Quais métodos podem ser usados ​​para cortar lingotes de carboneto de silício?

Quais métodos podem ser usados ​​para cortar lingotes de carboneto de silício?

Os dispositivos de SiC são feitos de wafers de carboneto de silício (SiC). Então, vem a pergunta: como obter um wafer de carboneto de silício? Geralmente, um wafer de SiC é cortado de boules cilíndricos de SiC. Quanto ao processo de corte, os métodos de corte de lingotes de carboneto de silício são introduzidos aqui.

Uma máquina de corte de fio diamantado é para cortelingotes de carboneto de silício em bolachas. A máquina de corte com fio de diamante é amplamente utilizada para cortar vários materiais compostos metálicos e não metálicos, especialmente adequada para cortar vários cristais frágeis com alta dureza e alto valor.

O princípio de corte da máquina de corte com fio diamantado é semelhante ao de uma serra de arco e é principalmente dividido em quatro partes:

1. O fio de diamante é usado como lâmina de serra de uma serra de arco;

2. Duas molas ou bobinas pneumáticas são utilizadas para tensionar o fio diamantado;

3. Duas rodas guia são usadas para garantir a precisão do corte e o formato da superfície;

4. O tambor de enrolamento giratório e alternativo de alta velocidade é usado para conduzir o fio diamantado para alternar.

Serra de arco

O fio de diamante retribui no cristal fixo, cortando assim.

Como as ferramentas diamantadas, o fio diamantado não é um simples pedaço de diamante. O fio diamantado é processado com base em fio de aço de alto carbono, formando serrilhados de diamante na superfície. A tendência agora é introduzir partículas de diamante, em vez de sintetizar diretamente o diamante na superfície. De acordo com os diferentes métodos de tratamento de superfície, existem quatro tipos de fios diamantados como segue:

1. Fio de diamante galvanizado: fixar partículas de Ni e diamante em fio de aço de alto carbono por galvanoplastia;

2. Fio de resina de diamante: fixe partículas de diamante em fio de aço de alto carbono aquecendo resina fenólica e aditivos;

3. Fio de diamante incrustado: fixe as partículas de diamante no fio de aço de alto carbono por meio de laminação;

4. Fio de diamante para brasagem: as partículas de diamante são fixadas no fio de aço de alto carbono por brasagem de liga.

O fio de diamante de resina pode obter uma superfície melhor do que o fio de diamante galvanizado, mas a velocidade de processamento é mais lenta.

Método de corte Princípio Incisão / μm Camada de dano / μm TTV / μm Velocidade de corte mm / min
Corte de fio diamantado galvanizado Entalhe 80-120 6-8 8 1.35
Corte de fio de resina diamantada Entalhe 80-120 4-7 5 0.9
Corte de argamassa Esmerilhamento 120-150 11-15 24 0.39

 

A comparação da superfície de corte de lingotes de carboneto de silício é mostrada na figura:

comparação da superfície de corte de lingotes de carboneto de silício

Mostrar separadamente a superfície de corte de fio de diamante galvanizado, corte de fio de diamante de resina, corte de argamassa

1.Wire EDMpara corte de lingotes de carboneto de silício com condução de corrente

O material processado pelo fio EDM deve ser capaz de conduzir eletricidade. Quando o material processado não é condutivo, a máquina de corte de fio diamantado começa a mostrar suas vantagens de processamento. Pode cortar materiais condutores e não condutores, desde que a dureza seja menor que a do fio diamantado.

2. Mcorte ortarpara cortar bocais de carboneto de silício

O corte com fio de diamante pode ser modificado a partir do corte de argamassa.

A diferença básica entre o corte com fio diamantado e o corte com argamassa: o corte com fio diamantado é cortado por serrilhados de diamante fixos na linha, enquanto o corte com argamassa é a retificação e corte por partículas de carboneto de silício ou partículas de diamante na argamassa sob a extrusão on-line. Como a argamassa é fluida, as marcas de corte costumam ser maiores e a qualidade da superfície de corte é ruim.

3. Lcorte aserMais adequado para cortar bolachas de carboneto de silício

O esquema de corte a laser de carboneto de silício é uma tecnologia de corte modificada a laser. O princípio é usar um feixe de laser com alto comprimento de onda de transmissão para focar no interior do wafer através de uma lente, e ocorre a absorção multifotônica, resultando em uma camada de deformação local, ou seja, camada modificada. A camada é composta principalmente por orifícios, camadas de alta densidade de deslocamento e rachaduras. A camada modificada é o ponto de partida do subsequente corte em cubos e rachaduras. A camada modificada pode ser confinada dentro do wafer, otimizando o laser e o sistema de caminho óptico, e nenhum dano térmico é causado à superfície e ao fundo do wafer. Em seguida, use força externa para guiar as rachaduras para a superfície e o fundo do wafer, separando-o no tamanho necessário.

No entanto, o corte modificado a laser requer uma espessura pequena, o que é adequado para processamento de wafer de carboneto de silício, enquanto o corte de fio de diamante é usado para lingotes de carboneto de silício. O corte de wafer tradicional geralmente usa uma roda de corte. A roda de corte tritura principalmente o wafer por meio de sua rotação estável e de alta velocidade. Durante o processo de corte, um refrigerante é usado para reduzir a temperatura e remover os detritos. Para wafers, o corte modificado a laser substitui o corte da roda de corte. O corte modificado a laser não requer refrigeração. Não há poeira e as marcas de corte são pequenas. A velocidade pode chegar a 1000 mm / s, sem consumíveis de lâmina. A vida útil do laser é de até 30.000 horas e o tempo de depuração é inferior a 10 minutos. A eficiência de corte específica leva PAM-XIAMEN Wafer de SiC de 360 ​​µm de 4 polegadas, dia 2 × 2 mm como exemplo, leva apenas 5 minutos.

Para obter o wafer 4H-SiC com poucos defeitos, o wafer de carboneto de silício geralmente precisa ser cultivado no cristal semente com 4 ° fora do eixo. Portanto, quando o corte modificado a laser é perpendicular ao lado plano do wafer, a rachadura irá produzir um ângulo de 4 ° fora do eixo do plano C [0001]. Ao usar o equipamento de corte a laser comum para o corte, um ângulo de deflexão de 4 ° tornará difícil dividir o material, o que acabará por causar lascas severas e meandros nessa direção. É necessário um controle mais detalhado da direção e da energia do laser.

O corte a laser e a ferramenta podem ser combinados para formar um corte de precisão assistido por micro laser. Use o calor do laser para amolecer a superfície da peça de trabalho, o que pode tornar o corte a laser de carboneto de silício mais fácil e melhor. Esta tecnologia de processamento é adequada para processamento de ultraprecisão de materiais, como cristais infravermelhos, carboneto cimentado, aço inoxidável e vidro.

Para obter mais informações, entre em contato conosco pelo e-mail victorchan@powerwaywafer.com e powerwaymaterial@gmail.com.

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