Les dispositifs SiC sont fabriqués à partir de plaquettes de carbure de silicium (SiC). Alors, voici une question: comment obtenir une plaquette de carbure de silicium? Généralement, une tranche de SiC est découpée dans des boules de SiC cylindriques. En ce qui concerne le processus de coupe, des méthodes de coupe de lingots de carbure de silicium sont présentées ici.
Une machine de découpe de fil diamanté sert àlingots de carbure de silicium en plaquettes. La machine de découpe de fil de diamant est largement utilisée pour couper divers matériaux composites métalliques et non métalliques, particulièrement adaptée à la coupe de divers cristaux cassants avec une dureté élevée et une valeur élevée.
Le principe de coupe de la machine de coupe à fil diamanté est similaire à celui d'une scie à archet, et il est principalement divisé en quatre parties:
1.Le fil de diamant est utilisé comme lame de scie d'une scie à archet;
2.Deux ressorts ou bobines pneumatiques sont utilisés pour tendre le fil diamanté;
3.Deux roues de guidage sont utilisées pour assurer la précision de coupe et la forme de la surface;
4.Le tambour d'enroulement rotatif et alternatif à grande vitesse est utilisé pour entraîner le fil diamanté à effectuer un mouvement alternatif.
Le fil de diamant effectue un mouvement de va-et-vient sur le cristal fixe, coupant ainsi.
Comme les outils diamantés, le fil diamanté n'est pas un simple morceau de diamant. Le fil de diamant est traité sur la base de fil d'acier à haute teneur en carbone, formant des dentelures de diamant sur la surface. Le courant principal est maintenant d'introduire des particules de diamant, au lieu de synthétiser directement le diamant à la surface. Selon les différentes méthodes de traitement de surface, il existe quatre types de fils diamantés comme suit:
1. Fil de diamant galvanisé: fixez les particules de Ni et de diamant sur le fil d'acier à haute teneur en carbone par galvanoplastie;
2. Fil de diamant en résine: fixez les particules de diamant sur le fil d'acier à haute teneur en carbone en chauffant la résine phénolique et les additifs;
3. Fil de diamant incrusté: fixez les particules de diamant sur le fil d'acier à haute teneur en carbone en roulant;
4. Fil de diamant de brasage: les particules de diamant sont fixées sur le fil d'acier à haute teneur en carbone par brasage d'alliage.
Le fil de diamant en résine peut obtenir une meilleure surface que le fil de diamant galvanisé, mais la vitesse de traitement est plus lente.
| Méthode de coupe | Principe | Incision / μm | Couche endommagée / μm | TTV / μm | Vitesse de coupe mm / min |
| Coupe de fil diamant électrolytique | Sculpture | 80-120 | 6-8 | 8 | 1.35 |
| Coupe de fil diamanté en résine | Sculpture | 80-120 | 4-7 | 5 | 0.9 |
| Découpe de mortier | Affûtage | 120-150 | 11-15 | 24 | 0.39 |
La surface de coupe de la comparaison des lingots de carbure de silicium est montrée dans la figure:
Montrez séparément la surface de la coupe de fil de diamant galvanisé, de la coupe de fil de diamant de résine, de la coupe de mortier
1.Électroérosion à filpour la coupe de lingots de carbure de silicium avec conducteur de courant
Le matériau traité par l'électroérosion à fil doit être capable de conduire l'électricité. Lorsque le matériau traité n'est pas conducteur, la machine de découpe à fil diamanté commence à montrer ses avantages de traitement. Il peut couper des matériaux conducteurs et non conducteurs, tant que la dureté est inférieure à celle du fil diamanté.
2. Mcoupe ortarpour couper des boules en carbure de silicium
La coupe au fil diamant peut être modifiée par rapport à la coupe au mortier.
La différence fondamentale entre la coupe au fil diamant et la coupe au mortier: la coupe au fil diamant est coupée par des dentelures diamantées fixes sur la ligne, tandis que la coupe au mortier est un meulage et une coupe par des particules de carbure de silicium ou des particules de diamant dans le mortier sous l'extrusion en ligne. Le mortier étant fluide, les marques de coupe sont souvent plus grandes et la qualité de la surface de coupe est médiocre.
3. Lcoupe aserPlus approprié pour couper des plaquettes de carbure de silicium
Le schéma de découpe au laser du carbure de silicium est une technologie de découpe modifiée au laser. Le principe est d'utiliser un faisceau laser avec une longueur d'onde de transmission élevée pour se concentrer sur l'intérieur de la plaquette à travers une lentille, et une absorption multiphotonique se produit, résultant en une couche de déformation locale, à savoir une couche modifiée. La couche est principalement composée de trous, de couches à haute densité de dislocation et de fissures. La couche modifiée est le point de départ du découpage et de la fissuration ultérieurs de la tranche. La couche modifiée peut être confinée à l'intérieur de la tranche en optimisant le laser et le système de chemin optique, et aucun dommage thermique n'est causé à la surface et au fond de la tranche. Ensuite, utilisez une force externe pour guider les fissures vers la surface et le fond de la plaquette, séparant la plaquette dans la taille requise.
Cependant, la découpe modifiée au laser nécessite une faible épaisseur, ce qui convient au traitement des plaquettes de carbure de silicium, tandis que la découpe au fil de diamant est utilisée pour les lingots de carbure de silicium. Le découpage en dés traditionnel des tranches utilise généralement une molette de coupe. La molette de coupe broie principalement la plaquette grâce à sa rotation stable et à grande vitesse. Pendant le processus de coupe, un liquide de refroidissement est utilisé pour réduire la température et éliminer les débris. Pour les plaquettes, la découpe modifiée au laser remplace la découpe de la molette de coupe. La découpe modifiée au laser ne nécessite pas de liquide de refroidissement. Il n'y a pas de poussière et les marques de coupe sont petites. La vitesse peut atteindre 1000 mm / s, et aucun consommable de lame. La durée de vie du laser est jusqu'à 30 000 heures et le temps de débogage est inférieur à 10 minutes. L'efficacité de coupe spécifique prend PAM-XIAMEN Plaquette de SiC 4 pouces 360 um, dia 2 × 2 mm à titre d'exemple, cela ne prend que 5 minutes.
Afin d'obtenir la plaquette 4H-SiC avec de faibles défauts, la plaquette de carbure de silicium doit généralement être développée sur le germe cristallin avec un décalage de 4 °. Par conséquent, lorsque la découpe modifiée au laser est perpendiculaire au côté plat de la tranche, la fissure produira un hors-angle de 4 ° avec l'axe du plan C [0001]. Lors de l'utilisation d'un équipement de découpe laser ordinaire pour la découpe, un angle de déviation de 4 ° rendra difficile la division du matériau, ce qui finira par provoquer de graves ébréchures et des méandres dans cette direction. Un contrôle plus détaillé de la direction et de l'énergie du laser est nécessaire.
La découpe au laser et à l'outil peut être combinée pour former une découpe de précision assistée par micro laser. Utilisez la chaleur laser pour adoucir la surface de la pièce, ce qui peut faciliter et améliorer la découpe au laser du carbure de silicium. Cette technologie de traitement convient au traitement ultra-précis de matériaux, tels que les cristaux infrarouges, le carbure cémenté, l'acier inoxydable et le verre.
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