SiC-Bauelemente bestehen aus Siliziumkarbid (SiC) -Wafern. Hier kommt also eine Frage: Wie erhält man einen Siliziumkarbidwafer? Im Allgemeinen wird ein SiC-Wafer aus zylindrischen SiC-Kugeln geschnitten. Für den Schneidprozess werden hier Verfahren zum Schneiden von Siliziumkarbidblöcken vorgestellt.
Eine Diamantdrahtschneidemaschine dient zum SchneidenSiliziumkarbidbarren in Wafer. Die Diamantdrahtschneidemaschine wird häufig zum Schneiden verschiedener Metall- und Nichtmetallverbundwerkstoffe verwendet, insbesondere zum Schneiden verschiedener spröder Kristalle mit hoher Härte und hohem Wert.
Das Schneidprinzip der Diamantdrahtschneidemaschine ähnelt dem einer Bogensäge und ist hauptsächlich in vier Teile gegliedert:
1.Diamantdraht wird als Sägeblatt einer Bogensäge verwendet;
2.Zwei Federn oder Druckluftspulen werden zum Spannen des Diamantdrahtes verwendet.
3. Zwei Führungsräder sorgen für Schnittgenauigkeit und Oberflächenform.
4.Die rotierende und hin- und hergehende Wickeltrommel mit hoher Geschwindigkeit wird verwendet, um den Diamantdraht zum Hin- und Herbewegen anzutreiben.
Der Diamantdraht bewegt sich auf dem festen Kristall hin und her und schneidet dabei.
Wie Diamantwerkzeuge ist der Diamantdraht kein einfaches Stück Diamant. Diamantdraht wird auf der Basis von Kohlenstoffdraht mit hohem Kohlenstoffgehalt verarbeitet und bildet auf der Oberfläche Diamantverzahnungen. Der Hauptstrom besteht nun darin, Diamantpartikel einzuführen, anstatt Diamant direkt auf der Oberfläche zu synthetisieren. Entsprechend den verschiedenen Oberflächenbehandlungsmethoden gibt es vier Arten von Diamantdrähten:
1. Galvanisierter Diamantdraht: Fixieren Sie Ni und Diamantpartikel durch Galvanisieren auf Stahldraht mit hohem Kohlenstoffgehalt.
2. Harzdiamantdraht: Fixieren Sie Diamantpartikel auf Kohlenstoffdraht mit hohem Kohlenstoffgehalt, indem Sie Phenolharz und Additive erhitzen.
3. Eingelegter Diamantdraht: Fixieren Sie die Diamantpartikel durch Walzen auf dem Stahldraht mit hohem Kohlenstoffgehalt.
4. Hartlotdraht: Die Diamantpartikel werden durch Hartlöten auf dem Draht mit hohem Kohlenstoffgehalt fixiert.
Der Harzdiamantdraht kann eine bessere Oberfläche erhalten als der galvanisierte Diamantdraht, aber die Verarbeitungsgeschwindigkeit ist langsamer.
| Schneidemethode | Prinzip | Inzision / μm | Schadensschicht / μm | TTV / μm | Schnittgeschwindigkeit mm / min |
| Galvanisches Diamantdrahtschneiden | Carving | 80-120 | 6-8 | 8 | 1.35 |
| Diamantdrahtschneiden aus Harz | Carving | 80-120 | 4-7 | 5 | 0.9 |
| Mörtelschneiden | Mahlen | 120-150 | 11-15 | 24 | 0.39 |
Die Schnittfläche des Vergleichs von Siliziumkarbidblöcken ist in der Abbildung dargestellt:
Zeigen Sie separat die Oberfläche des galvanisierten Diamantdrahtschneidens, des Harzdiamantdrahtschneidens und des Mörtelschneidens
1.Drahterodierenzum Schneiden von Siliziumkarbidbarren mit stromleitend
Das vom Drahterodiergerät verarbeitete Material sollte in der Lage sein, Elektrizität zu leiten. Wenn das verarbeitete Material nicht leitfähig ist, zeigt die Diamantdrahtschneidemaschine ihre Verarbeitungsvorteile. Es kann leitfähige und nicht leitende Materialien schneiden, solange die Härte geringer ist als die des Diamantdrahtes.
2. M.ortar schneidenzum Schneiden von Siliziumkarbid-Kugeln
Das Diamantdrahtschneiden kann vom Mörtelschneiden modifiziert werden.
Der grundlegende Unterschied zwischen Diamantdrahtschneiden und Mörtelschneiden: Das Diamantdrahtschneiden wird durch feste Diamantverzahnungen auf der Linie geschnitten, während das Mörtelschneiden durch Siliziumkarbidpartikel oder Diamantpartikel im Mörtel unter der Online-Extrusion gemahlen und geschnitten wird. Da der Mörtel flüssig ist, sind die Schnittmarken häufig größer und die Qualität der Schnittfläche ist schlecht.
3. L.aser schneidenGeeigneter zum Schneiden von Siliziumkarbidwafern
Das Schema des Laserschneidens von Siliziumkarbid ist die lasermodifizierte Schneidtechnologie. Das Prinzip besteht darin, einen Laserstrahl mit einer hohen Transmissionswellenlänge zu verwenden, um durch eine Linse auf das Innere des Wafers zu fokussieren, und eine Multiphotonenabsorption tritt auf, was zu einer lokalen Verformungsschicht führt, nämlich einer modifizierten Schicht. Die Schicht besteht hauptsächlich aus Löchern, Schichten mit hoher Versetzungsdichte und Rissen. Die modifizierte Schicht ist der Ausgangspunkt für das anschließende Schneiden und Brechen von Wafern. Die modifizierte Schicht kann durch Optimieren des Laser- und Strahlengangsystems innerhalb des Wafers eingeschlossen werden, und es wird keine thermische Beschädigung der Oberfläche und des Bodens des Wafers verursacht. Führen Sie dann die Risse mit äußerer Kraft zur Oberfläche und zum Boden des Wafers und trennen Sie den Wafer in die erforderliche Größe.
Das lasermodifizierte Schneiden erfordert jedoch eine geringe Dicke, die für die Siliziumkarbid-Wafer-Verarbeitung geeignet ist, während das Diamantdrahtschneiden für Siliziumkarbid-Barren verwendet wird. Beim herkömmlichen Wafer-Würfeln wird normalerweise ein Schneidrad verwendet. Das Schneidrad schleift den Wafer hauptsächlich durch seine stabile und schnelle Drehung. Während des Schneidvorgangs wird ein Kühlmittel verwendet, um die Temperatur zu senken und Schmutz zu entfernen. Bei Wafern ersetzt das lasermodifizierte Schneiden das Schneiden der Schneidscheiben. Lasermodifiziertes Schneiden erfordert kein Kühlmittel. Es gibt keinen Staub und die Schnittmarken sind klein. Die Geschwindigkeit kann 1000 mm / s erreichen und es werden keine Blade-Verbrauchsmaterialien verwendet. Die Lebensdauer des Lasers beträgt bis zu 30.000 Stunden und die Debugging-Zeit weniger als 10 Minuten. Die spezifische Schneidleistung nimmt zu PAM-XIAMEN 4 Zoll 360 um SiC WaferBeispiel 2 × 2 mm, dauert es nur 5 Minuten.
Um den 4H-SiC-Wafer mit geringen Defekten zu erhalten, muss der Siliciumcarbid-Wafer normalerweise mit 4 ° außerhalb der Achse auf dem Impfkristall gezüchtet werden. Wenn daher das lasermodifizierte Schneiden senkrecht zur flachen Seite des Wafers ist, erzeugt der Riss einen Winkel von 4 ° zur Achse der C-Ebene [0001]. Wenn gewöhnliche Laserschneidgeräte zum Schneiden verwendet werden, erschwert ein Ablenkwinkel von 4 ° das Teilen des Materials, was schließlich zu starken Abplatzungen und Mäandern in dieser Richtung führen kann. Eine detailliertere Steuerung der Richtung und Energie des Lasers ist erforderlich.
Laser- und Werkzeugschneiden können kombiniert werden, um mikrolaserunterstütztes Präzisionsschneiden zu bilden. Verwenden Sie Laserwärme, um die Oberfläche des Werkstücks zu erweichen, wodurch das Laserschneiden von Siliziumkarbid einfacher und besser wird. Diese Verarbeitungstechnologie eignet sich für die hochpräzise Verarbeitung von Materialien wie Infrarotkristallen, Hartmetall, Edelstahl und Glas.
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