Применение лазеров в обработке полупроводниковых пластин из карбида кремния
Время：
2022-11-17
Источник:
Карбид кремния — это превосходный материал третьего поколения полупроводников с хорошими оптическими свойствами, химической инертностью, превосходными физическими свойствами, включая ширину запрещенной зоны, высокое напряжение пробоя, высокую теплопроводность и высокую термостойкость и т. д., часто используемый в качестве подложки для нового поколения высокочастотных, высокомощных устройств, широко применяемых в высокотехнологичных областях производства, таких как новое поколение электронного промышленного оборудования, аэрокосмическая промышленность и т. д. Особенно заметен рост в последние годы и развитие новой энергетической автомобильной промышленности; по оценкам, в 2025 году годовой объем производства электромобилей в Китае составит почти 6 миллионов, а спрос на силовые чипы — 1000-2000 на автомобиль, из которых более 50% приходится на чипы из карбида кремния.
При взаимодействии лазера с материалом из карбида кремния непрерывный лазер, лазер с длинными импульсами и даже наносекундный лазер с короткими импульсами и реакция материала в основном являются тепловым эффектом; принцип обработки заключается в том, что лазерный луч высокой плотности мощности фокусируется на поверхности материала для нагрева и плавления. Пикосекундный, фемтосекундный ультракороткий лазерный импульс, сфокусированный на поверхности материала, основан на ионизации и удалении материала, относясь к нетрадиционной холодной обработке.
Для производства полупроводниковых пластин из карбида кремния в процессе обработки заднего канала необходимы этапы маркировки, резки, распиловки, упаковки и другие, в результате чего получается готовый коммерческий чип; при этом для маркировки и резки пластин постепенно начинают использовать лазерное оборудование для обработки вместо традиционного механического оборудования, что обеспечивает преимущества высокой эффективности, хороших результатов и малых потерь материала.
Во-первых, применение лазерной маркировки пластин
В процессе производства чипов из пластин карбида кремния для обеспечения различимости чипов, отслеживаемости и других функций необходимо маркировать каждый чип уникальным штрих-кодом. Традиционные методы маркировки чипов, как правило, представляют собой печать чернилами или механическую гравировку иглой и т. д., которые имеют низкую эффективность, большой расход материалов и другие недостатки. Лазерная маркировка как бесконтактный метод обработки имеет небольшие повреждения чипа, высокую эффективность обработки, отсутствие расхода материалов в процессе, что особенно важно при обработке все более тонких и легких пластин, где требования к качеству и точности обработки становятся все более очевидными.
Лазер для лазерной маркировки пластин обычно выбирается в соответствии с потребностями пользователя или характеристиками материала; для пластин из карбида кремния обычно используется ультрафиолетовый лазер с наносекундными или пикосекундными импульсами. Наносекундные УФ-лазеры дешевле, подходят для большинства материалов пластин и более широко используются. Пикосекундные УФ-лазеры больше подходят для холодной обработки, маркировка более четкая и эффективная, подходят для материалов и процессов с более высокими требованиями к маркировке. Лазер передается по внешнему оптическому пути, расширяется в систему сканирования гальванометра и, в конечном итоге, фокусируется с помощью зеркала на поверхности материала; содержимое маркировки в соответствии с файлом карты обработки осуществляется путем сканирования гальванометром.
Во-вторых, процесс лазерного удаления заднего золота
Для получения из цельной пластины карбида кремния необходимого количества чипов требуется резка и распиловка, после чего отдельные чипы поступают на процесс герметизации заднего канала. Чипы из карбида кремния должны быть покрыты золотом (сток) на задней стороне в процессе производства, поэтому заднее золото и подложка из карбида кремния должны быть разрезаны и разделены вместе в процессе резки и распиловки.
Традиционный метод распиловки пластин из карбида кремния — это резка алмазным ножевым кругом; преимуществами этого механического процесса шлифования являются очень зрелая технология и высокая доля на рынке, а недостатками — низкая эффективность обработки, большой расход материалов в процессе обработки (чистая вода, износ инструмента и т. д.), большие потери материала чипов. Особенно в части удаления заднего золота из-за пластичности металла скорость резки ножевым кругом должна быть очень низкой, и легко происходит загибание металла в лезвие, что влияет на качество резки. Лазерная обработка относится к бесконтактной обработке, в процессе не требуется расходных материалов, высокая эффективность обработки, хорошее качество обработки; благодаря этим преимуществам применение лазерной обработки постепенно увеличивается в процессах удаления заднего золота, резки и распиловки.
В процессе лазерной обработки по удалению заднего золота обычно используется ультрафиолетовый лазер с наносекундными или пикосекундными импульсами в качестве источника света, с соответствующей фокусирующей режущей головкой и прецизионной двигательной платформой для коллимированной обработки; обычно удаляется золото толщиной 10 мкм или менее на задней стороне, ширина передней канавки не менее половины. Пластина из карбида кремния переворачивается (сторона с канавками направлена вниз, а сторона с задним золотом — вверх) на прозрачный адсорбционный прижим, а нижний CCD захватывает канавки пластины через прозрачный прижим для выравнивания, после чего лазер сверху прижима фокусируется на задней стороне пластины, соответствующей расположению канавок, для обработки по удалению заднего золота.
Пластина из карбида кремния с задним золотом, эффект удаления заднего золота пикосекундным УФ-лазером, ширина переднего канала 100 мкм, ширина удаления заднего золота более 50 мкм, глубина удаления около 3 мкм.
В-третьих, процесс лазерной модификации невидимой текстуры резки
После завершения процесса удаления заднего золота следует процесс лазерной модификации невидимой текстуры резки; принцип заключается в использовании фокусирующей объективной линзы для фокусировки лазерного луча определенной длины волны внутри обрабатываемого материала, образуя текстурный слой определенной ширины, и материала сверху и снизу
Связанные новости
Какие наиболее распространенные процессы дробления используются на обогатительных фабриках?
В горно-обогатительных комбинатах чаще используются двухступенчатый и трехступенчатый процессы дробления. Двухступенчатый процесс дробления подразделяется на два открытых и два замкнутых цикла. В последнем случае вторая секция дробилки работает в замкнутом цикле с контрольным ситом, что гарантирует соответствие размера частиц продукта требованиям и не влияет на следующую стадию помола.
Производительность и использование щековой дробилки
Валковая дробилка относится к высокоэффективному дробильному оборудованию. С момента своего появления валковая дробилка помогает людям решать множество узких мест в промышленной сфере. После непрерывного совершенствования, оптимизации и модернизации валковая дробилка может помочь в выполнении требований к тонкому дроблению во многих областях промышленного производства.
Классификация широко используемых дробильно-измельчительного оборудования
В зависимости от способа действия дробящей силы дробильные машины можно грубо разделить на две основные категории: (1) дробилки; (2) мельницы. Дробилки обычно обрабатывают более крупные куски материала, размер продукта грубый, обычно более 8 мм. Его структура характеризуется определенным зазором между дробящими частями, не соприкасающимися друг с другом. Дробилки можно разделить на крупнодробильные, среднедробильные и мелкодробильные. Вообще говоря, материалы, обрабатываемые мельницей, более мелкие, а размер продукта мелкий, до 0,074 мм или даже мельче. Его структура характеризуется дробящими частями (или средой), соприкасающимися друг с другом, в качестве среды используются стальные шарики, стальные стержни, гравий или рудные блоки. Но некоторые машины одновременно измельчают и размалывают, например, шаровая мельница размером 5,5 м × 1,8 м для обработки верхнего предела размера руды до 350–400 мм, тонкость продукта до -200 меш составляет около 40%. В зависимости от способа дробления, конструктивных особенностей (принципа действия) делятся, грубо делятся на шесть категорий. (1) Щековая дробилка (щель). Дробящее действие заключается в периодическом прижатии подвижной щековой плиты к неподвижной плите, руда, зажатая между ними, измельчается. (2) Конусная дробилка. Куски руды находятся между внутренним и внешним конусами, внешний конус неподвижен, а внутренний конус совершает эксцентричное вращение, что дробит или ломает зажатые в нем куски руды. (3) Валковая дробилка. Рудный блок в щели между двумя вращающимися навстречу друг другу валками, в основном за счет непрерывного дробящего действия, а также за счет абразивного отслаивающего действия, зубчатой поверхности валков и расщепляющего действия. (4) Ударная дробилка. Рудный блок дробится под воздействием ударов быстро вращающихся движущихся частей. К этой категории можно отнести: молотковую дробилку; клещевую дробилку; ударную дробилку. (5) Мельницы. Руда измельчается за счет ударного и истирающего действия измельчающих тел (стальных шариков, стальных стержней, гравия или кусков руды) во вращающемся цилиндре. (6) Другие типы дробления и измельчения: 1) Валковая мельница. Используются валки для дробления материала. 2) Дисковая мельница. В качестве дробящего элемента используется вращение диска по вертикальной или горизонтальной оси. 3) Центробежная мельница. Используется центробежная сила, создаваемая быстро вращающимися деталями и средой, для осуществления дробящего действия. 4) Вибрационная мельница. Используется вращающийся вал для создания высокочастотной вибрации, так что среда и материал осуществляют дробящее действие за счет взаимного удара. Различные типы дробилок имеют разные технические характеристики, различную область применения. В настоящее время для крупного дробления на перерабатывающих предприятиях в основном используются щековые дробилки или конусные дробилки; для среднего дробления используется стандартная конусная дробилка; для мелкого дробления используется конусная дробилка с коротким конусом.
В чем преимущества лазерной наплавки перед другими технологиями наплавки?
После развития механизированной промышленности и других навыков нанесения покрытий (таких как напыление карбида вольфрама, плазменное напыление карбида вольфрама или сварка) по сравнению с лазерной наплавкой это уникальный процесс, использование которого имеет принципиальные отличия. При лазерной наплавке высококонцентрированный источник тепла оказывает значительное влияние на продукт. Благодаря низкому тепловому входу, высокой скорости отверждения и точному управлению процессом лазерная наплавка имеет множество преимуществ.
Применение лазеров в обработке полупроводниковых пластин из карбида кремния
Карбид кремния — высокоэффективный полупроводниковый материал третьего поколения с хорошими оптическими свойствами, химической инертностью и превосходными физическими свойствами, включая широкую запрещенную зону, высокое напряжение пробоя, высокую теплопроводность и термостойкость, часто используется в качестве подложки для нового поколения высокочастотных, высокомощных приборов, широко применяется в высокотехнологичных областях производства
Адрес: деревня Лонгфэнчжуан, город Дади, район Фэннань, город Таншань, Китай
ТЕЛ：+86-315-8321333
Электронная почта：gengkewei@tsfangtong.cn
Веб-сайт：www.tsfangtong.cn
Задать вопрос
Специальные пигменты с различными свойствами по самой выгодной цене