本标准规定了硅单晶切割片、研磨片和抛光片的抗弯强度测试方法。本标准适用于晶向为〈111〉和〈100〉的直拉、悬浮区熔硅单晶片的常温下抗弯强度的测量。硅片厚度为250～900μm。 GB/T 15615-1995 硅片抗弯强度测试方法 GB/T15615-1995 标准下载解压密码：www.bzxz.net

中华人民共和国国家标准
硅片抗弯强度测试方法
Test method for measuring
flexure strength of silicon slices主题内容与适用范围
GB/T15615-1995
本标准规定了硅单晶切割片、研磨片和抛光片（简称硅片）的抗弯强度测试方法。本标准适用于晶向为<111>和<100的直拉、悬浮区熔硅单晶片的常温下抗弯强度的测量。硅厚度为250~900μm。
2引用标准
GB12964硅单晶抛光片
GB12965硅单晶切割片和研磨片
3术语
3.1抗弯强度flexure strength
试样破碎时的最大弯曲应力,对脆性材料通常是凸表面最大径向张应力，表征抗破碎的性能。3.2小挠度littledeflection
圆片受到中心载荷弯曲时，圆片中心面弯曲前后的最大位移与圆片厚度比为小量。4方法原理
本标准采用简支圆片集中载荷冲击法测硅片抗弯强度。用一钢球从1/4圆形轨道上滚下，冲击轨道末端垂直放置的硅圆片试样，不断升高钢球高度直到打碎硅片为止。根据由薄板理论及弹性力学理论推导出的公式(1)计算试样抗弯强度α。：a。= 9. 806 7X
式中：a.硅片抗弯强度测试值N/mm\p-钢球质量.kg;
A--一试样简支半径，mm;
B-—试样厚度,mm；
PH11/2
H-一打破试样时钢球下滚垂直高度，mm；-(Yln
.（1)
X(kg·mm-2)1/2,Y、Z：与硅材料弹性模量和泊松比有关的系数，对（111)硅单晶片，分别为182.0.621及1.146；对<100)硅单晶片，分别为207,0.621及1.146。公式（1)是在薄板小挠度情况下导出，即要求圆片破碎时的最人挠度与试样厚度比小丁1/5，因此，对不符合小挠度条件的测试结果要做出校正。国家技术监督局1995-07-12批准69.1
1996-02-01实施
GB/T15615-1995
由大量实验求出不同厚度及强度的硅片测试时的校正系数K（见附录A）,列出K与厚度B及强度。之间的关系（见表A1)。K的误差≤0.01。硅片的测试值。乘以相应的K就得到硅片的真实抗弯强度。，即：
硅片真实抗弯强度值，N/mm2；
式中：o—
K——校正系数；
g。—硅片强度测试值,N/mm
5装置与器具
5.1脆性材料抗弯强度测试仪（见图1）测试仪示意图
1-框架；2--抽板；3支板；4-样片；5-调高螺钉;6--滑轨：?钢球5.1.1支架：支撑1/4圆滑轨的四方框架。5.1.2滑轨：半径260mm，正面有凹槽，表面抛光并镀铬，侧面有垂直高度刻度，精确到1mm。5.1.3样片支板：供垂直放置圆片试样。5.1.4钢球托架：可在滑轨上移动、定在所需高度。5.1.5钢球：质量范围1~10g的轴承滚珠。5.2螺旋测微器：测量精度0.01mm。6试样制备
（2）
6.1硅片抗弯强度与硅片内在质量和表面损伤状况有关，一般力学参数都有一定的分散度，因此每组试样作研究时需10片左右，抽检时可按有关抽样标准或供需双方商定。6.2试样表面应符合GB12964或GB12965要求。6.3将试样用石腊：松香=2：1配成的粘合剂粘在玻璃板上，用直径40mm的割圆套头在台钻上割成直径40mm的圆片。割圆位置规定如下：直径小于80mm的硅片在同心圆位置；直径80tmm以上硅片在偏离主参考面45°位置割第一个圆。6.4试样用适当溶剂去腊，用洗涤剂清洗洁净，去离子水冲洗，烘干后放入下燥器中备用。695
7测量程序
7.1仪器校准
GB/T15615—1995
7.1.1调节轨道高度，使滚下的钢球正好打在试样中心。7.1.2螺旋测微器校准零。
7.2测量
7.2.1将试样放人样片支板。
7.2.2选用适当钢球，将钢球托架固定在某一高度，抽出挡板使钢球沿滑轨滚下，打在试样中心。以定间隔（一般为5mm）逐渐升高钢球高度，直至打破试样。7.3记录试样破碎后下列数据
7.3.1H：钢球滚下高度（以球心计）减1/2间隔值，读数精确到1mm。7.3.2B用螺旋测微器测量试样破碎处厚度B，精确到5×103mm，测两碎片取其平均值。7.3.3P：钢球质量，精确到1mg。7.3.4A：简支半径，精确到0.05mm。7.4影响测试的因素
7.4.1选用钢球偏大和起始下落高度偏高造成第一次冲击试样破碎，使结果不。试样在支板内未放稳会引起测试结果偏小。7.4.2
7.4.3试样厚度不均勾不影响测定结果；试样弯曲引起测量误差，弯曲10μm，引起误差0%～~1%。7.4.4
制样及操作过程造成试样表面损伤，试样或钢球表面有异物（如细小硅粒)会引起误差。8测量结果计算
8.1由公式(1)计算每个试样的测试值0c。8.2按测试值。及该试样厚度B在表A2中查出校正系数K，用公式（2)计算试样的抗弯强度α。8.3求一组试样抗弯强度平均值，为本组试样的抗弯强度。9精密度
本方法单个实验室测量精密度为士25%（R3S)，该精密度值是对8组不同试样测量得出的。10试验报告
10.1试验报告应包括以下内容：试样编号、牌号及生产单位；
试样直径、厚度及数量；
抗弯强度平均值：
本标准编号；
测量者；
测量日期。
GB/T 15615-1995
附录A
校正系数的求得方法
（补充件）
本方法所用抗弯强度计算公式是在假定小挠度条件下推导出来的。当硅片较薄，强度值较大时，试样破碎时挠度偏离了小挠度，通过实验求得校正系数，取各类单晶15段，每段分别间隔切成5种不同厚度硅片，按厚度分成5组，每组严格按规定的研磨或研磨加抛光条件进行表面加工，测定每组抗弯强度值，求其平均值作为该组测定值，该组平均厚度为B，表A1列出12\单晶各组的.及B值。表A1
c,N·mm\
将。与B绘制，得到-B曲线，如图A1，由图可见随B增大，0。下降并趋近常数α，α。为这段单晶的真实抗弯强度。令与曲线上不同厚度B时的之比%：二K，K就是这段单晶厚度为B、强度为。时的a
校正系数。图A1上同样可做出其他各段单晶的-B曲线，取B0.3时各条曲线上的。值与相应的K值绘制曲线，得到B=0.30mm时的K-。曲线（图A2)，同样可得出B0.35，0.40，*0.90mm时的K-o。曲线，从各曲线上读出K与B、a。关系列成表A2。50 × 9.8067
10×9.8067
30 ×9.8067H
图A112及其他单晶a-B关系图
GB/T 15615-1995
校正系数与B、o.关系
147.10196.13245.17294.20343.23392.27/441.30490.34539.37588.40637.44|686.47735.50784.54833.57882.60931.64080.670.900.820.75
0.690.660.650.64
0. 900. 83
0.730.700. 67
0. 730. 700. 68
0.840.780.740.71
0.920.840.7910.740.71
0. 920. 840. 790. 750. 72
10.93/0.85
0. 820. 780. 75
0. 870.820.78
3900.950.88
0. 950. 89 0. 84
0. 620. 620. 620. 61
0. 660. 65
0. 610. 610. 610. 61
0. 620. 620. 620. 62
0.62|o.62
10. 62 |0. 62
0. 620. 620. 620. 62
0. 620. 620. 62
0. 630. 630. 630. 630. 63
0. 63 1 0. 630. 630. 63
0. 630. 63
10. 640. 640. 63
10.650.64
0. 660. 650. 65
0.690.680.670.660.650.65
0. 690. 680. 670. 66
0.700. 690. 680. 67
0. 700. 690. 68
0.750.730.710.69
0.750.740. 72
0. 650.65
0.660.660.650.65
0. 680. 67
0.740.720.71
0. 810. 780. 76
0. 900. 860. 820. 79
0.980.910.860.820.790.77
0.750.730.720.70
0. 980. 91 0. 87 0. 830. 800. 77|0. 75|0. 74
10.990.91
4900. 990.92
0. 870. 83 0. 80
0. 840. 81
0. 670. 67
0. 680. 6810. 67 10. 67
0. 690. 680. 670. 67
0.730.720.700.690.680.68
0.63/0.63
GB/T15615-1995
续表A2
147.10196. 13245. 17294.20343. 23392. 27/411.30490.34539. 37588. 40637. 44j686.17735. 50784. 54833. 57882. 60|931. 61980. 570.850.810.790.77
1. 000. 92
1. 000. 92
1. 000. 93
0. 860.830. 80
1. 00 0. 94 1
1. 000. 94
0. 950. 91
1. 00 /0. 95 / 0. 91
0. 86 0. 84
0.750.730.720.71
0. 760. 74 |0. 73 0. 71
0.760.740.730.72
0.750.730.72
0. 75↓ 0. 74
0. 790. 770. 76
0. 790.780.760. 75
0. 800. 79
0. 860. 840. 82
0. 900.87
0.960.930.900.88
10. 930. 91
1. 000. 970. 94
1.000.970.9410.91
1. 000. 97 0. 94
1. 000.99
1. 00 1. 00
1. 001. 001. 00
0. 7110.69
0. 69 0. 68
0. 700. 690. 68
0. 700. 700. 69
0. 730. 72 10. 71
0.700.690.69
0.813 0. 80
0.7910.77
0. 730.72
0.750.740.73
0. 750.740.73
0. 760.750.73
0. 790. 780. 760. 75
10.870. 85
0. 92 /0. 910. 89
0. 990. 970. 960. 940. 93
附加说明：
20 × 9. 8067
GB/T15615—1995
413 × 9. 8067bzxZ.net
60 × 9. 8167
80 × 9. 8067
101×9.8067
Ue,N.mm-!
B=0.3mm时,K-a。关系图
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