Czy pojawiający się półprzewodnikowy węglik krzemu trzeciej generacji można zastosować w nowym procesie cięcia płytek?

Wraz z szybkim rozwojem technologii informatycznych i rosnącym zapotrzebowaniem na wysokowydajne urządzenia elektroniczne, stopniowo pojawiają się materiały półprzewodnikowe trzeciej generacji reprezentowane przez węglik krzemu (SiC), których zalety obejmują szerokość pasma wzbronionego, stałą dielektryczną, przewodność cieplną i maksymalną wydajność temperatura. Jednakże węglik krzemu jako typowy materiał twardy i kruchy, jego twardość jest znacznie wyższa od tradycyjnych materiałów krzemowych, twardość w skali Mohsa sięga aż 9,2, ustępując jedynie najtwardszemu diamentowi na świecie, co sprawia, że ​​jego proces produkcji płytek wiąże się z pewnymi wyzwaniami.

Obecnie proces produkcji płytki z węglika krzemu dzieli się na: cięcie - szlifowanie - polerowanie - czyszczenie, na każdym etapie przetwarzania istnieją pewne wymagania dotyczące uszkodzeń i chropowatości powierzchni, których cięcie jako podstawowy proces przetwarzania pojedynczego płytki z węglika krzemu, jego jakość przetwarzania będzie miała ogromny wpływ na późniejszy poziom obróbki szlifowania i polerowania, a następnie wpłynie na wydajność chipa. W obecnej produkcji przemysłowej ogólna metoda cięcia wielodrutowego płytek z węglika krzemu, przy ciągłym postępie technologii, cięcia laserowego wspomaganego wodą, cięcia niewidocznego i innych nowych technologii cięcia, również ujawniła przewagę.

Technologia cięcia wieloliniowego

Technologia cięcia wielodrutowego to obecnie główny nurt technologii cięcia płytek, w porównaniu z poprzednim sposobem cięcia brzeszczotem piły, która pozwala przezwyciężyć niedociągnięcia związane z cięciem tylko jednego płytki na raz. Obecnie, w zależności od materiału tnącego, istnieją głównie dwa sposoby cięcia piłą drutową swobodnie ścierną (cięcie drutem zaprawowym) i cięcie piłą diamentową.

01 Cięcie piłą liniową z dowolnym materiałem ściernym

Obróbka piłą liniową ze swobodnym materiałem ściernym jest złożonym procesem interakcji materiału ściernego i przedmiotu obrabianego w linii cięcia, mechanizm tnący polega na wykorzystaniu szybkiego ruchu piły liniowej w celu wprowadzenia cząstek ściernych w płynie tnącym do złącza piły, napędzanego przez ciśnienie i prędkość linii cięcia, wolne cząstki ścierne nadal toczą się w złączu piły, aby uzyskać cięcie materiałów. W przypadku zastosowania tej technologii do cięcia wlewków węglika krzemu, duży wpływ na efekt skrawania mają cząstki ścierne, które pełnią rolę materiałów najnowocześniejszych. Ze względu na wyjątkowo wysoką twardość węglika krzemu, płyn obróbkowy musi wykorzystywać mikroproszek diamentowy jako cząstki ścierne, aby osiągnąć bardziej wydajne cele cięcia, a zaprawa, jako nośnik cząstek ściernych, zapewnia stabilną dyspersję i napędza ruch zawieszonych w nim cząstek ściernych. Dlatego istnieją pewne wymagania dotyczące jego lepkości i płynności.

02Cięcie skonsolidowaną piłą diamentową

W porównaniu z „obróbką trójkorpusową” cięcia piłą drutową ze swobodnym materiałem ściernym, cięcie skonsolidowaną piłą diamentową należy do „obróbki dwuczęściowej”, a jej wydajność przetwarzania jest kilkakrotnie większa niż w przypadku cięcia piłą drutową ze swobodnym materiałem ściernym i ma zalety wąskiej szczeliny i niewielkiego zanieczyszczenia środowiska. Jednak przy stosowaniu tej metody do cięcia twardych, kruchych materiałów, takich jak SiC, nadal występują wady, takie jak głęboka warstwa uszkodzeń na powierzchni płytki i szybkie zużycie piły linowej. Jeśli lina diamentowa zostanie poważnie zużyta podczas procesu cięcia piłą linową, będzie to miało ogromny wpływ na żywotność piły linowej i wypaczenie płytki. Dlatego technologia skonsolidowanych pił diamentowych z drutem ściernym nie nadaje się do produkcji ultracienkich pojedynczych płytek SiC o dużych rozmiarach.

Nowa technologia cięcia laserowego płytek

W ostatnich latach, wraz z ciągłym rozwojem technologii cięcia laserowego, ta technologia cięcia bezdotykowego jest coraz częściej stosowana również w produkcji i przetwarzaniu materiałów półprzewodnikowych, jak na przykład udane zastosowanie technologii niewidzialnego cięcia laserowego płytek szafirowych i krzemowych, która zapewnia nowe rozwiązanie w zakresie technologii cięcia płytek z węglika krzemu (SiC). Opracowano także różnorodne metody obróbki płytek z węglika krzemu (SiC) wycinane laserowo.

01 Technologia cięcia laserowego Stealth

Tradycyjne cięcie laserowe to energia lasera w bardzo krótkim czasie skupiona na powierzchni materiału, dzięki czemu sublimacja stała, czyli odparowanie w procesie pełnego cięcia, należy do technologii obróbki ablacji laserowej. Zasada cięcia laserowego Stealth polega na wykorzystaniu impulsowego lasera o określonej długości fali przez powierzchnię materiału w celu skupienia się wewnątrz materiału, wygenerowania dużej gęstości energii w obszarze ogniskowania, tworząc absorpcję wielofotonową, dzięki czemu wymagana głębokość materiału, tworząc zmodyfikowaną warstwę. W warstwie modyfikowanej, ze względu na rozerwanie wiązań molekularnych materiału, pod wpływem nacisku prostopadłego do modyfikowanej warstwy wlewka, wzdłuż toru pęknięcia, następuje podział wlewka na arkusze.

02 Technologia cięcia laserowego naprowadzanego wodą

Technologia cięcia laserowego sterowanego wodą, znana również jako technologia mikrostrumieni laserowych, jej zasada polega na tym, że gdy laser przechodzi przez wnękę wodną o modulowanym ciśnieniu, wiązka lasera skupia się na bardzo małej dyszy i bardzo cienkim słupie wody pod wysokim ciśnieniem jest wyrzucany z dyszy. Ze względu na zjawisko całkowitego odbicia na styku wody i powietrza, laser będzie zamknięty w drobnym strumieniu wody i przez niego prowadzony i skupiany. Laser jest następnie kierowany strumieniem wody pod wysokim ciśnieniem w celu cięcia powierzchni obrabianego materiału.

Wielkoformatowe monokrystaliczne podłoże SiC jest głównym trendem rozwojowym w przyszłości, obecne krajowe przedsiębiorstwa głównego nurtu SiC zasadniczo osiągnęły kompleksowy wzrost o 6 cali i szybko rozwijają się w kierunku 8 cali. Obecnie najpowszechniej stosowaną metodą cięcia wlewków węglika krzemu jest cięcie wielodrutowe skonsolidowanym diamentem. Podczas cięcia płytek wielkogabarytowych skonsolidowany drut diamentowy jest podatny na zużycie, co ma pewien wpływ na jakość cięcia płytek. W ostatnich latach szereg nowych technologii obróbki laserowej, takich jak cięcie laserowe niewidoczne i cięcie laserowe wspomagane wodą, dostarczyło niezawodnych rozwiązań w zakresie technologii cięcia wielkogabarytowych płytek węglika krzemu, charakteryzujących się wysoką jakością cięcia, niskimi uszkodzeniami podczas cięcia i wysoką efektywność.

Fountyl Technologies PTE Ltd koncentruje się na przemyśle produkcji półprzewodników, a główne produkty to: uchwyt kołkowy, porowaty uchwyt ceramiczny, ceramiczny efektor końcowy, ceramiczna belka kwadratowa, wrzeciono ceramiczne, zapraszamy do kontaktu i negocjacji!