Serra de fio de corte de bolacha de silício: o guia completo para a tecnologia de fio de diamante

Fatores como a velocidade e a taxa de alimentação do fio, a temperatura na qual ele é serrado, o meio com o qual ele é cortado e o tipo de serra de arame têm um efeito significativo na qualidade dos cortes que estão sendo feitos A otimização dos parâmetros para a fabricação de silício monocristalino permitiu a minimização de danos subterrâneos e empenamento em bolachas, bem como melhorou o acabamento superficial da bolacha, incluindo rugosidade e planicidade Outras características da serra, incluindo sua capacidade de controlar a tensão e absorver vibrações, também desempenham um papel significativo na criação de cortes de alta precisão no silício monocristalino.

As tecnologias de moagem e serra de fio diamantado para fatiar wafers de silício monocristalino usam fios de aço ou aço inoxidável revestidos com diamante galvanizado com partículas de diamante embutidas, bem como sistemas de fio abrasivo livre configurações mais avançadas de serras de fio diamantado podem produzir cortes dúcteis em silício e alta precisão de corte em wafers de silício monocristalino e multicristalino de forma consistente.

A quantidade de fio consumido é determinada pelo desgaste que o fio de diamante experimenta durante as operações de corte À medida que as partículas de corte de diamante no fio se desgastam ou se separam do fio, a degradação resultante no acabamento superficial do material que está sendo cortado e a precisão do corte aumenta, o que pode levar ao aumento da perda de corte e à necessidade de substituição do fio. Portanto, monitorar o desgaste do diamante no fio e selecionar o tamanho apropriado do diamante, o tipo de ligação (diamante galvanizado vs. sinterizado), as taxas de alimentação do fio e as velocidades minimizam os custos gerais e mantêm o rendimento ideal de fabricação do wafer.

A temperatura da serra e do fluido de corte regulam o choque térmico, a lubrificação e a remoção de detritos durante a serragem abrasiva do fio. Ao selecionar o resfriamento e o fluido apropriados, é possível minimizar zonas afetadas pelo calor, ajudar a controlar o empenamento, reduzir as fissuras nas voltas e subsuperfícies e reduzir o risco de empenamento do wafer após a serragem. Manter a temperatura de serragem dentro de limites estritos, garantindo ao mesmo tempo que o fluxo adequado do fluido de corte é essencial na fabricação de wafers de silício de precisão e, quando devidamente controlado, ajuda a preservar as superfícies dos wafer e garantir uma espessura consistente do wafer fatiado.

A diferença entre os dois métodos de corte de silício é que um usa um fio contínuo com diamantes colados/embutidos (via galvanoplastia) como meio de corte, proporcionando uma largura de corte previsível, menor consumo de fio e qualidade de corte mais consistente O outro método usa grãos abrasivos soltos transportados no fio ou na pasta e pode funcionar bem para alguns materiais difíceis de cortar; no entanto, geralmente resulta em maior desgaste, mais procedimentos de limpeza e qualidade variável da superfície da bolacha A escolha é baseada no tipo de material que está sendo cortado, na escala de produção e na qualidade da superfície final da bolacha.

Embora a serragem de fio de wafers de silício multicristalino e monocristalino esteja bem estabelecida, os dois materiais apresentam diferentes desafios de corte O silício monocristalino exigirá um controle mais rígido para evitar danos subterrâneos e urdidura de wafer Em contraste, o silício multicristalino pode tolerar parâmetros de serragem um pouco mais agressivos, mas também pode exibir forças de corte desiguais devido aos limites de grão Ajustar os parâmetros do processo de serragem, a tensão no fio de serragem e a seleção de grão de diamante apropriado e tipo de fio melhoram o desempenho de serragem para ambos os materiais.

Há muitas características a procurar ao selecionar a máquina de serra de fio múltiplo certa Ao escolher sua máquina de serra de fio múltiplo, considere o controle preciso da tensão, a indexação precisa do espaçamento de fios múltiplos, um sistema de entrega de refrigerante para gerenciar o fluido de corte adequadamente, o amortecimento de vibrações e a compatibilidade com tecnologias avançadas de fabricação de serra de fio diamantado Além disso, se você deseja reduzir a perda de corte e melhorar a qualidade da superfície de um wafer fatiado, incluindo planicidade e rugosidade, você deve considerar fatores adicionais, como a facilidade de substituir o fio sem fim, como monitorar o consumo de fio e como otimizar os parâmetros do processo de serragem Uma máquina de serra de fio múltiplo adequadamente projetada deve permitir o processamento de wafer de alta precisão.

Várias técnicas de corte desenvolvidas para corte de silício dúctil são projetadas principalmente para remover material por deformação plástica, em vez de fratura frágil O uso de grãos de corte de diamante fino, juntamente com taxas de alimentação mais lentas e velocidade controlada do fio e taxa de alimentação, pode promover o comportamento dúctil, resultando em wafers mais suaves e de maior qualidade com menos empenamento O uso de parâmetros agressivos aumenta a fratura frágil e, consequentemente, os danos subterrâneos que devem ser abordados após o corte do wafer.