Kvartsiupokas: välttämätön säiliö aurinkosähkölle, puolijohdeteollisuus ja muu teollisuus

Kvartsiupokas: välttämätön säiliö aurinkosähkölle, puolijohdeteollisuus ja muu teollisuus

1. Kvartsiupokkaan ymmärtäminen

Kvartsiupokkaiden etuna on korkea puhtaus, vahva lämmönkestävyys, suurikokoinen, korkean tarkkuuden, ja hyvä lämmönsuoja. Varsinkin piikiteiden kasvuprosessissa, kvartsiupokkaasta on tullut korvaamaton avainkomponentti!

Kvartsiupokkaita voidaan käyttää alle 1450 °C:ssa, ja ne jaetaan kahteen tyyppiin: läpinäkyvä ja läpinäkymätön. Varhaisimmat kvartsiupokkaat olivat kaikki läpinäkyviä. Tämä läpinäkyvä rakenne johti helposti epätasaisiin lämmönsiirtoolosuhteisiin ja vaikeutti harkon kasvua, joten tällainen upokas poistettiin.

Nykyisessä, läpikuultava kvartsiupokas on välttämätön perusmateriaali halkaisijaltaan suurikokoisen yksikiteisen piin vetämiseen ja suurten integroitujen piirien kehittämiseen. Tänään, maailman puolijohdeteollisuuden kehittyneet maat ovat vaihtaneet pienen läpinäkyvän kvartsiupokkaan tähän upokkaan. Läpinäkyvän kvartsiupokkaan etuna on korkea puhtaus, vahva lämmönkestävyys, suuri koko ja korkea tarkkuus, hyvä lämmönsuoja, energiansäästö ja vakaa laatu.

2. Kvartsiupokkaan valmistusprosessi

Eri valmistusprosessien ja käyttötarkoitusten mukaan, kvartsiupokkaat jaetaan kaarikvartsiupokkaisiin ja kvartsikeraamisiin upokkaisiin. Valokaarikvartsiupokasta käytetään pääasiassa Czochralskin yksikiteisen piin valmistukseen, joka on valmistettu kaarimenetelmällä (tuo on, käytetään puolijohdealalla);

Kvartsikeraamisia upokkaita käytetään pääasiassa monikiteisiin piiharkoihin, käyttämällä yleisiä keraamisia valmistusmenetelmiä, kuten injektointia tai ruiskuvalua.

Halkaisijaltaan suuri yksikidepii (yli 200 mm) on periaatteessa Czochralskin valmistama (Cz) menetelmä. Näin suuren piikiteen kasvattaminen vie enemmän aikaa ja enemmän resursseja. Siksi, on erittäin tärkeää parantaa piikiteiden kasvun onnistumisastetta uunia kohden.

Czochralskin piikiteiden kasvun aikana, sijoiltaan vapaa yksikidekasvatus voi epäonnistua useista syistä, mikä johtaa suureen resurssien ja ajan hukkaan.

Dislokaatiovapaan yksikiteisen kasvun epäonnistumiseen on monia syitä. Nykyisissä olosuhteissa vakaa ja kypsä Czochralskin pii-yksikideuuni ja sen lämpökenttäsuunnittelu, suorassa kosketuksessa piisulan kanssa olevan kvartsiupokkaan puhtautta ja pienten kristobaliittihiukkasten vapautumista kasvun aikana pidetään yleisesti yhtenä tärkeimmistä syistä suurihalkaisijaisten dislokaatiovapaiden Czochralski-kiteiden kasvun epäonnistumiseen..

Toisin sanoen, kaarikvartsiupokkaan laatu on tärkein tekijä, joka vaikuttaa Czochralskin yksikiteisen piin laatuun. Siksi, halkaisijaltaan suurikokoisen yksikiteisen piin laatuvaatimusten jatkuva parantaminen on asettanut korkeampia vaatimuksia kvartsituotteille ja puolijohdemateriaalien vastaaville materiaaleille.

Kuten kvartsihiekkatarkastus, kvartsihiekan puhdistus, kaaren sulamisen ensimmäinen tarkastus, ulkoseinien puhdistus, leikkuukorkeus, viisteinen, puhdistus, pinnoite, kuivaus, lopputarkastus, pakkaus, toimitus, jne.

Kvartsikeraamisten upokkaiden kaksi tuotantoprosessia ovat suunnilleen samat. kuitenkin, tuotantomenetelmien eroista johtuen, näiden kahden prosessin tukilaitteiden valinta on edelleen erilainen.

(1) Injektoinnin tuotantoprosessi

Injektointimenetelmän yleinen tuotantoprosessi: injektointi – irrotus muotista – kääntyminen – kovettuminen – alkutarkastus – korjaaminen – kuivaus – kalsinointi – trimmaus – lopputarkastus – pakkaus

Koska ruiskupuristuksen irrotusaika on yleensä 8 tuntia, muovausteho on suhteellisen alhainen, ja lähtö ei saa olla liian suuri.

(2) Injektiokoagulaatiomenetelmän tuotantoprosessi

Injektiokoagulaatiomenetelmän yleinen tuotantoprosessi: injektointi – irrotus muotista – kääntyminen – alkutarkastus – korjaaminen – kuivaus – kalsinointi – trimmaus – lopputarkastus – pakkaus
Koska saumausmenetelmä perustuu kipsimuotin kuivumisen veden imeytymiseen, irrotusaika on pitkä ja tuotannon tehokkuus alhainen.

Ruiskuvalumenetelmässä käytetään teräsmuottia, mutta tuotteen ainesosissa on lisäaineita. Viherkappale jähmettyy ja muodostuu nopeasti tuotantoprosessin aikana, parantaa lujuutta ja helppo irrottaa nopeasti. Ja viherrungon lujuus muotista irrotuksen jälkeen on korkea, eikä sitä tarvitse kovettaa kovetusuunissa.

Yllä olevasta vertailevasta analyysistä voidaan nähdä, että nämä kaksi tuotantoprosessia ovat vain ruiskukoagulaatiomenetelmää eivätkä vaadi kovetusuunia raakakappaleen kovettamiseksi., ja prosessikulku on periaatteessa sama.

3. Kvartsiupokkaan käyttö ja huolto

Kvartsiupokkaan pääasiallinen kemiallinen koostumus on piidioksidi, joka ei ole vuorovaikutuksessa muiden happojen kuin fluorivetyhapon kanssa, ja se on helppo vuorovaikutuksessa emäksisen alkalin ja alkalimetallikarbonaatin kanssa;

Kvartsiupokkaalla on hyvä lämmönkestävyys ja se voidaan lämmittää suoraan liekillä;

Kvartsiupokkaat rikkoutuvat helposti, joten ole varovainen käyttäessäsi niitä;

Kvartsiupokas voi käyttää kaliumvetysulfaattia (natriumia), natriumtiosulfaatti (kuivaus klo 212 ℃) virtauksena, ja sulamislämpötila ei saa ylittää 800 ℃.

4. Kvartsiupokkaan kysyntäanalyysi

Käyttöiän suhteen, kvartsiupokkaan ihanteellinen käyttöikä on 400 tuntia +, ja pahimmassa tapauksessa on kyse 300 tuntia. (Huom: N-tyypin piikiekkoa vastaavan kvartsiupokkaan käyttöikä on 50-100 tuntia pienempi kuin P-tyypin piikiekon, tuo on, P-tyypin piikiekon kvartsiupokkaan käyttöikä on noin 400 tuntia, ja N-tyypin piikiekon kvartsiupokkaan käyttöikä on 300-350 tuntia).

Yksikideuunin kvartsiupokkaan kulutus: Nykyisessä, P-tyypin piikiekon yksikideuuni käyttää keskimäärin 2 kvartsiupokkaat kuukaudessa (720 tuntia) ja 24 kvartsiupokkaat vuodessa. Kvartsiupokkaan kulutus 1GW piikiekkoa: 1GW182 piikiekkojen tuotantokapasiteetti vastaa 100 yksikideuunit, ja 1GW piikiekkolähetys vastaa noin 2400 kvartsiupokkaat.

5. Yhteenveto

Kvartsiupokkaita käytetään pääasiassa puolijohteissa, aurinkosähkö ja muut alat. Aurinkosähköteollisuuden korkean tuotetarkkuuden ja nopean teknologisen kehityksen ansiosta, kvartsiupokkaiden puhtaus- ja tarkkuusvaatimukset ovat yhä tiukemmat.