Is-sottostrati tal-karbur tas-silikon (SiC) jistgħu jintużaw biex jippreparaw apparati tal-enerġija, apparati RF, u apparati ta 'skoperta li jifilħu temperaturi għoljin, vultaġġi għoljin u radjazzjoni. Dawn se jsibu applikazzjonijiet estensivi fl-elettronika tal-konsumatur, vetturi tal-enerġija ġodda, trasport bil-ferrovija, u oqsma oħra, li joffru prospetti wiesgħa ta 'applikazzjoni u importanza strateġika sinifikanti. Il-proċess tal-manifattura għall-wejfers SiC ta' kristall wieħed-prinċipalment jinvolvi l-ġbid tal-ingotti, it-tqattigħ tal-ingotti, u passi oħra tal-proċess, bil-għan li jinkisbu wejfers tas-SiC ta'-kwalità għolja ta' ċerta ħxuna.
Madankollu, l-ebusija estremament għolja tas-SiC, il-fraġilità, u l-istabbiltà kimika tajba jagħmluha diffiċli biex tiġi pproċessata. Konsegwentement, it-teknoloġija tal-qtugħ tas-SiC saret hotspot ta 'riċerka attwali. Fil-preżent, il-metodi ewlenin tat-tqattigħ għall-wejfers ta ' SiC ta ' kristall wieħed jinkludu qtugħ ta ' xafra ta ' serrieq ċirkolari tad-djamanti, makkinar ta ' skarigu elettriku tal-wajer (WEDM), qtugħ tas-serrieq tal-wajer, stress termali bil-lejżer -qtugħ ikkontrollat tal-ksur (qsim termali bil-lejżer), u dicing stealth tal-laser.
Blade Dicing (Qtugħ tas-Serrieq)
It-tqattigħ tax-xafra juża serrieq tat-tqattigħ ta'-preċiżjoni għolja biex jaqta' l-wejfers. Il-kampjun huwa mwaħħal ma' film blu, u għodda tad-djamanti li ddur b'veloċità għolja-itħan kontra l-kampjun tas-SiC. L-istress mekkaniku jinduċi ksur fraġli fil-materjal, u jikseb separazzjoni. Waqt it-tqattigħ, l-għodda ddur b'veloċitajiet għoljin ħafna (tipikament 30,000–50,000 rpm) bi pressjoni tal-għalf assjali applikata. L-għodda hija tipikament magħmula minn naqal tad-djamanti u matriċi ta 'bond, b'wiċċ miksi minn partiċelli tad-djamanti ta' daqs mikron. Dawn il-partiċelli jiġġeneraw stress lokali estremament għoli mal-kuntatt mal-wiċċ tas-SiC, li jikkawżaw mikroxquq ġewwa l-materjal. Hekk kif l-għodda tkompli tavvanza, dawn il-mikroxquq jinfirxu tul pjani speċifiċi tal-kristall u interkonnessjoni, eventwalment jiffurmaw ksur makroskopiku li jlestu l-qatgħa. Il-kwalità tat-tqattigħ hija influwenzata minn ħafna fatturi: il-veloċità tar-rotazzjoni tal-għodda, ir-rata tal-għalf, u l-użu tal-likwidu li jkessaħ kollha jaffettwaw b'mod sinifikanti r-riżultat tat-tqattigħ.
Qtugħ bil-ġett tal-ilma
Qtugħ bil-ġett tal-ilma huwa metodu ta' pproċessar ibbażat fuq ġett tal-ilma bi pressjoni għolja. L-ilma jiġi pressurizzat għal livelli ultra-għoli u mgħoddi minn żennuna żgħira ta' orifiċju biex jifforma ġett ta' veloċità għolja, li mbagħad jaqta' l-materjal. Din it-teknika tista 'tinqasam fi qtugħ pur waterjet u qtugħ waterjet li joborxu. Qtugħ bil-ġett ta 'l-ilma li joborxu jħallat partiċelli li joborxu (eż., granata jew ossidu ta' l-aluminju) fil-ġett ta 'l-ilma, u jsaħħaħ ħafna l-kapaċità tiegħu li jimmaġina materjali iebsin.
It-tqattigħ bil-ġett tal-ilma joffri vantaġġi notevoli: in-natura tiegħu tal-ipproċessar fil-kesħa tevita żoni affettwati mis-sħana, u tagħmilha adattata għal materjali sensittivi għas-sħana; jipprovdi flessibilità għolja għall-qtugħ ta 'ġeometriji kumplessi; u huwa ħieles mit-tniġġis bi storbju baxx. Madankollu, il-qtugħ bil-ġett tal-ilma għandu wkoll limitazzjonijiet: veloċità relattivament bil-mod tat-tqattigħ, investiment inizjali għoli fit-tagħmir, effiċjenza limitata meta jiġu mmaxinjati materjali ultra-iebsin bħal SiC, u tendenza li tikkawża qsim fraġli.
Qtugħ bil-Lejżer Iggwidat bil-Ġett tal-Ilma
Il-prinċipju tal-qtugħ bil-lejżer bil-ġett tal-ilma huwa li tuża ġett tal-ilma bħala l-mezz ta 'trażmissjoni għar-raġġ tal-lejżer. Il-ġett tal-ilma huwa dirett perpendikolari mal-wiċċ tal-materjal. Meta r-raġġ tal-lejżer jiġi trażmess ġewwa l-ġett tal-ilma, isseħħ riflessjoni interna totali fl-interface tal-ġett tal-arja. Wara riflessjonijiet multipli, id-distribuzzjoni tal-enerġija tal-lejżer tinbidel minn Gaussian għal profil ta 'fuq ċatt qabel ma jaġixxi fuq il-wiċċ tal-biċċa tax-xogħol.
Qtugħ bil-lejżer iggwidat bil-ġett tal-ilma inaqqas b'mod effettiv l-effetti termali tal-lejżer. Madankollu, din it-teknika teħtieġ l-introduzzjoni ta 'ġett ta' ilma mikro, li jżid il-kumplessità u l-ispiża tat-tagħmir. Barra minn hekk, l-akkoppjar stabbli bejn il-lejżer u l-ġett tal-ilma mikro huwa diffiċli biex jinkiseb, li jwassal għal ħinijiet qosra ta 'tħaddim stabbli, spejjeż għoljin ta' manutenzjoni, u tħaddim ta 'sfida, li jillimita l-prattiċità tiegħu. Minħabba l-prattiċità baxxa tiegħu u l-effiċjenza baxxa tal-ipproċessar, dan il-metodu x'aktarx li ma jarax adozzjoni mifruxa fit-tqattigħ tal-wejfer.
Qtugħ tal-Ablazzjoni bil-Lejżer
Il-prinċipju tax-xogħol tal-qtugħ tal-ablazzjoni bil-lejżer huwa li tiffoka raġġ tal-lejżer fuq il-wiċċ tal-materjal. Il-materjal jassorbi l-enerġija tal-lejżer, u jikkawża vibrazzjonijiet sfurzati ta 'atomi fil-kannizzata tal-kristall, jaċċellera l-moviment termali u jiġġenera s-sħana. Meta l-enerġija tad-dħul taqbeż il-limitu tal-ablazzjoni tal-materjal, il-materjal jiġi mdewweb u vaporizzat, u b'hekk jitneħħa. Bħalissa, il-veloċità massima tal-iskannjar għat-tqattigħ tal-ablazzjoni bil-lejżer tista 'tilħaq 1000 mm/s, li toffri veloċità għolja tal-ipproċessar. Madankollu, dan il-metodu għadu jiddependi fuq it-tneħħija tal-materjal, li jeħtieġ vaporizzazzjoni sħiħa tal-materjal fiż-żona skanjata bil-lejżer. L-input eċċessiv tas-sħana spiss iwassal għal żoni kbar affettwati mis-sħana, xquq termali, u ħsara termali oħra, li tnaqqas il-kwalità tal-qatgħa.
Laser Stealth Dicing
Il-laser stealth dicing huwa bbażat fuq l-iffukar ta' raġġ tal-laser semi-trasparenti ta' wavelength speċifiku permezz ta' sistema ta' fokus ottiku f'post preċiż ġewwa l-wejfer, li jifforma saff modifikat. It-teknoloġija tinvolvi żewġ passi ewlenin: il-formazzjoni tas-saff modifikat u s-separazzjoni taċ-ċippa. Matul l-istadju tad-dicing tal-lejżer, il-wavelength tal-lejżer jintgħażel skont il-proprjetajiet fiżiċi tal-materjal li qed jiġi pproċessat. Billi jiġu ottimizzati l-parametri tal-proċess, jinħoloq saff modifikat ġewwa l-wejfer. Il-formazzjoni tas-saff modifikat hija akkumpanjata minn mikroxquq li jestendu lejn l-uċuħ ta 'quddiem u ta' wara tal-wejfer. Għal wejfers ta 'ċerta ħxuna, il-fokus tal-lejżer huwa aġġustat biex jiskennja f'fond multipli, li jippermetti li s-saffi modifikati jinterkonnettjaw u jiffurmaw netwerk komplut. Wara li jinħoloq is-saff modifikat iffurmat bil-lejżer, il-wejfer għandu jiġi separat bl-użu ta 'forza mekkanika. Tipikament, l-ippressar tar-rombli jew it-tiġbid huwa applikat biex jippropaga l-mikroxquq mis-saff modifikat permezz tal-ħxuna kollha tal-wejfer, u tinkiseb separazzjoni sħiħa taċ-ċippa. Matul il-pass ta 'separazzjoni mekkanika, l-uniformità tas-saff modifikat u l-kontroll tal-qsim huma kritiċi biex jiġi evitat it-tixlif tal-materjal.