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化学机械研磨废水

发布时间: 2021-03-13 22:50:17

㈠ 研磨抛光液的分类


研磨液按其作用机理分:机械作用研磨液,化学机械作用研磨液。
机械作用的研磨液:以金刚石、B4C等为磨料,通过添加分散剂等方式分散到液体介质中,从而形成具有磨削作用的液体,称为金刚石研磨液、碳化硼研磨液等。磨料在分散液中游离分布,利用磨料硬度比待磨工件硬度大的原理,实现工件的研磨、减薄。根据磨料的表面、颗粒大小及研磨液配置、研磨设备稳定性等情况,研磨完成后,工件表面容易留下或大或小的划痕。所以,机械作用的研磨液一般用于粗磨,后续还需要精密研磨抛光。
化学机械作用研磨液:化学机械作用研磨液利用了磨损中的“软磨硬”原理,即用较软的材料来进行抛光以实现高质量的抛光表面,是机械削磨和化学腐蚀的组合技术,它借助超微粒子的研磨作用和化学腐蚀作用在被研磨的介质表面形成光洁平坦表面。所以化学机械作用研磨液又称为化学机械抛光液(Chemical Mechanical Polishing,简称CMP)。在一定压力及抛光浆料存在下,被抛光工件相对于抛光垫作相对运动,借助于纳米粒子的研磨作用与氧化剂的腐蚀作用之间的有机结合,在被研磨的工件表面形成光洁表面。
化学机械抛光液(CMP)根据磨料不同的分类:
二氧化硅研磨液 ,氧化铈研磨液,氧化铝研磨液等。
金刚石研磨液根据磨料不同的分类:
金刚石研磨液是由金刚石磨料与分散液组成,根据金刚石微粉的类型分为单晶金刚石研磨液、多晶金刚石研磨液和爆轰纳米金刚石研磨液三种。
金刚石研磨液的应用:
1、单晶金刚石研磨液
单晶金刚石研磨液具有良好的切削力,加工成本相对较低。广泛适用于超硬材料、硬质合金等硬质材料的研磨抛光。既可以提高磨削速率,又可以将磨削过程中产生的大量热量迅速排走,从而避免工件表面被烧伤。
2、多晶金刚石研磨液
多晶金刚石研磨液利用多晶金刚石良好的韧性,在研磨抛光过程中能够保持高磨削力的同时不易产生划伤,为后续精密抛光加工提供了良好的条件。广泛用于光学晶体、陶瓷、超硬合金等各种硬质材料的研磨和抛光。
3、纳米金刚石研磨液
纳米金刚石研磨液是由爆轰金刚石微粉在水中均匀分散而成,具有良好的分散稳定性,广泛适用于超精密抛光。光学玻璃和宝石对加工的精度有着极高的要求,纳米金刚石研磨液可以在保持较高磨削速率的同时,形成高质量的加工表面。
CMP抛光液的应用:
1. LED行业
目前LED芯片主要采用的衬底材料是蓝宝石,在加工过程中需要对其进行减薄和抛光。蓝宝石的硬度极高,普通磨料难以对其进行加工。在用金刚石研磨液对蓝宝石衬底表面进行减薄和粗磨后,表面不可避免的有一些或大或小的划痕。CMP抛光液利用“软磨硬”的原理很好的实现了蓝宝石表面的精密抛光。随着LED行业的快速发展,聚晶金刚石研磨液及二氧化硅溶胶抛光液的需求也与日俱增。
2.半导体行业
CMP技术还广泛的应用于集成电路(IC)和超大规模集成电路中(ULSI)对基体材料硅晶片的抛光。随着半导体工业的急速发展,对抛光技术提出了新的要求,传统的抛光技术(如:基于淀积技术的选择淀积、溅射等)虽然也可以提供“光滑”的表面,但却都是局部平面化技术,不能做到全局平面化,而化学机械抛光技术解决了这个问题,它是目前唯一的可以在整个硅圆晶片上全面平坦化的工艺技术。

㈡ 化学机械研磨的研磨制程分类

研磨制程根据研磨对象不同主要分为:硅研磨(Poly CMP)、硅氧化物研磨(Silicon oxide CMP)、碳化硅研磨(Silicon carbide CMP)、钨研磨(W CMP)和铜研磨(Cu CMP)。

㈢ 化学机械研磨的化学机械研磨的特点

化学机械研磨技术综合了化学研磨和机械研磨的优势。单纯的化学研磨,表面精度较高,损伤低,完整性好,不容易出现表面/亚表面损伤,但是研磨速率较慢,材料去除效率较低,不能修正表面型面精度,研磨一致性比较差;单纯的机械研磨,研磨一致性好,表面平整度高,研磨效率高,但是容易出现表面层/亚表面层损伤,表面粗糙度值比较低。化学机械研磨吸收了两者各自的优点,可以在保证材料去除效率的同时,获得较完美的表面,得到的平整度比单纯使用这两种研磨要高出1-2个数量级,并且可以实现纳米级到原子级的表面粗糙度。

㈣ 化学机械研磨的研磨耗材

研磨耗材分为以下几大类:研磨液(Slurry)、研磨垫(Pad)、金刚石盘(Disk)、研磨头(Head)、清洗刷(Brush)和化学清洗剂与保护剂(Chemical)等。

㈤ 什么是三维封装

三维封装工艺过程
NXP半导体研究所

3D系统级产品的发展蓝图已经由第一代的射频模块(基于一个无源平台)衍变到了新一代的版本。预计第三代和第四代将会是该技术的转折点,这些产品将实现过孔(via)与裸片的良好连接,无论是嵌在无源平台裸片的顶部还是底部。

过孔是在硅晶圆上所开的绝缘洞,通过扩散阻隔栅、植入衬垫及导体材料(通常使用铜)来填充。性能良好的过孔提供了许多功能:射频信号传输、接地、热能消散,以及不同倾斜尺寸的再分配。如有源裸片可能是深亚微米级的裸片,MEMS裸片通常没有明确的尺寸。

DRIE蚀刻

过孔钻孔的第一道工序是深反应离子蚀刻(DRIE蚀刻)。“Bosch”工艺在商用过孔蚀刻中起着中流砥柱的作用,同时一个蚀刻与钝化的步骤在有续的交替循环进行。在执行蚀刻工序时,会在卡具上产生一个偏压来支持晶圆,偏压用来引导等离子体上方的离子束,这些离子被拉向基板,完成等向蚀刻。这一工序中间还会进行钝化,钝化时由碳氟化合物气体聚合形成(蓝色)层沉积于侧壁和底部。Bosch各向异性蚀刻则在离子域内如此不断地重复。

蚀刻速率是将DRIE蚀刻付诸商用的一个瓶颈。无论怎样,技术研究正在取得一些进展。荷兰埃因霍温科技大学的研究员已经证明采用更密集的等离子源可以提升蚀刻速率,如通过扩展热等离子体。Bosch声称,通过与DRIE设备供应商合作,他们将在几年内找到更快的蚀刻方法(例如,100祄/min)。所谓改善包括更快的气体交换率和更短的钝化时间,以及更高压下的蚀刻气体。

DRIE蚀刻受到Knudsen传送限制的根本制约——蚀刻种只能有限地扩散在限定的特征尺寸中。对于更小的特征尺寸传输可能会减缓,更高的深宽比也是如此,也就是说比较厚的晶圆-晶圆越厚,需要的蚀刻时间越长。一种选择是使用较薄的晶圆以缩短蚀刻时间,但是由此又会带来薄晶圆的处理问题。

锥形过孔的DRIE蚀刻

锥形结构的DRIE刻蚀较容易进行via过孔填充,不需要使用纯粹的Bosch工艺。如果蚀刻气体和钝化气体可以在持续工序中保持精确的平衡,持续修复侧壁上的钝化层,那么过孔就会是锥形的,从而保证了植入及后续电镀工艺中的PVD工艺更容易进行。

铜的植入与电镀

绝缘层的应用相当普遍。像氧化硅层或氮化硅层都能够通过常规的CMOS技术轻松地被调整。而扩散隔栅、植入衬垫及后续的导体填充则稍微复杂一些。

用于制造过孔的方法主要有两种。第一种方法是从植入一个盲孔开始,然后再进行电镀。第二种方法是从薄化晶圆开始,该晶圆上带有已经蚀刻好的通孔(via),然后采用PVD或其他方法将倒焊电镀应用于干层上,倒焊电镀不需要植入层。

精巧的植入方法采用低压金属有机化学汽相沉积(MOCVD),应用铜金属有机蒸汽。植入层经过后续的电镀得到增强。如此对于深宽比超过10:1的特征尺寸也能实现完全填充。然而,需要关注CVD铜植入的粘附性,铜在通过PVD技术沉积的粘附性更好。

倒焊电镀法以创建隔离作用的盲孔开始。然后,由旋转涂覆生长出的PMMA牺牲层聚合并形成Roman桥,该桥可以通过化学机械研磨(CMP)工艺来进行平坦化。接下来通过物理气相沉积(PVD)形成一层干的植入层。芯片从背面得以薄化,因而可以打通过孔。300oC的退火工艺能够去除PMMA桥,并为其后的铜倒焊电镀生长准备了一个完整的植入层。

在EMC 3D协会成员中,Semitool和其他的半导体厂商都能够提供无电镀的衬垫沉积法。无电镀的沉积方法能够在一个非植入的开放过孔中沉积成层(阻挡层和植入层)。而随后的铜电镀法就可以实现全部过孔的高保角填充;不同于PVD之后由电镀法形成的植入层,这种电镀法不能充分地填充直径为50祄的过孔。

对于过孔填充来说,还有一种低成本的选择就是粘贴式印刷法,特别适用于对铜的导电性要求不高的非严格应用。在这种方法中,填充通过所谓的刮刀将铜来回地粘到芯片的表面从而填进过孔中,这就好比是将墙上的钻孔用泥灰抹上一样。NXP与Sanyu Rec(日本三悠)达成合作,采用了他们的真空填充设备。

NXP还将携手其他的机构,继续研发一种更经济有效的用于铜过孔填充的备选工艺。

德国弗朗霍夫研究所(Fraunhofer IZM)

三维系统集成是一项关键技术,受到需要超紧凑型智能系统等应用领域的带动,如图像传感器、超小型传感器节点、高存储密度和容量、并行处理器架构等。三维系统集成的优点包括:降低了系统的体积、重量和占地面积;改善了集成的密度和信号传输速度,同时降低了功耗;有付诸低成本量产的可能。此外,三维系统集成为各种来自不同技术领域的组件集成提供了唯一的途径,比如微机电系统(MEMS)、处理器、内存等。

Fraunhofer IZM研究所正在开发的主要三维集成方法是垂直系统的整合,集中于晶圆级堆叠测试的前段器件与高深宽比的硅通孔(TSV)。另一个方法是具有锥形的或直的via过孔的硅内插板制造,该内插板载有系统组件。这些内插板既可以是完全无源的,也可以承载集成的无源组件。第三种改良的办法能够通过额外集成的无源电路处理内置的薄化电路,该薄化电路内置到器件晶圆顶部的绝缘层或硅内插板。这些配置也能被堆叠用于TSV及微型的焊块。
三维系统集成的技术需求包括优质精确的薄晶圆的处理,以及TSV的形成过程,诸如深过孔蚀刻、深过孔介质绝缘,以及深过孔金属填充。最后,必需包括键合及晶圆级装配工艺。

所有晶圆级堆叠方法的核心工艺过程是硅通孔的制造,以及处理和装配薄化的器件(图1)。装配能够以晶圆到晶圆(W2W)或者芯片到晶片(C2W)的键合方式完成。晶圆到晶圆的方法面临着良率的挑战,举例说明,假如晶圆上不合格的裸片被键合到另一个晶圆上的合格裸片上,那么就无法通过。另外,如果两个晶圆上的两个芯片类型尺寸不同或者有步进重复值,那么这一方法也是行不通的。因此, Fraunhofer 研究所着眼于芯片到晶圆的装配,可以逐个芯片进行,也可以在一个步骤中,通过利用之前传输器件的临时装载装置并行键合所有芯片。

对于薄晶圆的处理,德国的弗朗霍夫研究所(IZM)支持两个主要的理念。第一个理念是在处理的晶圆上使用聚酰亚胺、苯丙环丁烯(BCB)或者环氧化物进行临时键合,该方法允许更高的晶圆背面温度。但是缺点是这些聚合物材料难以去除。第二个理念是利用热塑性塑料进行键合,这种键合允许的晶圆背面处理温度较低,但是其材质很容易被去除。另外还有一个理念是利用静电卡盘夹紧薄晶圆。这一方法涉及到在薄化的晶圆上加装电极结构的晶圆。通过为承载晶圆上的电极结构充电,用所产生的静电力从承载晶圆的顶部开始键合薄化晶圆。在硅材料置于卡盘的情况下,用户能够从著名的硅机械参数中获益,并且能够与前端的设备和技术完全兼容。同时,它具备高达16个小时的固定时间,并且能够完成薄晶圆背面的处理,如等离子体增强化学汽相沉积(PECVD)以及湿式处理法。

在完成晶圆背面处理之后,via过孔在被完全处理过的器件晶圆里被蚀刻。然后,via过孔被填充、加工成晶圆顶部所需的互联层,比如锌铜合金(通过固体-液体互扩散形成),或者锌银合金的微型凸块。这一步骤发生在键合临时的承载晶圆之后,通过薄化绝缘和背面布线进行晶圆背面的加工。

利用Bosch工艺DRIE蚀刻的典型的过孔直径在1微米到40微米之间,深度在16微米至超过70微米之间。关于晶圆前面via过孔的后CMOS处理的一个重要因素,是在蚀刻硅材料之前,要蚀刻贯穿所有的背面层间介电层。这也就意味着干蚀刻工艺过程将会由于供应商到供应商的不同而变化,所以蚀刻工艺过程必须适合于不类同型的晶圆。

有很多不同的方法能够应用于TSV的金属填充。对于小型尺寸的via过孔,可以用钨金属的化学气相沉积(W CVD)或者铜金属的化学气相沉积填充(Cu CVD)。对于中型尺寸的via过孔,在铜化学电镀后,利用化学气相沉积植入层。对于大型尺寸的via过孔,用铜化学电镀后选择利用溅镀来植入层。

TSV的热机械仿真与特征表征对于鉴别能够决定TSV最终的应力-应变平衡的关键工艺和参数是至关重要的。比如,与钨相比,通过在via过孔中间增加应力,铜的CVD填充会降低TSV上部和下部的应力。因此,关于匹配设计、工艺过程,以及可靠性的一系列研究活动正在进行中,不仅面向TSV,同时也面向整个堆叠的结构。

三维整合互连的各种方法包括直接氧化物键合(或者叫粘接键合)以及弗朗霍夫研究所首选的方法直接金属键合。在直接金属键合方法中,电镀铜在一个器件衬底上,电镀铜锡被用在相对应的一个衬垫上。在压力下互连结构开始相互接触并被加热升温,铜膜被转移至扩散至金属间化合物Cu3Sn的铜锡合金中。这种金属间化合物(inter-metallic, IMC)融化温度高达600℃度。这种方法被称为SOLID(solid-liquid inter-diffusion, 固体-液体互扩散)技术。直接金属键合的另外一种材料是利用焊料的微小凸块,诸如银。

作为EMC3D联盟(EMC3D是一个致力于研究、推广TSV技术联盟)的一员,弗朗霍夫研究所在完善三维工艺整合过程中扮演着技术顾问的角色,同时提供测试设计器件晶圆。目前,他们支持TSV内部诸如绝缘栅和植入层沉积的工艺,使用ECD的TSV填充,以及面向堆叠工艺的晶圆背面加工和互连准备与沉积。

在弗朗霍夫研究所的技术发展蓝图上,三维集成技术是一个主流的技术方向。这一理念将用于制造不同的三维结构,诸如加工堆叠传感器、存储单元以及面向超小型传感器节点(eGrain, eCubes)的控制单元、高性能控制器内存组合,以及存储器件的堆叠。系统集成与半导体的封装发展将会通过三维集成得以加强,构成了“超摩尔定律(More than Moore)”和“系统级封装”战略的主要部分。弗朗霍夫研究所面向采用TSV的8英寸晶圆提供完善的三维集成工艺流程和技术。这些技术的特点将通过适当的热机械和电气特征表现出来,以实现可靠的特征表征。

EV Group

薄晶圆处理的主要改进因素是过孔的面积消耗。过孔密度较高的器件必须要有直径极小的过孔,否则过孔会耗费很多的芯片面积。

另一方面,过孔加工在所支持的深宽比方面存在着一定的技术制约。比如,假设过孔加工技术允许一个比较有挑战性的深宽比,如25:1,也就是说对于100祄的晶圆,我们要加工的过孔直径是4祄。假如使用更薄一点的50祄的晶圆,那么我们要加工的过孔直径则是2祄。晶圆更薄就提供了很重要的器件性能优势。

薄晶圆处理的次要改进因素是成本效益与性价比。深度较浅的过孔能够实现更快速的蚀刻,也包括其后的过孔填充。同样的,过孔深宽比的下降也能够显著提高过孔填充工艺的产能。

TSV芯片包装的集成方案

关于TSV技术的芯片堆叠有一些基本的概念。第一个概念是面对背(face-to-back)的集成,是指第一只器件晶圆的背面被键合或者连接到第二只器件晶圆的正面。这一集成方案的主要优点是堆叠的晶圆或器件类似于一只标准的晶圆或裸片,可用于测试、装组及封装等标准工艺过程。

同样的,如果要在堆叠的晶圆上面增加额外的层,那么只需采用与第一只和第二只晶圆集成一模一样的集成工艺方法,同样也适用于增加第三只、第四只,甚至更多的晶圆。

比较有竞争力的方法应该是面对面(face-to-face)的集成,即将第一只器件晶圆的正面连接到第二只器件晶圆的正面。区别是测试、装配及封装等需要特殊的工艺过程。由此产生的晶圆堆叠,并不像一只标准的晶圆,也就是说对于多层堆叠的其他层需要不同的集成工艺过程。这种工艺流程的主要优势是它并不需要处理薄晶圆。

薄晶圆处理

在薄晶圆处理过程中,首要的挑战是薄晶圆的操作,目前有两种选择可应对这一挑战。第一种选择需要改装设备,通过使用专门的片盒和机械终止受动器,以及专门的工艺模块,诸如预校准台和晶圆夹具等,使其有能力来处理薄晶圆。这些技术目前都应用于制造过程中,然而,更新升级设备的每一个部分会产生很高的费用,而且往往是这些技术只能适应晶圆厚度范围大约为75~100祄及以上的晶圆,目前为止,还没有明确的技术蓝图来解决更薄的晶圆,诸如50祄或25祄的晶圆。

第二种具有竞争力的方法是器件晶圆与承载晶圆的临时键合和后续的键合分离。首先通过临时键合将晶圆正面向下结合到承载晶圆上,然后进行背面填充和背面处理。完成最终的背面处理后,器件晶圆从承载晶片上分离,并通过使用薄框上的片状胶带取下或者从晶圆堆叠架上面取下。

临时键合与分离的优势

临时键合概念有优势:首先,承载晶圆为薄晶圆提供了机械上的支持保护,这样就可以通过标准晶圆制造厂的设备来进行背面处理。对于非常薄的晶圆,实现了整体的晶圆级的工艺处理。因此,通过临时键合和分离技术,利用晶圆厂的每台设备都能够处理薄晶圆,而无需重新改装设备,而且不需特殊的终止受动器、夹具或晶圆盒。事实上,用于厚晶圆的工艺也可用于键合的堆叠晶圆。

此外,可根据技术发展蓝图,将这种方法升级,从而实现更薄晶圆的量产和不同产品的设计,并实现与多个金属层相关联的不同晶圆压力水平,等等。因此,临时键合概念确保了利用制造厂现有的设备来处理薄晶圆。

临时键合工艺流程

首先以涂胶作为第一步,一般涂在载片上或者器件晶圆上。然后在一个专用的键合室内进行临时键合(图2)。EV Group携手Brewer Science共同开发了一个全面的解决方案,包括工艺过程、材料以及设备。Brewer Science是聚合物工程方面的专业供应商,该公司已开发了一种新的高温可旋转喷涂的粘合剂,主要用于临时键合,名为WaferBOND HT的晶圆键合系列和WaferBOND HT 250材料。这种材料是一种商业可用的材料,实现了在220oC的高温范围内处理硅片,并能够持续较长一段时间。接下来,在完成背面处理之后,将器件晶圆从承载晶片上分离。这种热塑材料,能够允许“滑动”键合分离机制。虽然它的速度很快,但对于薄晶圆来说,仍然不失为一个相当缓和的工艺过程,能够避免晶圆破损的风险。最后,通过使用标准的极性溶剂,能够很轻松地清洁晶圆。

EVG850临时键合/分离平台和Brewer Science的 WaferBOND HT晶圆键合系列粘合剂已经取得了EMC3D联盟的认证,实现了面向硅通孔制造的薄晶圆处理。

㈥ 包装纸用的什么纸浆,还有什么是针叶浆 阔叶浆 本色将 化机浆

用稻草等为原料制成的纸,质地粗糙,多用来做包装纸或做卫生用纸。
木浆纤维类又分为针叶木浆纤维(如马尾松、落叶松、红松、云杉等)和阔叶木浆纤维(如桦木、杨木、椴木、桉木、枫木等)两类。纸浆模塑制品因为需要具有一定的强度并能经受拉伸,浆料中一般都加有15-20%的针叶浆。
针叶浆多产于高纬度地区,世界上主要的针叶浆产地有芬兰、瑞典、加拿大等。由于纸张品种要求,尤其一些纸板和工业技术用纸不需较高白度,因此只要将蒸煮制得的纸浆洗涤干净,保持本身色调的纸浆就是本色纸浆。包括化学浆、半化学浆和机械浆。如水泥袋纸、电缆纸、电容器纸等都是由本色硫酸盐木浆制成。纯度精制浆。是目前主要的制浆方法,其蒸煮废液的碱回收技术成熟可靠,但设备较复杂、投资大。
本色纸浆主要分本色秸秆浆、本色竹浆和本色木浆等。其中,本色秸秆浆主要采用各种一年生农作物秸秆,如玉米秸秆、麦草秸杆等为主要原料,取材方便、环保、低碳,原料循环周期短。本色竹浆主要采用竹子为主要原料,但受生长期和运输条件的影响,竹浆形不成很大规模生产。本色木浆主要采用木材为主要原料,在当今地球森林资源破坏严重,木材资源匮乏,所以本色木浆很不环保。
“本色”原浆技术是提取秸秆、木材等天然植物纤维,将蒸煮制得的纸浆洗涤干净,保持植物纤维100%的天然本色,全程不使用漂白剂等化学制剂的一种制浆技术。
杨木的各种制浆工艺杨木能适应于各种制浆工艺方法:利用杨木可制得杨木磨木浆或机械浆,杨木化学浆,杨木化学机械浆又称为化机浆。化机浆具有节能、省水、低消耗、高得率、少污染、低投资等特点。化机浆主要用在不含机械浆纸、多层纸板、生活用纸等纸种中。
化机浆在纸浆质量和成本方面填补了化学浆和机械浆之间的空缺,提高了纸的松厚度和挺度。化机浆设备共分为以下几个步骤,也就是几个工段相连接形成的一条生产线。
备料工段,即将原木剥皮后,通过削片机、摇筛、再碎机、皮带输送机,进入料仓。木片洗涤系统;木片进入车间后要经过木片洗涤器,脱水螺旋,然后进入预热仓,脱水螺旋滤出的水可以继续回用到木片洗涤系统,这样可以使水再次得到回用,使消耗降低。
化学品预制系统;主要由各化学品槽罐及化学品泵组成,分为碱、双氧水、硅酸钠、螯合剂、硫酸镁和硫酸组成。
木片预浸系统;主要有以下设备组成,预热仓,输送螺旋,挤压撕裂机,预浸器,输送螺旋至反应仓.木片通过预热仓加入的蒸汽作用在仓内,经过85-90度的温度,置换出木片内的空气和水分,使其软化,再经过木片撕裂机压缩比的作用,把木片中的水分挤出,使木片疏解成松散的状态,再经过加入化学品后的预浸器,使木片得以充分的吸收药液,使其进一步的软化进入反应仓。
一段磨浆系统;有压力磨和常压磨两种,由反应仓、输送螺旋至盘磨机,这一段是由木片转换成浆料的工段,一般进浆浓度应在35-38%范围内,经过反映过的木片是软化的木片,对于磨浆功率是很重要的,也就是说盘磨在此将木片分解成纤维,变成纸浆。
高浓漂白塔及螺旋洗浆机;经过一段磨浆后的浆料,在漂白塔里进行漂白大约需要50-60分钟,出来后经过螺旋挤浆机的浓缩,挤出浆料中的化学品残药,使浆料不在后段工序中出现反黄现象,然后进入消遣浆池,使其卷曲的纤维得到很好的伸展以增加浆料的弹性与强度。
筛选及浓缩;经过消遣后的浆料,通过两段压力筛来进行筛选,筛选后的良浆可进入到多圆盘浓缩机,进行浓缩。筛选后的渣浆进入到低浓磨进行再次磨浆,然后进入二段压力筛,依次循环。
中国近年来由于白卡纸,新闻纸和蒙肯纸的生产,对BCTMP浆的需求量一直在增加。中国目前投资的BCTMP的浆的生产线也在增加,比如说:太阳,晨鸣,华泰都在投资新的BCTMP的生产线。主要原料有针叶浆,阔叶有杨木,桦木,枫杨,以及针叶和阔叶的混合品种。BCTMP浆的使用有着相当的前景,一是得率高,可以节约木材,二是可以替代部分阔叶漂白木浆,降低纸张成本,同时还有着相当多的优质性能,比如可以:改善纸页成型,减少纸页表面的微孔,加强纤维内部的结合,提高纸张的松厚度,提高纸张的挺度,改善纸张的压缩性能,稳定纸张的尺寸。
木材可以用研磨机(巨大磨石)来粉碎,然后用水浸泡制造研磨浆。机械浆用于制造需要较小强度的纸品,如新闻纸和纸板。
木材也可以用盘磨机来粉粹,在高温高压下使用蒸汽来制造热磨机械浆。热磨机械浆在质量上与研磨浆有所不同。
除了盘磨机,化学品也可以用于分离纤维素纤维。这种方法制造出来的木浆称为化学热磨机械浆。研磨浆、热磨机械浆和化学热磨机械浆都称为机械浆。机械浆将随时间推移而变黄,这是由于纸浆有木质素。
化学浆是通过将碎木片和化学品在称为蒸煮器的大桶中混合制造出来的。热的效果和化学分解将纤维素纤维结合在一起的木质素,而不破坏木质纤维。包含木质素和其他分解的材料的液体将被干燥并用作燃料。化学浆用于制造需要很结实的纸张,或与机械浆相混合给产品带来不同的特质。化学浆包括硫酸盐浆。
纸浆也可以用废纸和废纸板来制造。回收纸浆通常用于制造纸板、新闻纸和卫生纸。
进行中的研究致力于开发生物纸浆,类似于化学制浆,但使用真菌分解掉不想要的木质素却保留纤维素纤维。这将降低与化学制浆相关的污染,具有重大的环境意义。
在流程的这个环节上生产出的纸浆就可以进行漂白以制造白色纸品。用于漂白纸浆的化合物是造成环境问题的一个原因,最近制浆行业已经开始使用氯气的替代品,如二氧化氯、氧气、臭氧及双氧水。
纸浆混合物就被送到造纸机进行成形和干燥。
造纸所消耗的树木的量根据不同类型的纸,以及是采用研磨制浆法还是硫酸盐制浆法有所不同。假设使用高40英尺、胸径6-8英吋的软木和硬木,有人估计使用硫酸盐制浆法制造一吨印刷用纸或书写用纸需要耗费平均约24棵树,使用研磨制浆法大约可以节约一半的树,即制造一吨新闻纸需要耗费12棵树。但是,硫酸盐制浆厂在生物能上是自给自足的。
当纸张使用元素氯进行漂白,形成了副产品如含氯化合物,甚至是二恶英和呋喃。 在高密度的制浆地区,如加拿大的不列颠哥伦比亚,高浓度的污染导致1992年一些渔场关门。然而,技术上的改进已经或者通过无元素氯漂白淘汰了元素氯的使用,或者结合氧脱木素产生了全无氯漂白技术。这些技术降低了释放到环境中的含氯化合物。元素氯漂白技术利用二氧化氯 来替代氯气。全无氯漂白在漂白过程中不利用氯。
废水排放也可能成为主要的污染源,包括来自树木的木质素,高生化需氧量和溶解有机碳,以及酒精,氯酸盐,重金属和螯合剂。减少这一排放物的环境影响是通过将生产过程形成闭环并尽可能循环利用排放物,同时在制浆过程中使用较小破坏性的化学品。减轻环境影响的最重要的方式就是排放物的生物处理。
使用硫酸盐制浆法,来自制浆过程的大量副产品的稀黑液。这一液体包含纸浆化学物质和来自树木的木质素。木质素具有高的热含量,因此稀黑液(固形物约占15%)将通过多效蒸发被浓缩为浓黑液(固形物占68%到75%)。 浓黑液被放入回收锅炉中进行燃烧,化学物质落入锅炉底部的半液态的熔融物。熔融物流出锅炉并被溶解于水或稀洗涤剂中形成绿液。接下来绿液要进行澄清。 将在绿液中加入生石灰,生石灰将大多数碳酸钠转变为氢氧化钠,使绿液澄清为白液(苛化)。白液因含有氢氧化钠,可以用作制浆化学品,因此又回到起点。沉淀物白泥包含失去效能的石灰,经过清洗并在约1800华氏度煅烧来生产生石灰,可以再一次用于绿液的澄清剂。
由木浆制造的纸可以被回收4至7次,更多的回收次数会使纤维变得太短。为了解决这个问题, 回收纸通常与一定量的原木浆混合以保证生产出高质量的纸品。
制浆的过程始于碎木片堆,在那里,刨机木碎片和锯木厂木碎片存放一个或两个月进行机械制浆前的风干。
树木的木质除了水以外包含三种主要成分:纤维素聚合物纤维,造纸所需要的原材料;木质素,一种三维聚合物,能将纤维素纤维结合在一起产生树木或木材的内在强度;以及半纤维素,短一些的多聚糖。化学制浆的目的就是在于将有用的纤维素纤维与木质素和半纤维素分离。这需要在取出所有木质素和避免降低纤维素纤维的强度之间保持平衡。
化学制浆法,如硫酸盐制浆法和亚硫酸盐制浆法,去除了大量的半纤维素和木质素。在保持纤维素纤维的强度上,硫酸盐纸浆法比亚硫酸盐制浆法更为有效。化学制浆法结合使用高温和酸的(硫酸盐)或碱的(亚硫酸盐)化学制剂来品打开木质素的化学键。
不同的机械制浆法,如研磨制浆法和盘磨机制浆法, 机械地将纤维素纤维撕开。大量的木质素依然粘着在纤维上。强度被消弱因为,纤维可能被切断。
同时还有许多结合了化学的和热的处理的混合制浆法:开始进行缩短的化学处理,接着立即进行机械处理以分离纤维。这些混合方法包括热磨机械制浆法和化学热磨机械制浆法。化学处理和热处理能够降低机械处理的能耗,同时也降低了纤维遭受的强度损失量。
碎木片开始进入工厂的筛选车间,在那里碎木片被分类并筛去木屑。过大尺寸的碎木片被进一步破碎或用作燃料。经过筛选后,碎木片开始进入蒸煮器,在那里碎木片在一个大容器内与氢氧化钠和硫化钠液体混合并用来自锅炉的蒸汽加热。
经过几个小时的蒸煮,碎木片分解为燕麦粥样的浓度并在通过蒸煮器的出口的气闸时被挤压。压力的突然变化使得碎木片以类似爆米花的方式膨胀,因此进一步分解了木质纤维。生成的纤维在水溶液的悬浮液被称为木浆。
随后,木质纤维被清洗,去除所有化学残余物,这些化学残余物将在工厂中进行恢复和回收。纤维现可以进行漂白或不进行漂白。木浆被喷到木浆机器网上,排水,并进行干燥。此刻的纤维就可以再改变为非直线的材料。这种状态下的纤维的挤压和干燥引起了纤维间强连接的结合而不是网状结构。在干燥机出口处的叠制装置将干燥的纸浆切割,堆叠并打包。然后,木浆被装上火车,汽车或轮船运到造纸厂。
造纸厂可以是全集成的工厂或者一部分工艺的工厂。全集成的工厂会以整个的原木(或碎木片)为原料,将其分解为单个的纤维,形成约4%纸浆,然后将制浆加工成纸张。非集成的工厂是从制浆厂购买加工好并干燥和打包的纸浆。干燥的纸浆被加水形成4%的溶液,以便加工为纸张。
现代的造纸厂使用大量的能源,水,木材,以高度有效和极端复杂的工艺序列,使用现代和复杂的控制技术来生产各种不同用途的纸张。现代的造纸机械式非常庞大的,可以达500英尺长,制造400英寸宽的纸张,并以超过每小时100英里的速度运转。.
磨木纸浆:利用机械碾磨力以取得木材纤维,又称为机械纸浆,主要可再分为一般机械浆、精制机械浆、热磨机械浆等。
化学纸浆:利用化学法将纤维与木质素分开以取得木材纤维,主要可再分为苏打浆、亚硫酸盐浆、硫酸盐浆等。
半化学纸浆:结合机械法与化学法之制浆方式,可再分为中性半化学浆、冷苏打浆、化学机械浆等。
造纸的木材锯成合适的呎吋后即进行去皮的工序,将原木放入大型滚筒内,滚筒转动时原木互相磨擦而去除树皮,脱落的树皮会用作锅炉的燃料,去皮后的原木会被切割成1.5到2吋,厚度0.25吋的方形木片,软木片及硬木片因物理特性不同而需分开处理。
木材由细小的细胞膜质纤维以称为木质素的胶状物质黏合组成,制造纸浆时利用化学物蒸煮木片分解木质素从而而将纤维分离。将木片放入称为蒸煮器的巨大容器内,其功能类似厨房用的压力锅,木片及化学物在加压下蒸煮1.5到4小时直至成为湿软如燕麦片的混合物,分离后的纤维可悬浮于水上。混合物经清洗以去除剩余的化学物和分解的木质素及漂白至合适的白度。从这里纸浆要通过一系列精炼机,将纸浆内的纤维壁上线状元素松閞令表层粗糙,纤维互相缠着成为张状。接着加上染料及其他添加剂使成品的纸张拥有所需的特性。
纸浆以二十份水对一份纤维的比例加水,通过造纸机的成形布或网,纸浆的纤维互相交织而形成纸张及除去大部分水份。以每分钟3,000呎的高速前进,纸张再通过一系列的吸水布及蒸汽加热称为烘干机的滚轴,清除纸张内留存的水份。纸张再经一个涂布工序在纸张两面添加淀粉溶液,淀粉使纸张表面平滑及将来用于印刷时油墨不会化开,由于涂布过程带来水份,纸张需重复先前的烘干程序。烘干后的纸张再通过沉重而光滑的滚轴进行磨光令表面更加光滑,纸张在后方收集卷成大纸卷,再分割成合适阔度的小纸卷,部分原卷包装出货,而部分再加工切成合适呎吋的平张才包装出货。
造纸的基本流程 流程介绍:
水力碎浆机:浆板在水力碎浆机内受到撕裂和相互摩擦作用,从而实现纸浆碎解的目的。
打浆:打浆使纤维产生变形、润胀、压溃切断和细纤维化等作用。通过打浆,可以改变纤维的形态,使纸浆获得某些特性(如机械强度、物理性能),以保证抄成的纸和纸板能取得预期的质量要求。
净化:净化的目的在于去除纸料中相对大的杂质,如金属屑、煤渣等。净化设备的原理是利用密度差来选分杂质。常用设备:锥形除渣机。
筛选:目的在于去除纸料中相对密度小而体积大的杂质,如浆团、纤维束、草屑等。
常用设备:压力筛。
流浆箱:流浆箱是现代纸机的关键部位。其结构和性能对纸页的形成和纸张的质量具有决定形作用。
其主要任务:
能有效的分散纤维。高湍动流浆箱能产生高强度微湍动,可有效的分散纤维,防止纤维沉淀和在絮聚,可有效的提高纸页的强度。
沿纸机横向均匀的分布纸料。(决定纸幅的横向定量分布)
喷浆稳定,确保浆速与网速相协调。(决定纸幅的纵向定量分布)
网部: 纸浆在网部脱水成形。上网纸浆浓度 为0.1~1.2%,出伏辊时纸页干度度为15~25%,成形纸干度为90~95%。由此可见,网部脱水量占总脱水量的90%以上。
压榨部: 利用机械压榨作用进一步脱水提高纸幅干度。同时增加纸的紧度及纸的强度,改善纸的表面性质(如平滑度)。机械压榨脱水在经济上是比较合算的。纸机压榨部多提高1%干度。烘缸部蒸汽消耗量减少5%。从这个意义上来讲,压榨部应尽可能低脱掉水分。采用新式复合压榨,湿纸页出压榨部的干度可达48~50%。
烘干部的作用:
继压榨部后脱出湿纸的水分,使成纸干度提高到92~95%。
提高纸的强度。
增加纸的平滑度。
完成纸的施胶。
压光:压光机用以提高纸的平滑度、光泽度和厚度均匀性。
取卷:将出压光机的纸在线卷成卷筒。
复卷:卷纸机上卷成的卷筒两边不齐,而且纸幅太宽,必须纵切复卷成卷筒纸或横切成平板纸。
包装:用定量不小于120g/平方米的包装纸卷到卷筒纸上,形成外包装。

㈦ 机械化学抛光的原理是什么所能达到的粗糙度是多少

深圳金鑫精密机械为您解答:
化学机械研磨技术综合了化学研磨和机械研磨的优势。单纯的化学研磨,表面精度较高,损伤低,完整性好,不容易出现表面/亚表面损伤,但是研磨速率较慢,材料去除效率较低,不能修正表面型面精度,研磨一致性比较差;单纯的机械研磨,研磨一致性好,表面平整度高,研磨效率高,但是容易出现表面层/亚表面层损伤,表面粗糙度值比较低。化学机械研磨吸收了两者各自的优点,可以在保证材料去除效率的同时,获得较完美的表面,得到的平整度比单纯使用这两种研磨要高出1-2个数量级,并且可以实现纳米级到原子级的表面粗糙度。

但是精度越高,一般所用时间就越长,机械越精密。成本越高。
金鑫平面研磨机为您提供免费打样。

㈧ 喷涂废水工艺是怎么样的

都是些强酸,强碱和活性剂的混合物当然还有含磷的一些东西。

㈨ 急!!!谁知道硅片化学机械抛光工艺流程

加工流程:

单晶生长→切断→外径滚磨→平边或V型槽处理→切片

倒角→研磨
腐蚀--抛光→清洗→包装

切断:目的是切除单晶硅棒的头部、尾部及超出客户规格的部分,将单晶硅棒分段成切片设备可以处理的长度,切取试片测量单晶硅棒的电阻率含氧量。

切断的设备:内园切割机或外园切割机

切断用主要进口材料:刀片

外径磨削:由于单晶硅棒的外径表面并不平整且直径也比最终抛光晶片所规定的直径规格大,通过外径滚磨可以获得较为精确的直径。

外径滚磨的设备:磨床

平边或V型槽处理:指方位及指定加工,用以单晶硅捧上的特定结晶方向平边或V型。

处理的设备:磨床及X-RAY绕射仪。

切片:指将单晶硅棒切成具有精确几何尺寸的薄晶片。

切片的设备:内园切割机或线切割机

倒角:指将切割成的晶片税利边修整成圆弧形,防止晶片边缘破裂及晶格缺陷产生,增加磊晶层及光阻层的平坦度。

倒角的主要设备:倒角机

研磨:指通过研磨能除去切片和轮磨所造的锯痕及表面损伤层,有效改善单晶硅片的曲度、平坦度与平行度,达到一个抛光过程可以处理的规格。

研磨的设备:研磨机(双面研磨)

主要原料:研磨浆料(主要成份为氧化铝,铬砂,水),滑浮液。

腐蚀:指经切片及研磨等机械加工后,晶片表面受加工应力而形成的损伤层,通常采用化学腐蚀去除。

腐蚀的方式:(A)酸性腐蚀,是最普遍被采用的。酸性腐蚀液由硝酸(HNO3),氢氟酸(HF),及一些缓冲酸(CH3COCH,H3PO4)组成。

(B)碱性腐蚀,碱性腐蚀液由KOH或NaOH加纯水组成。
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抛光:指单晶硅片表面需要改善微缺陷,从而获得高平坦度晶片的抛光。

抛光的设备:多片式抛光机,单片式抛光机。

抛光的方式:粗抛:主要作用去除损伤层,一般去除量约在10-20um;

精抛:主要作用改善晶片表面的微粗糙程度,一般去除量1um以下

主要原料:抛光液由具有SiO2的微细悬硅酸胶及NaOH(或KOH或NH4OH)组成,分为粗抛浆和精抛浆。

清洗:在单晶硅片加工过程中很多步骤需要用到清洗,这里的清洗主要是抛光后的最终清洗。清洗的目的在于清除晶片表面所有的污染源。

清洗的方式:主要是传统的RCA湿式化学洗净技术。

主要原料:H2SO4,H2O2,HF,NH4HOH,HCL

(3)损耗产生的原因

A.多晶硅--单晶硅棒

多晶硅加工成单晶硅棒过程中:如产生损耗是重掺埚底料、头尾料则无法再利用,只能当成冶金行业如炼铁、炼铝等用作添加剂;如产生损耗是非重掺埚底料、头尾料可利用制成低档次的硅产品,此部分应按边角料征税。

重掺料是指将多晶硅原料及接近饱和量的杂质(种类有硼,磷,锑,砷。杂质的种类依电阻的N或P型)放入石英坩埚内溶化而成的料。

重掺料主要用于生产低电阻率(电阻率<0.011欧姆/厘米)的硅片。

损耗:单晶拉制完毕后的埚底料约15%。

单晶硅棒整形过程中的头尾料约20%。

单晶整形过程中(外径磨削工序)由于单晶硅棒的外径表面并不平整且直径也比最终抛光晶片所规定的直径规格大,通过外径磨削可以获得较为精确的直径。损耗约10%-13%。

例:

4英寸 5英寸
标称直径 100mm 125mm
拉晶直径 106mm 131mm
磨削损耗 12.36% 9.83%
拉制参考损耗 0.70% 0.80%
合计损耗 13.06% 10.63%

此外,由于单晶硅的电阻率范围、电阻率均匀性、杂质种类、缺陷状态等参数在不同客户的要求下,都会对成品的实收率有影响,即使是同一规格的产品,不同厂家生产该产品的合格率也会不同。一般来讲,由于晶体质量原因造成的损耗率为7.5%。

从多晶硅--单晶硅棒总损耗率:4英寸约为45.3%

5英寸约为43.8%

B、单晶硅棒--单晶硅抛光片

单晶硅棒加工成单晶硅抛光片过程中损耗主要在切片工序,如采用内园切割机在切割过程中由于刀片的研磨及切片过程中刀片的摆动造成。此间的损耗约34%-35%,因此刀片质量是关键,刀片越薄损耗越小。

例:

4英寸 5英寸
切片刀厚 310+-25 380+-25
硅片厚度 650 750
损耗率 34% 35%

其他工序的净损耗从切片到最终抛光,此间损耗约16.67%-19.23%。

例:

4英寸 5英寸
切片厚度 650 750
抛光厚度 525 625
损耗率 19.23% 16.67%

从单晶硅棒到抛光片的损耗还包括切片过程中的崩边、裂缝,磨片过程中的碎片和缺口,碱腐蚀过程中的沾污、花斑,抛光等过程中的碎片划伤造成的损耗,具体如下:切片5%、倒角1%、磨片5%、腐蚀2%、退火2%、抛光5%、清洗2%,此间损耗率约20%

从单晶硅棒--单晶硅抛光片的总损耗率:4英寸约为57.4%

5英寸约为56.7%

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