Процес нарізання вафель

Основними методами скрайбування кремнієвих пластин є скрайбування алмазним кругом і лазерне скрайбування. Лазерне скрайбування використовує високу температуру, створювану фокусуванням високоенергетичного лазерного променя, для миттєвого випаровування кремнієвого матеріалу в локальній зоні опромінення для завершення відділення кремнієвих пластин, але висока температура спричинить термічний стрес навколо щілина, що призводить до розтріскування краю кремнієвої пластини, і підходить лише для скрайбування тонких пластин. Скрайбування ультратонким алмазним кругом наразі є найпоширенішим процесом скрайбування завдяки малій силі різання, створюваній скрайбуванням, і низькій вартості скрайбування.
Через крихкі та тверді характеристики кремнієвих пластин процес скрайбування схильний до таких дефектів, як згортання країв, мікротріщини та розшарування, які безпосередньо впливають на механічні властивості кремнієвих пластин. У той же час, через високу твердість, низьку в'язкість і низьку теплопровідність кремнієвих пластин, тепло тертя, що утворюється під час процесу скрайбування, важко проводити швидко, що може легко спричинити карбонізацію та термічне розтріскування алмазних частинок у лезі. , що спричиняє серйозний знос інструменту та серйозно впливає на якість скрайбінгу.
Вітчизняними та зарубіжними вченими проведено багато досліджень щодо технології скрайбування кремнієвих пластин. Чжан Хунчунь та ін. встановив рівняння регресії між вібрацією та параметрами процесу різання, а також використав генетичні алгоритми для отримання оптимальних параметрів процесу, що відповідають невеликій вібрації. Вони також перевірили за допомогою експериментів, що оптимальна комбінація параметрів процесу може ефективно зменшити вібрацію шпинделя та отримати кращі результати нарізання. Li Zhencai та ін. виявили, що сила пиляння, створювана різанням із застосуванням ультразвукової вібрації, є меншою, ніж сила, генерована різанням монокристалічного кремнію без ультразвукової допомоги, і перевірено за допомогою експериментів з різанням кремнієвих пластин, що ультразвукова вібрація може зменшити силу різання та придушити згортання країв кремнієвих пластин . У відповідь на проблему, пов’язану з тим, що діелектричні кремнієві пластини з низьким вмістом K важко нарізати за допомогою звичайних алмазних дисків, японська компанія Disco розробила процес лазерного канавки, який спочатку відкриває дві тонкі канавки на шляху нарізання, а потім використовує лезо для виконання повної обробки. кубики між двома тонкими борозенками. Цей процес може підвищити ефективність виробництва та зменшити дефекти якості, викликані небажаними факторами, такими як згортання краю та розшарування. Lu Xiong та ін. Університету Фудань використовував процес лазерного рифлення з наступним механічним лезом для нарізання діелектричних кремнієвих пластин з низьким k-м. Порівняно з прямим нарізанням лезом, структура стружки є повною, і металевий шар не відпадає чи перевертається, але процес громіздкий, а вартість нарізання висока. Ю Чжан та ін. виявлено, що шляхом збільшення коефіцієнта демпфування процесу обертання леза можна до певної міри зменшити вібрацію інструменту під час високошвидкісного обертання, тим самим покращуючи продуктивність канавок і зменшуючи розмір кромки відколу, але не проведено глибокі дослідження.
Одиночне нарізання, тобто повне нарізання кремнієвої пластини за один раз, глибина нарізання досягає 1/2 товщини УФ-плівки, як показано на малюнку 4. Цей метод має простий процес і підходить для нарізання надтонких матеріалів, але інструмент сильно зношується під час процесу нарізання кубиками, край ножа для нарізання кубиками схильний до відколів і мікротріщин, а морфологія поверхні краю щілини погана.
Процес пошарового нарізання кубиками, як показано на малюнку 5. Відповідно до товщини матеріалу для нарізання кубиками, нарізання виконується шляхом пошарової подачі в напрямку глибини нарізання. По-перше, прорізування пазів і різання виконуються з відносно невеликою глибиною подачі, щоб гарантувати, що інструмент піддається невеликій силі, зменшити знос інструменту та зменшити поломку краю ножа для різання. Потім виконується скрайбування до положення, де товщина УФ-плівки становить 1/2.