炭化ケイ素インゴットを切断するためにどのような方法を使用できますか?

炭化ケイ素インゴットを切断するためにどのような方法を使用できますか?

SiCデバイスは、炭化ケイ素(SiC)ウェーハから作られています。 それで、ここに質問が来ます:炭化ケイ素ウェーハをどのように入手するか? 一般的に、SiCウェーハは円筒形のSiCブールから切り出されます。 切断工程については、炭化ケイ素インゴットの切断方法を紹介します。

ダイヤモンドワイヤー切断機は切断用です炭化ケイ素インゴット ウェーハに。 ダイヤモンドワイヤー切断機は、さまざまな金属および非金属複合材料の切断に広く使用されており、特に高硬度で高価値のさまざまな脆性結晶の切断に適しています。

ダイヤモンドワイヤー切断機の切断原理は弓鋸のそれと類似しており、主に4つの部分に分かれています。

1.弓鋸の鋸刃にはダイヤモンドワイヤーを使用しています。

2.ダイヤモンドワイヤーの張力をかけるために2つのスプリングまたは空気圧リールが使用されます。

3.切削精度と表面形状を確保するために2つのガイドホイールを使用しています。

4.高速回転往復巻取ドラムを使用して、ダイヤモンドワイヤーを駆動して往復させます。

弓のこぎり

ダイヤモンドワイヤーは固定された結晶上を往復し、それによって切断されます。

ダイヤモンドツールのように、ダイヤモンドワイヤーは単純なダイヤモンドではありません。 ダイヤモンドワイヤーは高炭素鋼ワイヤーをベースに加工されており、表面にダイヤモンドセレーションを形成しています。 現在の主流は、表面でダイヤモンドを直接合成するのではなく、ダイヤモンド粒子を導入することです。 さまざまな表面処理方法に応じて、次の4種類のダイヤモンドワイヤーがあります。

1.電気メッキされたダイヤモンドワイヤー:電気メッキによって高炭素鋼ワイヤーにNiとダイヤモンド粒子を固定します。

2.樹脂ダイヤモンドワイヤー:フェノール樹脂と添加剤を加熱して、高炭素鋼ワイヤーにダイヤモンド粒子を固定します。

3.象眼細工のダイヤモンドワイヤー:圧延によって高炭素鋼ワイヤーにダイヤモンド粒子を固定します。

4.ダイヤモンドワイヤーのろう付け:ダイヤモンド粒子は、合金ろう付けによって高炭素鋼ワイヤーに固定されます。

樹脂製のダイヤモンドワイヤーは、電気メッキされたダイヤモンドワイヤーよりも表面が良くなりますが、処理速度は遅くなります。

切断方法 原則 切開/μm ダメージ層/μm TTV /μm 切削速度mm / min
電気メッキダイヤモンドワイヤー切断 彫刻 80-120 6-8 8 1.35
樹脂ダイヤモンドワイヤー切断 彫刻 80-120 4-7 5 0.9
モルタル切断 研削 120-150 11-15 24 0.39

 

炭化ケイ素インゴットの切断面の比較を図に示します。

炭化ケイ素インゴットの切削面比較

電気メッキダイヤモンドワイヤー切断、樹脂ダイヤモンドワイヤー切断、モルタル切断の表面を別々に示します

1。ワイヤーEDM電流伝導性のある炭化ケイ素インゴットの切断用

ワイヤーEDMによって処理される材料は、電気を通すことができる必要があります。 処理された材料が導電性でない場合、ダイヤモンドワイヤー切断機はその処理の利点を示し始めます。 硬度がダイヤモンドワイヤーよりも低い限り、導電性および非導電性の材料を切断できます。

2. Mオルタルカッティング炭化ケイ素球戯を切断するため

ダイヤモンドワイヤーの切断は、モルタルの切断から変更できます。

ダイヤモンドワイヤー切断とモルタル切断の基本的な違い:ダイヤモンドワイヤー切断はライン上の固定ダイヤモンドセレーションによって切断されますが、モルタル切断はオンライン押し出しの下でモルタル内の炭化ケイ素粒子またはダイヤモンド粒子によって研削および切断されます。 モルタルは流動性があるため、カットマークが大きくなることが多く、カット面の品質が悪くなります。

3. Lアセルカッティング炭化ケイ素ウェーハの切断により適しています

炭化ケイ素をレーザー切断するスキームは、レーザー修正された切断技術です。 原理は、透過波長の長いレーザービームを使用してレンズを通してウェーハの内側に焦点を合わせるというもので、多光子吸収が発生し、局所的な変形層、つまり改質層が生じます。 この層は主に穴、高転位密度層、亀裂で構成されています。 変更された層は、その後のウェーハダイシングとクラッキングの開始点です。 レーザーと光路システムを最適化することにより、改質層をウェーハ内部に閉じ込めることができ、ウェーハの表面と底面に熱損傷を与えることはありません。 次に、外力を使用して亀裂をウェーハの表面と底面に導き、ウェーハを必要なサイズに分離します。

ただし、レーザー修正切断は、炭化ケイ素ウェーハ処理に適した薄い厚さを必要としますが、ダイヤモンドワイヤー切断は炭化ケイ素インゴットに使用されます。 従来のウェーハダイシングは通常、カッターホイールを使用します。 カッターホイールは、主に安定した高速回転でウェーハを研削します。 切削工程では、クーラントを使用して温度を下げ、破片を取り除きます。 ウェーハの場合、レーザー修正切断がカッターホイール切断に取って代わります。 レーザー修正切断はクーラントを必要としません。 ほこりがなく、カットマークが小さいです。 速度は1000mm / sに達する可能性があり、ブレードの消耗品はありません。 レーザーの寿命は最大30,000時間で、デバッグ時間は10分未満です。 特定の切削効率はかかります PAM-厦門 4インチ360umSiCウェーハ、例として直径2×2mm、それは5分しかかかりません。

欠陥の少ない4H-SiCウェーハを得るには、通常、炭化ケイ素ウェーハを4°軸外れの種結晶上で成長させる必要があります。 したがって、レーザー修正切断がウェーハの平らな面に垂直である場合、亀裂はC面軸と4°のオフアングルを生成します[0001]。 通常のレーザー切断装置を使用して切断する場合、偏向角が4°の場合、材料の分割が困難になり、最終的にこの方向に深刻なチッピングや蛇行が発生します。 レーザーの方向とエネルギーのより詳細な制御が必要です。

レーザーと工具の切断を組み合わせて、マイクロレーザーを利用した精密切断を形成できます。 レーザー熱を使用してワークピースの表面を柔らかくします。これにより、炭化ケイ素のレーザー切断がより簡単になります。 この加工技術は、赤外線結晶、超硬合金、ステンレス鋼、ガラスなどの材料の超精密加工に適しています。

詳細については、メールでお問い合わせください。 victorchan@powerwaywafer.compowerwaymaterial@gmail.com.

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