¿Por qué se introduce CO2 durante el proceso de corte de obleas?

La introducción de CO₂ en el agua para cortar en cubitos es una medida técnica importante en el proceso de corte de obleas para suprimir la acumulación de electricidad estática y reducir la contaminación, mejorando así el rendimiento del corte en cubitos y la confiabilidad de las virutas.

Eliminar la electricidad estática

ElobleaEl proceso de corte en cubitos requiere el uso de discos de diamante giratorios de alta velocidad para cortar, mientras que se rocía agua desionizada para enfriar y limpiar. Durante este proceso, la fricción genera una gran cantidad de carga estática. Al mismo tiempo, el agua desionizada sufre una ionización débil durante la pulverización a alta presión y la colisión, generando una pequeña cantidad de iones. El propio material de silicio tiene la característica de acumular fácilmente carga eléctrica. Si esta electricidad estática no se controla, su voltaje puede aumentar a más de 500 V, provocando una descarga electrostática. Esto no solo puede dañar el cableado metálico del circuito o provocar grietas dieléctricas en las capas intermedias, sino que también puede provocar que el polvo de silicio contamine la oblea debido a la adsorción electrostática o provoque problemas de elevación de la unión en las almohadillas de unión.

Cuando se introduce CO₂ en agua, se disuelve y forma H₂CO₃. El H₂CO₃ se ioniza para producir H⁺ y HCO₃⁻, lo que aumenta significativamente la conductividad del agua y al mismo tiempo reduce efectivamente su resistividad. Esta elevada conductividad permite una rápida conducción de cargas estáticas a tierra a través del flujo de agua, evitando la acumulación de carga. Además, como gas débilmente electronegativo, el CO₂ puede ionizarse en entornos de alta energía para generar partículas cargadas (como CO₂⁺ y O⁻). Estas partículas pueden neutralizar la carga transportada por las superficies de las obleas o el polvo, reduciendo así el riesgo de adsorción electrostática y descarga electrostática.

Reducir la contaminación y proteger las superficies.

El polvo de silicio generado durante laobleaEl proceso de corte puede acumular electricidad estática, que puede adherirse a la oblea o a la superficie del equipo y provocar contaminación. Al mismo tiempo, si el agua de refrigeración es alcalina, provocará que las partículas metálicas (como los iones Fe, Ni y Cr en el acero inoxidable) formen precipitados de hidróxido. Los precipitados de hidróxido se depositarán en la superficie de la oblea o en los canales de corte en cubitos, lo que afectará la calidad de las virutas.

Cuando se introduce CO₂, neutraliza las cargas eléctricas, debilitando la fuerza electrostática entre el polvo y las superficies. Mientras tanto, el flujo de aire de CO₂ evita la adhesión secundaria al dispersar el polvo en el área de corte. La adición de CO₂ también crea un ambiente ligeramente ácido que inhibe la precipitación de iones metálicos, manteniéndolos disueltos y permitiendo que el flujo de agua se los lleve. Además, como el CO₂ es un gas inerte, reduce el contacto entre el polvo de silicio y el oxígeno, evitando la oxidación y la aglomeración del polvo y mejorando aún más la limpieza del entorno de corte.

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