Miért kerül be a CO₂ az ostyakockázási folyamat során?

CO₂ bevezetése a kockára vágott vízbe közbenostyaA vágás hatékony eljárási intézkedés a statikus feltöltődés visszaszorítására és a szennyeződés kockázatának csökkentésére, ezáltal javítva a kockák hozamát és a forgács hosszú távú megbízhatóságát.

1. A statikus töltés felhalmozódásának visszaszorítása

Alattostya kockázás, egy nagy sebességű forgó gyémánt penge nagynyomású ionmentesített (DI) vízsugarakkal együttműködve vágást, hűtést és tisztítást végez. A penge és az ostya közötti intenzív súrlódás nagy mennyiségű statikus töltést generál; ugyanakkor a DI víz enyhén ionizálódik nagy sebességű permetezés és ütés hatására, kis számú iont termelve. Mivel maga a szilícium hajlamos töltést felhalmozni, ha ezt a töltést nem merítik ki időben, a feszültség 500 V-ra vagy többre emelkedhet, és elektrosztatikus kisülést (ESD) válthat ki.

Az ESD nemcsak a fémösszeköttetéseket bonthatja le, vagy károsíthatja a rétegközi dielektrikumokat, hanem elektrosztatikus vonzás révén szilíciumpor is hozzátapadhat az ostya felületéhez, ami részecskehibákhoz vezet. Súlyosabb esetekben kötésproblémákat okozhat, például rossz huzalkötést vagy a kötés leválását.

Amikor a szén-dioxid (CO2) feloldódik a vízben, szénsavat (H2CO3) képez, amely tovább disszociál hidrogénionokra (H+) és bikarbonátionokra (HCO3⁻). Ez jelentősen növeli a kockára vágott víz vezetőképességét és csökkenti az ellenállását. A nagyobb vezetőképesség lehetővé teszi a statikus töltés gyors elvezetését a vízáramon keresztül a talajra, ami megnehezíti a töltés felhalmozódását az ostyákon vagy a berendezés felületén.

Ezenkívül a CO₂ gyengén elektronegatív gáz. Nagy energiájú környezetben ionizálható töltéssel rendelkező anyagok, például CO2+ és O⁻ képződéséhez. Ezek az ionok semlegesíthetik az ostya felületén és a levegőben lévő részecskék töltését, tovább csökkentve az elektrosztatikus vonzás és az ESD események kockázatát.

2. A szennyeződés csökkentése és az ostya felületének védelme

Az ostya kockázásakor nagy mennyiségű szilíciumpor keletkezik. Ezek a finom részecskék könnyen feltöltődnek és megtapadnak az ostya vagy a berendezés felületén, ami részecskék szennyeződését okozza. Ha a hűtővíz enyhén lúgos, az is elősegítheti a fémionok (például a rozsdamentes acél szűrőkből vagy csővezetékekből felszabaduló vas-, nikkel- és krómionok) fém-hidroxid-csapadék képződését. Ezek a csapadékok lerakódhatnak az ostya felületén vagy a kockákra vágott utcákon, ami hátrányosan befolyásolja a forgács minőségét.

A CO₂ bevezetése után egyrészt a töltéssemlegesítés gyengíti a por és az ostya felülete közötti elektrosztatikus vonzást; másrészt a CO₂ gázáram segít eloszlatni a részecskéket a kockázási zónától, csökkentve a kritikus területeken való újralerakódásuk esélyét.

Az oldott CO₂ által alkotott gyengén savas környezet gátolja a fémionok hidroxid csapadékká történő átalakulását is, így a fémeket oldott állapotban tartja, így a vízáramlás könnyebben elszállítja őket, ami csökkenti a maradékanyagokat az ostyán és a berendezésen.

Ugyanakkor a CO₂ inert. Azáltal, hogy egy bizonyos védőatmoszférát hoz létre a kockázási tartományban, csökkentheti a szilíciumpor és az oxigén közötti közvetlen érintkezést, csökkentve a por oxidációjának, agglomerációjának és a felületekhez való későbbi tapadásának kockázatát. Ez segít fenntartani a tisztább vágási környezetet és a stabilabb folyamatkörülményeket.

Az ostyavágás során a kockára vágott vízbe CO₂ bevezetése nemcsak hatékonyan csökkenti a statikus elektromosság és az ESD kockázatát, hanem jelentősen csökkenti a por- és fémszennyeződést is, ami fontos eszköze a kockák hozamának és a forgács megbízhatóságának javításának.