λιγότερο απαιτητικό προϊόν.
Η κοπή μιας ρωγμής χωρίς να την χαρτογραφήσει πρώτα μπορεί να βλάψει το σύρμα κοπής, να προκαλέσει θραύση της γκοφρέτας και να μολύνει τον εξοπλισμό επεξεργασίας με θραύσματα.
Υπολειμματική πίεση και διπλή διάθλαση στρες
Η υπολειπόμενη τάση είναι μια άλλη κρίσιμη παράμετρος ποιότητας boule. Αναπτύσσεται όταν διαφορετικές κρυσταλλικές περιοχές ψύχονται ή στερεοποιούνται κάτω από διαφορετικές θερμικές συνθήκες.
Το άγχος μπορεί να προκληθεί από:
Μεγάλες θερμικές κλίσεις.
Ανομοιόμορφη ψύξη.
Ακανόνιστες διεπαφές τήγματος-κρυστάλλου.
Αλλαγές διαμέτρου κρυστάλλου.
Αστάθεια του ρυθμού ανάπτυξης.
Περιορισμοί σπόρων;
Ελαττώματα και εγκλείσματα.
Ανεπαρκής ανόπτηση.
Επιπτώσεις του υπολειπόμενου στρες
Το υπολειπόμενο στρες μπορεί να προκαλέσει:
Ράγισμα κατά την κοπή ή τον τεμαχισμό.
Γκοφρέτα τόξο και στημόνι?
Ανομοιομορφία πάχους μετά την περιτύλιξη.
Ανώμαλο γυάλισμα.
Τρίψιμο άκρων.
Τοπική οπτική διπλή διάθλαση;
Αστάθεια διαστάσεων κατά τη θέρμανση.
Μειωμένη μηχανική αντοχή.
Η τελική διαδικασία γκοφρέτας μπορεί να δημιουργήσει πρόσθετη πίεση και τόξο. Η έρευνα έχει δείξει ότι η ακανόνιστη τριβή κατά την πρώιμη επεξεργασία γκοφρέτας από ζαφείρι μπορεί να επηρεάσει το μηχανικά διαμορφωμένο τόξο της γκοφρέτας. Το στρες Boule και το στρες που προκαλείται από την επεξεργασία πρέπει επομένως να αντιμετωπίζονται ως ξεχωριστοί αλλά αλληλεπιδρώντες παράγοντες. Μελέτη σχηματισμού τόξων κατά την επεξεργασία της γκοφρέτας ζαφείρι
Επιθεώρηση πολωμένου φωτός
Το Sapphire είναι οπτικά ανισότροπο, επομένως η αξιολόγηση της τάσης απαιτεί μια διαμόρφωση επιθεώρησης κατάλληλη για την επιλεγμένη κρυσταλλογραφική κατεύθυνση.
Ένα πολικοσκόπιο ή μια διάταξη σταυρωτού πολωτή μπορεί να αποκαλύψει οπτικά μοτίβα που σχετίζονται με την καταπόνηση. Περιοχές με μη φυσιολογικό χρώμα, συγκέντρωση κροσσών ή παραμορφωμένα μοτίβα μπορεί να υποδεικνύουν διαβαθμίσεις υπολειπόμενης τάσης.
Το σύστημα επιθεώρησης θα πρέπει να ορίζει:
Μήκος κύματος φωτός;
Προσανατολισμός πολωτή;
Boule προσανατολισμός;
Μήκος οπτικής διαδρομής;
Γεωμετρία απεικόνισης;
Πρότυπο αποδοχής.
Η ποιοτική επιθεώρηση πολωμένου φωτός είναι χρήσιμη για τον έλεγχο, αλλά η ποσοτική αξιολόγηση της τάσης μπορεί να απαιτεί βαθμονομημένες φωτοελαστικές μετρήσεις, φασματοσκοπία Raman ή άλλες εξειδικευμένες τεχνικές.
Όρια κόκκων χαμηλής γωνίας
Ένα boule που προορίζεται να είναι μονοκρύσταλλο μπορεί να περιέχει γειτονικές περιοχές με μικρό κρυσταλλογραφικό λάθος προσανατολισμό. Αυτές οι διεπαφές ονομάζονται συχνά όρια κόκκων χαμηλής γωνίας.
Μπορεί να είναι δύσκολο να εντοπιστούν μέσω της συνήθους οπτικής επιθεώρησης, αλλά μπορεί να επηρεάσουν:
Ομοιομορφία προσανατολισμού;
Μηχανική αντοχή;
Επιπεδότητα γκοφρέτας;
Συμπεριφορά στίλβωσης;
Επιταξιακή ομοιομορφία;
Απόδοση συσκευής.
Η τοπογραφία ακτίνων Χ, η χαρτογράφηση προσανατολισμού ή οι μέθοδοι χάραξης μπορούν να βοηθήσουν στην ανίχνευση αυτών των ορίων.
Εάν ένα όριο χαμηλής γωνίας διασχίζει τον προγραμματισμένο πυρήνα, οι γκοφρέτες που κόβονται από αυτήν την περιοχή μπορεί να εμφανίζουν διαφορετικούς προσανατολισμούς κρυστάλλων σε μια ενιαία επιφάνεια. Τέτοιες γκοφρέτες μπορεί να είναι ακατάλληλες για απαιτητικές επιταξιακές εφαρμογές ακόμα και όταν φαίνονται οπτικά καθαρές.
Εξαρθρήματα και Ποιότητα Κρυστάλλου
Τα εξαρθρήματα είναι ελαττώματα γραμμής στο κρυσταλλικό πλέγμα. Η πυκνότητα και η κατανομή τους εξαρτώνται από τις συνθήκες ανάπτυξης κρυστάλλων, τη θερμική καταπόνηση και τη μέθοδο ανάπτυξης.
Οι εξαρθρώσεις μπορεί να επηρεάσουν:
Μηχανική αντοχή;
Etch-pit πυκνότητα;
Οπτική ποιότητα;
Προετοιμασία επιφάνειας;
Επιταξιακή συμπεριφορά φιλμ.
Οι μέθοδοι επιθεώρησης μπορεί να περιλαμβάνουν:
Τοπογραφία ακτίνων Χ;
Επιλεκτική χημική χάραξη;
Μέτρηση πυκνότητας χαρακτικής.
Οπτικό μικροσκόπιο;
Σύγχροτρον ή εργαστηριακή απεικόνιση ακτίνων Χ.
Δεν απαιτείται κάθε εφαρμογή το ίδιο όριο πυκνότητας εξάρθρωσης. Τα οπτικά παράθυρα, τα υποστρώματα LED και οι γκοφρέτες έρευνας μπορεί να έχουν διαφορετικά κριτήρια αποδοχής.
Επιθεώρηση διαστάσεων της Βουλής
Πριν από τον υπολογισμό της απόδοσης, οι φυσικές διαστάσεις του μπουλού θα πρέπει να μετρηθούν με ακρίβεια.
Οι σημαντικές διαστάσεις περιλαμβάνουν:
Μέγιστη και ελάχιστη διάμετρος.
Συνολικό μήκος;
Ευθύ χρησιμοποιήσιμο μήκος.
Κωνοειδής;
Στρογγυλότητα;
Επιφανειακές ανωμαλίες;
Εξαίρεση από το τέλος σποράς.
Εξαίρεση από το τέλος της ουράς.
Βάθος ελαττώματος άκρης.
Μεγάλες ονομαστικές διαστάσεις μπουλών μπορεί να είναι παραπλανητικές εάν πρέπει να αφαιρεθεί μια σημαντική εξωτερική ζώνη για να επιτευχθεί η διάμετρος του πυρήνα στόχου.
Ένας χάρτης διαμέτρου κατά μήκος του μήκους της μπούλας βοηθά στον προσδιορισμό του πού μπορεί να εξαχθεί ένας κυλινδρικός πυρήνας πλήρους μεγέθους.
Χαρτογράφηση του Boule Before Coring
Ένας πρακτικός χάρτης boule συνδυάζει πληροφορίες διαστάσεων, κρυσταλλογραφικών και ελαττωμάτων.
Κάθε ελάττωμα μπορεί να καταγραφεί χρησιμοποιώντας:
Αξονική θέση;
Ακτινική θέση;
Περιφερειακή θέση;
Τύπος ελαττώματος;
Μέγεθος ελαττώματος;
Μέθοδος επιθεώρησης;
Επίπεδο εμπιστοσύνης;
Απαιτούμενο περιθώριο αποκλεισμού.
Αυτός ο χάρτης επιτρέπει στους μηχανικούς να επιλέξουν τη θέση του πυρήνα και την κατεύθυνση κοπής που μεγιστοποιούν το χρησιμοποιήσιμο υλικό.
Σε ορισμένες περιπτώσεις, το αποτέλεσμα της υψηλότερης αξίας δεν είναι ένας μεγάλος πυρήνας. Ένα boule με εντοπισμένα ελαττώματα μπορεί να παράγει μεγαλύτερη αξία όταν χωρίζεται σε πολλούς μικρότερους πυρήνες ή οπτικά εξαρτήματα.
Υπολογισμός Θεωρητικής Απόδοσης Γκοφρέτας
Ένας απλός θεωρητικός αριθμός γκοφρέτας μπορεί να εκτιμηθεί χρησιμοποιώντας:
NtheoreticalN_\text{theoretical}είναι ο θεωρητικός αριθμός των φετών.
LusableL_\text{usable}είναι το χρησιμοποιήσιμο μήκος πυρήνα.
TsliceT_\text{slice}είναι το αρχικό πάχος της φέτας.
KkerfK_\text{kerf}είναι το υλικό που χάνεται κατά τη διάρκεια κάθε κοπής.
Το αρχικό πάχος της φέτας πρέπει να περιλαμβάνει επαρκή περιθώρια για:
Περιτύλιξη?
Τρίψιμο;
Στίλβωμα;
CMP;
Τελική ανοχή πάχους.
Διόρθωση τόξου και στημονιού.
Αυτός ο τύπος παρέχει μόνο μια εκτίμηση προγραμματισμού. Δεν περιλαμβάνει θραύση, αποκλεισμό άκρων, απόρριψη προσανατολισμού ή απώλειες ποιότητας επιφάνειας.
Εκτίμηση της απόδοσης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί
Μια πιο ρεαλιστική εκτίμηση μπορεί να εκφραστεί ως εξής:
Κάθε απόδοση διεργασίας θα πρέπει να βασίζεται σε πραγματικά δεδομένα παραγωγής για την κατηγορία boule, τη διάμετρο πλακών, τον προσανατολισμό και τις απαιτούμενες προδιαγραφές.
Επιθεώρηση της σαφείρινης μπάλας πριν από την επεξεργασία των κυψελών: Κρυστάλλινος προσανατολισμός, ελαττώματα φυσαλίδας, άγχος και χρήσιμη απόδοση
Επιθεώρηση της σαφείρινης μπάλας πριν από την επεξεργασία των κυψελών: Κρυστάλλινος προσανατολισμός, ελαττώματα φυσαλίδας, άγχος και χρήσιμη απόδοση
ΕΝΑγκοφρέτα ζαφείρικληρονομεί πολλά από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά του πριν ξεκινήσει ο τεμαχισμός, το τρίψιμο ή το γυάλισμα. Ο προσανατολισμός των κρυστάλλων, οι εσωτερικές φυσαλίδες, τα εγκλείσματα, τα όρια κόκκων χαμηλής γωνίας, οι ρωγμές και η υπολειπόμενη τάση υπάρχουν ήδη μέσα στο στόμιο του ζαφείρι και μπορούν να καθορίσουν εάν η κατάντη επεξεργασία παράγει πρωτεύουσες γκοφρέτες ή υπερβολικό σκραπ.
Η επιθεώρηση του μπουλονιού πριν από τον πυρήνα και τον τεμαχισμό βοηθά τους κατασκευαστές να αποφύγουν την επεξεργασία ελαττωματικών περιοχών, να επιλέξουν τη σωστή κατεύθυνση κοπής και να εκτιμήσουν τον πραγματικό αριθμό των χρησιμοποιήσιμων γκοφρετών.
Αυτό το άρθρο εξηγεί τα κύρια είδη επιθεώρησης ζαφειριού, τις κοινές μεθόδους επιθεώρησης και τη σχέση μεταξύ της ποιότητας του βουνού και της τελικής απόδοσης γκοφρέτας.
Γιατί να επιθεωρήσετε το Sapphire πριν την επεξεργασία της γκοφρέτας;
Το συνθετικό ζαφείρι είναι μονοκρυσταλλικό οξείδιο αλουμινίου, Al2O3. Συνδυάζει υψηλή σκληρότητα, χημική αντοχή, θερμική σταθερότητα και οπτική μετάδοση, καθιστώντας το κατάλληλο για:
Επιταξιακά υποστρώματα LED;
Επεξεργασία ημιαγωγών;
Οπτικά παράθυρα;
Εξαρτήματα ρολογιού.
Συστήματα λέιζερ;
Προστασία αισθητήρα;
Εφαρμογές SOS και RF.
Στοιχεία παρατήρησης υψηλής θερμοκρασίας.
Η καλλιέργεια ενός μεγάλου κρυστάλλου ζαφείρι δεν εγγυάται ότι ολόκληρο το μπουκάλι μπορεί να μετατραπεί σε χρησιμοποιήσιμες γκοφρέτες. Διαφορετικές περιοχές μπορεί να περιέχουν διαφορετικά επίπεδα στρες, φυσαλίδες, εγκλείσματα, εξαρθρώσεις ή απόκλιση προσανατολισμού.
Έρευνα σε μεγάλες βουλίτσες ζαφείρι έχει βρει ότι οι φυσαλίδες, τα εγκλείσματα και η διπλή διάθλαση του στρες μπορεί να συγκεντρώνονται κοντά σε περιφερειακές περιοχές αντί να κατανέμονται ομοιόμορφα σε όλο τον κρύσταλλο. Αυτό καθιστά τη χωρική επιθεώρηση και τη χαρτογράφηση ελαττωμάτων πιο χρήσιμα από ένα μόνο αποτέλεσμα διέλευσης/αστοχίας. Μελέτη της ανάπτυξης και της κατανομής ελαττωμάτων μεγάλου ζαφείριου
Η επιθεώρηση πριν από την επεξεργασία επιτρέπει στους κατασκευαστές να:
Επιβεβαιώστε την κρυσταλλογραφική κατεύθυνση.
Επιλέξτε την καλύτερη θέση πυρήνα.
Εξαίρεση ελαττωματικών περιοχών άκρων.
Ανίχνευση ρωγμών πριν από τη μηχανική κοπή.
Προσδιορίστε συμπλέγματα φυσαλίδων και συμπερίληψης.
Αξιολογήστε την υπολειπόμενη τάση.
Εκτίμηση του χρησιμοποιήσιμου όγκου boule.
Βελτιώστε την απόδοση κοπής και στίλβωσης.
Αντιστοιχίστε διαφορετικές περιοχές boule με διαφορετικές ποιότητες προϊόντων.
Από το Sapphire Boule έως το Finished Wafer
Μια απλοποιημένη ροή παραγωγής γκοφρέτας ζαφείρι περιλαμβάνει:
Ανάπτυξη κρυστάλλων ζαφείρι?
Ψύξη και ανόπτηση Boule.
Καθαρισμός εξωτερικής επιφάνειας;
Οπτική και οπτική επιθεώρηση.
Μέτρηση προσανατολισμού κρυστάλλου;
Χαρτογράφηση ελαττωμάτων και τάσεων.
Τρίψιμο πυρήνων ή διαμέτρου.
Σήμανση τελικού σημείου και προσανατολισμού.
Τεμαχισμός;
Τρίψιμο άκρων;
Περιτύλιξη?
Θερμική επεξεργασία, όταν απαιτείται.
Γυάλισμα και CMP;
Τελική επιθεώρηση γκοφρέτας.
Οι αποφάσεις που λαμβάνονται κατά την επιθεώρηση boule επηρεάζουν σχεδόν κάθε μεταγενέστερο στάδιο. Εάν ο άξονας του πυρήνα είναι λανθασμένος, όλα τα πλακίδια που κόβονται από τον πυρήνα μπορεί να έχουν απαράδεκτο σφάλμα προσανατολισμού. Εάν χαθεί μια εσωτερική ρωγμή, μπορεί να διαδοθεί κατά τη διάρκεια του τεμαχισμού και να καταστρέψει πολλές γκοφρέτες.
Επιβεβαίωση Κρυσταλλικού Προσανατολισμού
Ο προσανατολισμός των κρυστάλλων είναι μια από τις πρώτες παραμέτρους που πρέπει να επιβεβαιωθούν πριν από τον πυρήνα ή τον τεμαχισμό.
Το ζαφείρι έχει τριγωνική κρυσταλλική δομή και είναι ανισότροπο. Η μηχανική, οπτική και μεταποιητική του συμπεριφορά ποικίλλει ανάλογα με την κρυσταλλογραφική κατεύθυνση. Το επίπεδο κοπής επηρεάζει:
Επιταξιακή ανάπτυξη φιλμ;
Επιφανειακή ατομική δομή;
Ρυθμός λείανσης και στίλβωσης.
Συμπεριφορά διάσπασης και κατάγματος.
Οπτική διπλή διάθλαση;
Θερμική διαστολή;
Ισχύς γκοφρέτας;
Τελική απόδοση της συσκευής.
Κοινοί προσανατολισμοί γκοφρέτας από ζαφείρι
Προσανατολισμός
Κοινή σημειογραφία
Τυπικές εφαρμογές
C-αεροπλάνο
(0001)
LED, επιταξία GaN, υποστρώματα ημιαγωγών
Α-αεροπλάνο
(11-20)
Μη πολική επιταξία και εξειδικευμένες οπτικές χρήσεις
R-επίπεδο
(1-102)
Silicon-on-sapphire και ηλεκτρονικές εφαρμογές
Μ-αεροπλάνο
(10-10)
Μη πολική έρευνα GaN και εξειδικευμένες συσκευές
Το ζαφείρι C-plane χρησιμοποιείται ευρέως για επιταξία LED και ημιαγωγών με βάση το GaN. Το επίπεδο R μπορεί να απαιτείται για δομές πυριτίου σε ζαφείρι, ενώ το επίπεδο Α και το επίπεδο M χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές που επωφελούνται από μη πολικές κρυσταλλικές επιφάνειες.
Μέθοδοι Επιθεώρησης Προσανατολισμού
Ο προσανατολισμός των κρυστάλλων γενικά μετράται χρησιμοποιώντας τεχνικές που βασίζονται σε ακτίνες Χ.
Οι κοινές μέθοδοι περιλαμβάνουν:
Περίθλαση ακτίνων Χ;
Laue οπίσθια αντανάκλαση;
Γωνιομετρία ακτίνων Χ;
Χαρτογράφηση προσανατολισμού σε πολλές θέσεις boule.
Μια μεμονωμένη μέτρηση προσανατολισμού μπορεί να μην είναι αρκετή για ένα μεγάλο boule. Οι μετρήσεις στο άκρο του σπόρου, στο μέσο και στο άκρο της ουράς μπορούν να βοηθήσουν στον εντοπισμό της μετατόπισης του προσανατολισμού ή των περιοχών που επηρεάζονται από τα όρια χαμηλής γωνίας.
Ανοχή Προσανατολισμού
Η αποδεκτή ανοχή προσανατολισμού εξαρτάται από την τελική εφαρμογή. Ένα υπόστρωμα επιταξίας μπορεί να απαιτεί πολύ πιο αυστηρό έλεγχο από ένα γενικό οπτικό εξάρτημα.
Η έκθεση επιθεώρησης πρέπει να κάνει διάκριση μεταξύ:
Ονομαστικό κρυστάλλινο επίπεδο.
Πραγματικό μετρημένο επίπεδο.
Γωνία αποκοπής;
Κατεύθυνση offcut;
Αβεβαιότητα μέτρησης;
Διακύμανση προσανατολισμού κατά μήκος της μπούλας.
Η γωνία αποκοπής και η κατεύθυνση αποκοπής δεν πρέπει να συνδυάζονται σε μία διφορούμενη τιμή. Δύο γκοφρέτες με το ίδιο μέγεθος αποκοπής μπορούν να συμπεριφέρονται διαφορετικά εάν η κατεύθυνση κλίσης είναι διαφορετική.
Ελαττώματα φυσαλίδων σε Sapphire Boules
Οι φυσαλίδες είναι εσωτερικά ελαττώματα που μοιάζουν με κενό που μπορεί να δημιουργηθούν κατά την ανάπτυξη κρυστάλλων ζαφείρι. Μπορεί να περιέχουν παγιδευμένο αέριο ή να εμφανίζονται ως διαφανή, αντανακλαστικά ή σημεία σκέδασης φωτός μέσα στον κρύσταλλο.
Οι μελέτες για την παραγωγή ζαφείρι εντοπίζουν εγκλείσματα φυσαλίδων, εξαρθρώσεις και όρια κόκκων χαμηλής γωνίας ως σημαντικά ελαττώματα χύδην κρυστάλλων. Ο σχηματισμός τους σχετίζεται στενά με τις συνθήκες τήξης και το σχήμα και τη σταθερότητα της διεπαφής τήγματος-κρυστάλλου. Ανασκόπηση της διεπαφής τήγματος-κρυστάλλου στην παραγωγή ζαφείρι
Γιατί σχηματίζονται φυσαλίδες
Ο σχηματισμός φυσαλίδων μπορεί να επηρεαστεί από:
Αέριο παγιδευμένο στο τήγμα.
Μόλυνση πρώτων υλών;
Ατμόσφαιρα φούρνου?
Ρυθμός ανάπτυξης κρυστάλλων;
Διακυμάνσεις θερμοκρασίας;
Συναγωγή τήξης;
Σχήμα διεπαφής;
Συνθήκη χωνευτηρίου;
Τοπική αστάθεια κατά τη στερεοποίηση.
Ο ακριβής μηχανισμός εξαρτάται από τη μέθοδο ανάπτυξης κρυστάλλων και τις συνθήκες του κλιβάνου.
Γιατί οι φυσαλίδες έχουν σημασία
Μια φυσαλίδα μπορεί να επηρεάσει τόσο τις οπτικές όσο και τις γκοφρέτες ημιαγωγών.
Οι πιθανές συνέπειες περιλαμβάνουν:
Σκέδαση φωτός;
Μειωμένη οπτική μετάδοση.
Τοπική συγκέντρωση στρες;
Ράγισμα κατά τον τεμαχισμό.
Επιφανειακά κοιλώματα μετά από λείανση ή στίλβωση.
Απόρριψη κατά την αυτοματοποιημένη οπτική επιθεώρηση.
Μειωμένο καθαρό διάφραγμα.
Ελαττώματα επιταξίας αν η φυσαλίδα τέμνει την επιφάνεια του πλακιδίου.
Μια βαθιά θαμμένη φυσαλίδα μπορεί να φαίνεται ακίνδυνη στη μπούκλα, αλλά μετατρέπεται σε λάκκο που ανοίγει την επιφάνεια μετά την κοπή της φυσαλίδας.
Μέθοδοι επιθεώρησης φυσαλίδων
Ανάλογα με το μέγεθος του boule και την οπτική κατάσταση, η επιθεώρηση φυσαλίδων μπορεί να χρησιμοποιήσει:
Φωτισμός σε φωτεινό πεδίο.
Φωτισμός σκοτεινού πεδίου.
Συγκεντρωμένο εκπεμπόμενο φως.
Σκέδαση λέιζερ;
Πλαϊνός φωτισμός;
Οπτικό μικροσκόπιο;
Αυτοματοποιημένη απεικόνιση και χαρτογράφηση ελαττωμάτων.
Τα ελαττώματα πρέπει να καταγράφονται ανά θέση, μέγεθος και πυκνότητα. Μια απλή δήλωση όπως "χωρίς ορατές φυσαλίδες" είναι δύσκολο να ελεγχθεί εκτός εάν οριστούν οι συνθήκες φωτισμού και το όριο ανίχνευσης.
Εγκλείσεις και Ξένο Υλικό
Τα εγκλείσματα είναι στερεές ξένες φάσεις ή περιοχές με σύνθεση διαφορετική από τον περιβάλλοντα κρύσταλλο ζαφείρι.
Οι πιθανές πηγές περιλαμβάνουν:
Μόλυνση πρώτων υλών;
Μόλυνση από χωνευτήριο;
Πυρίμαχα σωματίδια;
Μη λιωμένη αλουμίνα;
Αποικοδόμηση εξαρτημάτων κλιβάνου.
Τοπικός χημικός διαχωρισμός.
Τα εγκλείσματα μπορεί να εμφανίζονται ως σκοτεινά σημεία, ανακλαστικά σωματίδια, νεφελώδεις περιοχές ή κέντρα διασποράς.
Ακόμη και μικρά εγκλείσματα μπορούν να γίνουν αιτίες αστοχίας κατά την κοπή και το γυάλισμα, επειδή το ζαφείρι είναι σκληρό αλλά εύθραυστο. Οι τοπικές διαφορές στη θερμική διαστολή ή στις μηχανικές ιδιότητες δημιουργούν πίεση γύρω από την έγκλειση.
Για το οπτικό ζαφείρι, τα εγκλείσματα μειώνουν τη μετάδοση και την ποιότητα του καθαρού διαφράγματος. Για υποστρώματα ημιαγωγών, μπορούν να προκαλέσουν επιφανειακά ελαττώματα, μόλυνση ή τοπικές επιταξιακές ανωμαλίες.
Ρωγμές και υποεπιφανειακές ζημιές
Οι βούλες ζαφείρι μπορεί να αναπτύξουν ρωγμές κατά την ανάπτυξη, την ψύξη, την ανόπτηση, τη μεταφορά ή την προκαταρκτική κατεργασία.
Κοινοί τύποι ρωγμών
Επιφανειακές ρωγμές;
Ακτινικές ρωγμές;
Αξονικές ρωγμές;
Ρωγμές άκρων;
Εσωτερικές ρωγμές;
Ρωγμές θερμικού σοκ;
Υποεπιφανειακές ρωγμές που προκαλούνται από λείανση.
Ορισμένες ρωγμές είναι εύκολα ορατές, ενώ άλλες μπορούν να ανιχνευθούν μόνο υπό κατευθυντικό φωτισμό ή μη καταστροφική δοκιμή.
Γιατί οι μικρές ρωγμές είναι επικίνδυνες
Μια μικρή ρωγμή κοντά στο άκρο της ράβδου μπορεί να διαδοθεί κατά τη διάρκεια:
Πυρήνωση?
Διάμετρος λείανσης;
Τεμαχισμός σύρματος;
Καθαρισμός με υπερήχους;
Περιτύλιξη?
Θερμική επεξεργασία.
Εάν μια ρωγμή φτάσει στην προγραμματισμένη περιοχή του πυρήνα, ο περιβάλλων όγκος θα πρέπει να εξαιρεθεί ή να εκχωρηθεί σε ένα λιγότερο απαιτητικό προϊόν.
Η κοπή μιας ρωγμής χωρίς να την χαρτογραφήσει πρώτα μπορεί να βλάψει το σύρμα κοπής, να προκαλέσει θραύση της γκοφρέτας και να μολύνει τον εξοπλισμό επεξεργασίας με θραύσματα.
Υπολειμματική πίεση και διπλή διάθλαση στρες
Η υπολειπόμενη τάση είναι μια άλλη κρίσιμη παράμετρος ποιότητας boule. Αναπτύσσεται όταν διαφορετικές κρυσταλλικές περιοχές ψύχονται ή στερεοποιούνται κάτω από διαφορετικές θερμικές συνθήκες.
Το άγχος μπορεί να προκληθεί από:
Μεγάλες θερμικές κλίσεις.
Ανομοιόμορφη ψύξη.
Ακανόνιστες διεπαφές τήγματος-κρυστάλλου.
Αλλαγές διαμέτρου κρυστάλλου.
Αστάθεια του ρυθμού ανάπτυξης.
Περιορισμοί σπόρων;
Ελαττώματα και εγκλείσματα.
Ανεπαρκής ανόπτηση.
Επιπτώσεις του υπολειπόμενου στρες
Το υπολειπόμενο στρες μπορεί να προκαλέσει:
Ράγισμα κατά την κοπή ή τον τεμαχισμό.
Γκοφρέτα τόξο και στημόνι?
Ανομοιομορφία πάχους μετά την περιτύλιξη.
Ανώμαλο γυάλισμα.
Τρίψιμο άκρων.
Τοπική οπτική διπλή διάθλαση;
Αστάθεια διαστάσεων κατά τη θέρμανση.
Μειωμένη μηχανική αντοχή.
Η τελική διαδικασία γκοφρέτας μπορεί να δημιουργήσει πρόσθετη πίεση και τόξο. Η έρευνα έχει δείξει ότι η ακανόνιστη τριβή κατά την πρώιμη επεξεργασία γκοφρέτας από ζαφείρι μπορεί να επηρεάσει το μηχανικά διαμορφωμένο τόξο της γκοφρέτας. Το στρες Boule και το στρες που προκαλείται από την επεξεργασία πρέπει επομένως να αντιμετωπίζονται ως ξεχωριστοί αλλά αλληλεπιδρώντες παράγοντες. Μελέτη σχηματισμού τόξων κατά την επεξεργασία της γκοφρέτας ζαφείρι
Επιθεώρηση πολωμένου φωτός
Το Sapphire είναι οπτικά ανισότροπο, επομένως η αξιολόγηση της τάσης απαιτεί μια διαμόρφωση επιθεώρησης κατάλληλη για την επιλεγμένη κρυσταλλογραφική κατεύθυνση.
Ένα πολικοσκόπιο ή μια διάταξη σταυρωτού πολωτή μπορεί να αποκαλύψει οπτικά μοτίβα που σχετίζονται με την καταπόνηση. Περιοχές με μη φυσιολογικό χρώμα, συγκέντρωση κροσσών ή παραμορφωμένα μοτίβα μπορεί να υποδεικνύουν διαβαθμίσεις υπολειπόμενης τάσης.
Το σύστημα επιθεώρησης θα πρέπει να ορίζει:
Μήκος κύματος φωτός;
Προσανατολισμός πολωτή;
Boule προσανατολισμός;
Μήκος οπτικής διαδρομής;
Γεωμετρία απεικόνισης;
Πρότυπο αποδοχής.
Η ποιοτική επιθεώρηση πολωμένου φωτός είναι χρήσιμη για τον έλεγχο, αλλά η ποσοτική αξιολόγηση της τάσης μπορεί να απαιτεί βαθμονομημένες φωτοελαστικές μετρήσεις, φασματοσκοπία Raman ή άλλες εξειδικευμένες τεχνικές.
Όρια κόκκων χαμηλής γωνίας
Ένα boule που προορίζεται να είναι μονοκρύσταλλο μπορεί να περιέχει γειτονικές περιοχές με μικρό κρυσταλλογραφικό λάθος προσανατολισμό. Αυτές οι διεπαφές ονομάζονται συχνά όρια κόκκων χαμηλής γωνίας.
Μπορεί να είναι δύσκολο να εντοπιστούν μέσω της συνήθους οπτικής επιθεώρησης, αλλά μπορεί να επηρεάσουν:
Ομοιομορφία προσανατολισμού;
Μηχανική αντοχή;
Επιπεδότητα γκοφρέτας;
Συμπεριφορά στίλβωσης;
Επιταξιακή ομοιομορφία;
Απόδοση συσκευής.
Η τοπογραφία ακτίνων Χ, η χαρτογράφηση προσανατολισμού ή οι μέθοδοι χάραξης μπορούν να βοηθήσουν στην ανίχνευση αυτών των ορίων.
Εάν ένα όριο χαμηλής γωνίας διασχίζει τον προγραμματισμένο πυρήνα, οι γκοφρέτες που κόβονται από αυτήν την περιοχή μπορεί να εμφανίζουν διαφορετικούς προσανατολισμούς κρυστάλλων σε μια ενιαία επιφάνεια. Τέτοιες γκοφρέτες μπορεί να είναι ακατάλληλες για απαιτητικές επιταξιακές εφαρμογές ακόμα και όταν φαίνονται οπτικά καθαρές.
Εξαρθρήματα και Ποιότητα Κρυστάλλου
Τα εξαρθρήματα είναι ελαττώματα γραμμής στο κρυσταλλικό πλέγμα. Η πυκνότητα και η κατανομή τους εξαρτώνται από τις συνθήκες ανάπτυξης κρυστάλλων, τη θερμική καταπόνηση και τη μέθοδο ανάπτυξης.
Οι εξαρθρώσεις μπορεί να επηρεάσουν:
Μηχανική αντοχή;
Etch-pit πυκνότητα;
Οπτική ποιότητα;
Προετοιμασία επιφάνειας;
Επιταξιακή συμπεριφορά φιλμ.
Οι μέθοδοι επιθεώρησης μπορεί να περιλαμβάνουν:
Τοπογραφία ακτίνων Χ;
Επιλεκτική χημική χάραξη;
Μέτρηση πυκνότητας χαρακτικής.
Οπτικό μικροσκόπιο;
Σύγχροτρον ή εργαστηριακή απεικόνιση ακτίνων Χ.
Δεν απαιτείται κάθε εφαρμογή το ίδιο όριο πυκνότητας εξάρθρωσης. Τα οπτικά παράθυρα, τα υποστρώματα LED και οι γκοφρέτες έρευνας μπορεί να έχουν διαφορετικά κριτήρια αποδοχής.
Επιθεώρηση διαστάσεων της Βουλής
Πριν από τον υπολογισμό της απόδοσης, οι φυσικές διαστάσεις του μπουλού θα πρέπει να μετρηθούν με ακρίβεια.
Οι σημαντικές διαστάσεις περιλαμβάνουν:
Μέγιστη και ελάχιστη διάμετρος.
Συνολικό μήκος;
Ευθύ χρησιμοποιήσιμο μήκος.
Κωνοειδής;
Στρογγυλότητα;
Επιφανειακές ανωμαλίες;
Εξαίρεση από το τέλος σποράς.
Εξαίρεση από το τέλος της ουράς.
Βάθος ελαττώματος άκρης.
Μεγάλες ονομαστικές διαστάσεις μπουλών μπορεί να είναι παραπλανητικές εάν πρέπει να αφαιρεθεί μια σημαντική εξωτερική ζώνη για να επιτευχθεί η διάμετρος του πυρήνα στόχου.
Ένας χάρτης διαμέτρου κατά μήκος του μήκους της μπούλας βοηθά στον προσδιορισμό του πού μπορεί να εξαχθεί ένας κυλινδρικός πυρήνας πλήρους μεγέθους.
Χαρτογράφηση του Boule Before Coring
Ένας πρακτικός χάρτης boule συνδυάζει πληροφορίες διαστάσεων, κρυσταλλογραφικών και ελαττωμάτων.
Κάθε ελάττωμα μπορεί να καταγραφεί χρησιμοποιώντας:
Αξονική θέση;
Ακτινική θέση;
Περιφερειακή θέση;
Τύπος ελαττώματος;
Μέγεθος ελαττώματος;
Μέθοδος επιθεώρησης;
Επίπεδο εμπιστοσύνης;
Απαιτούμενο περιθώριο αποκλεισμού.
Αυτός ο χάρτης επιτρέπει στους μηχανικούς να επιλέξουν τη θέση του πυρήνα και την κατεύθυνση κοπής που μεγιστοποιούν το χρησιμοποιήσιμο υλικό.
Σε ορισμένες περιπτώσεις, το αποτέλεσμα της υψηλότερης αξίας δεν είναι ένας μεγάλος πυρήνας. Ένα boule με εντοπισμένα ελαττώματα μπορεί να παράγει μεγαλύτερη αξία όταν χωρίζεται σε πολλούς μικρότερους πυρήνες ή οπτικά εξαρτήματα.
Υπολογισμός Θεωρητικής Απόδοσης Γκοφρέτας
Ένας απλός θεωρητικός αριθμός γκοφρέτας μπορεί να εκτιμηθεί χρησιμοποιώντας:
NtheoreticalN_\text{theoretical}είναι ο θεωρητικός αριθμός των φετών.
LusableL_\text{usable}είναι το χρησιμοποιήσιμο μήκος πυρήνα.
TsliceT_\text{slice}είναι το αρχικό πάχος της φέτας.
KkerfK_\text{kerf}είναι το υλικό που χάνεται κατά τη διάρκεια κάθε κοπής.
Το αρχικό πάχος της φέτας πρέπει να περιλαμβάνει επαρκή περιθώρια για:
Περιτύλιξη?
Τρίψιμο;
Στίλβωμα;
CMP;
Τελική ανοχή πάχους.
Διόρθωση τόξου και στημονιού.
Αυτός ο τύπος παρέχει μόνο μια εκτίμηση προγραμματισμού. Δεν περιλαμβάνει θραύση, αποκλεισμό άκρων, απόρριψη προσανατολισμού ή απώλειες ποιότητας επιφάνειας.
Εκτίμηση της απόδοσης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί
Μια πιο ρεαλιστική εκτίμηση μπορεί να εκφραστεί ως εξής:
Κάθε απόδοση διεργασίας θα πρέπει να βασίζεται σε πραγματικά δεδομένα παραγωγής για την κατηγορία boule, τη διάμετρο πλακών, τον προσανατολισμό και τις απαιτούμενες προδιαγραφές.
Το μήνυμά σας πρέπει να αποτελείται από 20-3.000 χαρακτήρες!
english
français
Deutsch
Italiano
Русский
Español
português
Nederlandse
ελληνικά
日本語
한국
العربية
Türkçe
polski
