Thiết bị SiC được làm từ tấm silicon cacbua (SiC). Vì vậy, ở đây có một câu hỏi: làm thế nào để có được tấm wafer silicon cacbua? Nói chung, một tấm SiC được cắt từ các tấm SiC hình trụ. Đối với quá trình cắt, các phương pháp để cắt thỏi silic cacbua được giới thiệu ở đây.
Máy cắt dây kim cương dùng để cắtthỏi cacbua silic thành bánh xốp. Máy cắt dây kim cương được sử dụng rộng rãi để cắt các vật liệu composite kim loại và phi kim loại khác nhau, đặc biệt thích hợp để cắt các loại tinh thể giòn có độ cứng cao và giá trị cao.
Nguyên tắc cắt của máy cắt dây kim cương tương tự như của máy cưa cung, và nó chủ yếu được chia thành bốn phần:
1.Diamond wire được sử dụng làm lưỡi cưa của máy cưa cung;
2.Hai lò xo hoặc cuộn khí nén được sử dụng để căng dây kim cương;
3.Hai bánh xe dẫn hướng được sử dụng để đảm bảo độ chính xác cắt và hình dạng bề mặt;
4. Trống cuộn quay và chuyển động tốc độ cao được sử dụng để điều khiển dây kim cương chuyển động qua lại.
Dây kim cương chuyển động qua lại trên tinh thể cố định, do đó cắt.
Giống như các công cụ kim cương, dây kim cương không phải là một mảnh kim cương đơn giản. Dây kim cương được gia công trên nền dây thép cacbon cao, tạo thành các răng cưa kim cương trên bề mặt. Xu hướng chủ đạo hiện nay là giới thiệu các hạt kim cương, thay vì tổng hợp trực tiếp kim cương trên bề mặt. Theo các phương pháp xử lý bề mặt khác nhau, có bốn loại dây kim cương như sau:
1. Dây kim cương mạ điện: cố định Ni và các hạt kim cương trên dây thép cacbon cao bằng cách mạ điện;
2. Nhựa dây kim cương: cố định các hạt kim cương trên dây thép cacbon cao bằng cách đốt nóng nhựa phenolic và các chất phụ gia;
3. Dát dây kim cương: cố định các hạt kim cương trên dây thép cacbon cao bằng cách lăn;
4. Dây kim cương hàn: các hạt kim cương được cố định trên dây thép cacbon cao bằng cách hàn hợp kim.
Dây kim cương nhựa có thể có bề mặt tốt hơn dây kim cương mạ điện, nhưng tốc độ xử lý chậm hơn.
| Phương pháp cắt | nguyên tắc | Vết cắt / μm | Lớp hư hỏng / μm | TTV / μm | Tốc độ cắt mm / phút |
| Cắt dây kim cương mạ điện | Chạm khắc | 80-120 | 6-8 | 8 | 1.35 |
| Nhựa cắt dây kim cương | Chạm khắc | 80-120 | 4-7 | 5 | 0.9 |
| Cắt vữa | Mài | 120-150 | 11-15 | 24 | 0.39 |
So sánh bề mặt cắt của thỏi silic cacbua được thể hiện trong hình:
Hiển thị riêng biệt bề mặt cắt dây kim cương mạ điện, cắt dây kim cương nhựa, cắt vữa
1.Dây EDMđể cắt thỏi silic cacbua với dòng điện dẫn
Vật liệu được xử lý bằng dây EDM nên có thể dẫn điện. Khi vật liệu được xử lý không dẫn điện, máy cắt dây kim cương bắt đầu thể hiện những ưu điểm trong quá trình gia công của nó. Nó có thể cắt các vật liệu dẫn điện và không dẫn điện, miễn là độ cứng nhỏ hơn dây kim cương.
2. Mcắt ortarđể cắt Silicon cacbua Boules
Cắt dây kim cương có thể được sửa đổi từ cắt bằng vữa.
Sự khác biệt cơ bản giữa cắt dây kim cương và cắt bằng cối: cắt dây kim cương được cắt bằng răng cưa kim cương cố định trên dây, trong khi cắt bằng cối là mài và cắt bởi các hạt cacbua silicon hoặc các hạt kim cương trong cối dưới sự đùn trực tuyến. Vì vữa là chất lỏng nên vết cắt thường lớn hơn và chất lượng bề mặt vết cắt kém.
3. Lcắt aserThích hợp hơn để cắt các loại bánh xốp silicon cacbua
Đề án cắt silicon cacbua bằng laser là công nghệ cắt sửa đổi bằng laser. Nguyên tắc là sử dụng chùm tia laze có bước sóng truyền cao để hội tụ vào bên trong tấm wafer thông qua một thấu kính, và sự hấp thụ đa photon xảy ra, dẫn đến một lớp biến dạng cục bộ, cụ thể là lớp biến đổi. Lớp được cấu tạo chủ yếu bởi các lỗ, các lớp có mật độ lệch vị trí cao và các vết nứt. Lớp sửa đổi là điểm bắt đầu của quá trình làm mờ và nứt wafer tiếp theo. Lớp sửa đổi có thể được giới hạn bên trong tấm wafer bằng cách tối ưu hóa hệ thống đường dẫn quang học và tia laser, đồng thời không gây ra thiệt hại do nhiệt cho bề mặt và đáy của tấm wafer. Sau đó, sử dụng ngoại lực để dẫn các vết nứt trên bề mặt và đáy của tấm wafer, tách tấm wafer thành kích thước yêu cầu.
Tuy nhiên, quá trình cắt sửa đổi bằng laser yêu cầu độ dày nhỏ, phù hợp để gia công tấm silicon cacbua, trong khi cắt dây kim cương được sử dụng cho các thỏi cacbua silicon. Máng wafer truyền thống thường sử dụng bánh xe cắt. Bánh xe máy cắt chủ yếu mài tấm wafer thông qua vòng quay ổn định và tốc độ cao của nó. Trong quá trình cắt, chất làm mát được sử dụng để giảm nhiệt độ và loại bỏ các mảnh vụn. Đối với tấm wafer, phương pháp cắt sửa đổi bằng laser sẽ thay thế phương pháp cắt bánh xe máy cắt. Cắt sửa đổi bằng laser không cần chất làm mát. Không có bụi, và các vết cắt nhỏ. Tốc độ có thể đạt 1000 mm / s và không có vật liệu tiêu hao lưỡi dao. Tuổi thọ của tia laser lên đến 30.000 giờ và thời gian gỡ lỗi dưới 10 phút. Hiệu quả cắt cụ thể cần PAM-Hạ Môn Tấm wafer SiC 4 inch 360 um, đường kính 2 × 2 mm làm ví dụ, chỉ mất 5 phút.
Để có được tấm wafer 4H-SiC với độ khuyết tật thấp, wafer silicon carbide thường cần phải được trồng trên tinh thể hạt với trục lệch 4 °. Do đó, khi vết cắt được điều chỉnh bằng laser vuông góc với mặt phẳng của tấm wafer, vết nứt sẽ tạo ra góc lệch 4 ° với trục mặt phẳng C [0001]. Khi sử dụng thiết bị cắt laser thông thường để cắt, góc lệch 4 ° sẽ gây khó khăn cho việc chia nhỏ vật liệu, điều này cuối cùng sẽ gây ra hiện tượng sứt mẻ và uốn khúc nghiêm trọng theo hướng này. Cần kiểm soát chi tiết hơn hướng và năng lượng của tia laser.
Cắt laser và dụng cụ có thể được kết hợp để tạo thành đường cắt chính xác có hỗ trợ laser vi mô. Sử dụng nhiệt laser để làm mềm bề mặt của phôi, điều này có thể làm cho việc cắt silicon cacbua bằng laser dễ dàng hơn và tốt hơn. Công nghệ xử lý này phù hợp để xử lý siêu chính xác các vật liệu, chẳng hạn như tinh thể hồng ngoại, cacbua xi măng, thép không gỉ và thủy tinh.
Để biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua email victorchan@powerwaywafer.com và powerwaymaterial@gmail.com.