Procés de tall d'hòsties

Els mètodes principals per a l'escriptura d'hòsties de silici són el traçat amb rodes de diamant i el làser. L'escriptura làser utilitza l'alta temperatura generada per l'enfocament d'un feix làser d'alta energia per vaporitzar instantàniament el material de silici a l'àrea local de la irradiació per completar la separació de les hòsties de silici, però l'alta temperatura provocarà estrès tèrmic al voltant del escletxa, que provoca l'esquerda de la vora de l'hòstia de silici i només és adequada per gravar hòsties primes. El traçat amb roda de diamant ultrafina és actualment el procés de traçat més utilitzat a causa de la petita força de tall generada pel traçat i el baix cost del traçat.
A causa de les característiques fràgils i dures de les hòsties de silici, el procés de traçat és propens a defectes com el col·lapse de les vores, les microesquerdes i la delaminació, que afecten directament les propietats mecàniques de les hòsties de silici. Al mateix temps, a causa de l'alta duresa, la baixa tenacitat i la baixa conductivitat tèrmica de les hòsties de silici, la calor de fricció generada durant el procés de traçat és difícil de conduir ràpidament, cosa que pot provocar fàcilment la carbonització i el craqueig tèrmic de les partícules de diamant a la fulla. , provocant un desgast greu de l'eina i afectant greument la qualitat del traçat.
Els estudiosos nacionals i estrangers han fet moltes investigacions sobre la tecnologia de gravat d'hòsties de silici. Zhang Hongchun et al. va establir una equació de regressió entre els paràmetres del procés de vibració i de daus, i va utilitzar algorismes genètics per obtenir els paràmetres òptims del procés corresponents a la vibració petita. També van comprovar mitjançant experiments que la combinació òptima de paràmetres de procés pot reduir eficaçment la vibració de l'eix i obtenir millors resultats de tallat a daus. Li Zhencai et al. va trobar que la força de serrat generada per l'ús de daus assistits per vibració ultrasònica és més petita que la generada per la perforació de daus de silici d'un sol cristall sense assistència ultrasònica, i es va verificar mitjançant experiments de tall d'hòsties de silici que la vibració ultrasònica pot reduir la força de serrat i suprimir el col·lapse de les vores de les hòsties de silici. . Com a resposta al problema que les hòsties de silici dielèctric de baix K són difícils de tallar a daus amb fulles de diamant normals, l'empresa japonesa Disco ha desenvolupat un procés de ranurat per làser, que primer obre dues ranures fines en el camí de tall a daus i després utilitza una fulla per dur-la a terme. tallant a daus entre els dos solcs fins. Aquest procés pot millorar l'eficiència de la producció i reduir els defectes de qualitat causats per factors indesitjables com el col·lapse de les vores i la delaminació. Lu Xiong et al. de la Universitat de Fudan va utilitzar el procés de ranurat làser seguit de daus mecànics de fulla per tallar materials d'hòsties de silici dielèctrics de baix k. En comparació amb el tallat de fulles directes, l'estructura de l'encenall està completa i no hi ha cap capa metàl·lica que cau ni s'enrotlla, però el procés és feixuc i el cost de tallar daus és elevat. Yu Zhang et al. va trobar que augmentant la proporció d'amortiment del procés de rotació de la fulla, el fenomen de vibració de l'eina durant la rotació a alta velocitat es pot reduir fins a cert punt, millorant així el rendiment del ranurat i reduint la mida de la vora d'estella, però sense cap in- es va dur a terme una investigació en profunditat.
Taxat únic, és a dir, tallar completament la hòstia de silici alhora, la profunditat de tall arriba a 1/2 del gruix de la pel·lícula UV, tal com es mostra a la figura 4. Aquest mètode té un procés senzill i és adequat per tallar a daus materials ultra prims, però l'eina es desgasta molt durant el procés de tall a daus, la vora del ganivet de daus és propensa a esquerdes i microesquerdes, i la morfologia superficial de la vora de la ranura és deficient.
Procés de tallat en daus, tal com es mostra a la figura 5. Segons el gruix del material de tallat a daus, el tallat a daus es realitza mitjançant l'alimentació en capes en la direcció de la profunditat del tallat a daus. En primer lloc, el ranurat i el traçat es realitzen amb una profunditat d'alimentació relativament petita per garantir que l'eina estigui sotmesa a una força petita, reduir el desgast de l'eina i reduir el trencament de la vora del ganivet de traçar. A continuació, es realitza el traçat fins a una posició on el gruix de la pel·lícula UV és 1/2.