I dispositivi SiC sono realizzati con wafer di carburo di silicio (SiC). Quindi, ecco una domanda: come ottenere un wafer in carburo di silicio? Generalmente, un wafer di SiC viene tagliato da boules cilindriche di SiC. Per quanto riguarda il processo di taglio, qui vengono introdotti i metodi per tagliare i lingotti di carburo di silicio.
Una macchina da taglio a filo diamantato è per il tagliolingotti di carburo di silicio in cialde. La tagliatrice a filo diamantato è ampiamente utilizzata per tagliare vari materiali compositi metallici e non metallici, particolarmente adatti per il taglio di vari cristalli fragili con elevata durezza e alto valore.
Il principio di taglio della macchina da taglio a filo diamantato è simile a quello di una sega ad arco, ed è principalmente diviso in quattro parti:
1.Il filo diamantato viene utilizzato come lama della sega di una sega ad arco;
2. Per il tensionamento del filo diamantato vengono utilizzate due molle o bobine pneumatiche;
3. Due ruote di guida vengono utilizzate per garantire la precisione di taglio e la forma della superficie;
4. Il tamburo di avvolgimento rotante e alternativo ad alta velocità viene utilizzato per guidare il filo diamantato per ricambiare.
Il filo diamantato si muove alternativamente sul cristallo fisso, tagliando così.
Come gli utensili diamantati, il filo diamantato non è un semplice pezzo di diamante. Il filo diamantato viene lavorato sulla base di filo di acciaio ad alto tenore di carbonio, formando dentellature diamantate sulla superficie. La corrente principale ora è quella di introdurre particelle di diamante, invece di sintetizzare direttamente il diamante sulla superficie. A seconda dei diversi metodi di trattamento superficiale, ci sono quattro tipi di fili diamantati come segue:
1. Filo diamantato elettrolitico: fissare Ni e particelle di diamante sul filo di acciaio ad alto tenore di carbonio mediante elettroplaccatura;
2. Filo diamantato in resina: fissare le particelle di diamante sul filo di acciaio ad alto tenore di carbonio riscaldando la resina fenolica e gli additivi;
3. Filo diamantato intarsiato: fissare le particelle di diamante sul filo di acciaio ad alto tenore di carbonio rotolando;
4. Filo diamantato per brasatura: le particelle di diamante vengono fissate sul filo di acciaio ad alto tenore di carbonio mediante brasatura in lega.
Il filo diamantato in resina può ottenere una superficie migliore rispetto al filo diamantato elettrodeposto, ma la velocità di lavorazione è più lenta.
| Metodo di taglio | Principio | Incisione / μm | Strato danneggiato / μm | TTV / μm | Velocità di taglio mm / min |
| Taglio a filo diamantato elettrodeposto | Intaglio | 80-120 | 6-8 | 8 | 1.35 |
| Taglio a filo diamantato in resina | Intaglio | 80-120 | 4-7 | 5 | 0.9 |
| Taglio del mortaio | Rettifica | 120-150 | 11-15 | 24 | 0.39 |
La superficie di taglio dei lingotti in carburo di silicio è mostrata in figura:
Mostrare separatamente la superficie del taglio con filo diamantato elettrolitico, taglio con filo diamantato in resina, taglio con malta
1.Elettroerosione a filoper il taglio di lingotti di carburo di silicio con conduzione di corrente
Il materiale elaborato dall'elettroerosione a filo dovrebbe essere in grado di condurre l'elettricità. Quando il materiale lavorato non è conduttivo, la macchina da taglio a filo diamantato inizia a mostrare i suoi vantaggi di lavorazione. Può tagliare materiali conduttivi e non conduttivi, purché la durezza sia inferiore al filo diamantato.
2. Mortar taglioper il taglio di boules in carburo di silicio
Il taglio con filo diamantato può essere modificato dal taglio con malta.
La differenza fondamentale tra taglio con filo diamantato e taglio con malta: il taglio con filo diamantato viene tagliato da dentellature diamantate fisse sulla linea, mentre il taglio con malta è molatura e taglio da particelle di carburo di silicio o particelle di diamante nella malta sotto l'estrusione in linea. Poiché la malta è fluida, i segni di taglio sono spesso più grandi e la qualità della superficie di taglio è scarsa.
3. Ltaglio aserPiù adatto per il taglio di wafer in carburo di silicio
Lo schema di taglio laser carburo di silicio è una tecnologia di taglio modificata al laser. Il principio è quello di utilizzare un raggio laser con un'elevata lunghezza d'onda di trasmissione per concentrarsi all'interno del wafer attraverso una lente, e si verifica l'assorbimento multifotone, risultante in uno strato di deformazione locale, vale a dire strato modificato. Lo strato è composto principalmente da fori, strati ad alta densità di dislocazione e crepe. Lo strato modificato è il punto di partenza della successiva sminuzzatura e fessurazione del wafer. Lo strato modificato può essere confinato all'interno del wafer ottimizzando il laser e il sistema del percorso ottico e nessun danno termico è causato alla superficie e al fondo del wafer. Quindi, utilizzare una forza esterna per guidare le crepe sulla superficie e sul fondo del wafer, separando il wafer nella dimensione richiesta.
Tuttavia, il taglio laser modificato richiede uno spessore ridotto, adatto per la lavorazione di wafer di carburo di silicio, mentre il taglio a filo diamantato viene utilizzato per i lingotti di carburo di silicio. La tradizionale cubettatura dei wafer di solito utilizza una rotella di taglio. La rotella di taglio macina principalmente il wafer attraverso la sua rotazione stabile e ad alta velocità. Durante il processo di taglio, viene utilizzato un refrigerante per ridurre la temperatura e rimuovere i detriti. Per i wafer, il taglio modificato al laser sostituisce il taglio con rotella di taglio. Il taglio laser modificato non richiede refrigerante. Non c'è polvere e i segni di taglio sono piccoli. La velocità può raggiungere i 1000 mm / se nessun materiale di consumo della lama. La durata del laser è fino a 30.000 ore e il tempo di debug è inferiore a 10 minuti. L'efficienza di taglio specifica richiede PAM-XIAMEN Wafer SiC da 4 pollici 360 um, dia 2 × 2 mm come esempio, ci vogliono solo 5 minuti.
Per ottenere il wafer 4H-SiC con difetti bassi, il wafer di carburo di silicio di solito deve essere coltivato sul cristallo seme con 4 ° fuori asse. Pertanto, quando il taglio modificato con il laser è perpendicolare al lato piatto del wafer, la crepa produrrà un angolo di 4 ° rispetto all'asse del piano C [0001]. Quando si utilizzano normali apparecchiature di taglio laser per il taglio, un angolo di deflessione di 4 ° renderà difficile la divisione del materiale, il che alla fine causerà gravi scheggiature e meandri in questa direzione. È richiesto un controllo più dettagliato della direzione e dell'energia del laser.
Il taglio laser e utensile possono essere combinati per formare un taglio di precisione assistito da micro laser. Usa il calore del laser per ammorbidire la superficie del pezzo, il che può rendere più facile e migliore il taglio laser del carburo di silicio. Questa tecnologia di lavorazione è adatta per la lavorazione ultraprecisa di materiali, come cristalli a infrarossi, carburo cementato, acciaio inossidabile e vetro.
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