自1958年世界上第一塊集成電路研制成功以來(lái),已經(jīng)過(guò)去了60多年。在此期間,半導體行業(yè)發(fā)生了快速的變化,從最初的單一晶體管、電阻和電容發(fā)展到功能強大的集成電路芯片(IC)。芯片由半導體材料和帶有功能模塊的電路組成。各種半導體材料是生產(chǎn)功率器件和集成電路的基石。第一代半導體以硅(Si)和鍺(Ge)為代表。第二代半導體以砷化鎵(GaAs)等化合物為代表;第三代半導體以寬帶隙半導體為代表,例如碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)。隨著(zhù)半導體材料的不斷發(fā)展和創(chuàng )新,對如何高效率、高質(zhì)量地加工各種半導體材料提出了更高的要求。
目前,半導體芯片的主要加工方法是用金剛石劃片切割為主流?;诙嗄暝诎雽w領(lǐng)域的實(shí)例和加工經(jīng)驗,深圳西斯特專(zhuān)注于劃片刀本身對加工產(chǎn)品的影響。
劃片刀介紹
劃片刀一般由合成樹(shù)脂、銅、錫、鎳等作為結合劑與人造金剛石結合而成,主要分為帶輪轂型(硬刀)及不帶輪轂整體型(軟刀)兩大類(lèi),適用于加工不同類(lèi)型材質(zhì)的芯片及半導體相關(guān)材料。在加工產(chǎn)品時(shí),劃片刀是如何進(jìn)行自我再生的呢?一是金剛石顆粒在與產(chǎn)品撞擊下,顆粒會(huì )斷裂,重新形成鋒利的棱角,保障其鋒利性;二是在切割時(shí)原包裹金剛石顆粒的結合劑不斷磨耗,在作用力的驅使下,金剛石顆粒脫落,露出下面新的顆粒,使其保障刀片的鋒利。
上述的也就是磨具的自銳性,刀片的自銳性是會(huì )由金剛石自身品級特性及結合劑體系的不同產(chǎn)生差異性。
01、金剛石顆粒大小的影響
1)大顆粒:一是刀口大、移除的碎屑多、產(chǎn)品不容易硅粉堆積沉淀;二是與結合劑的接觸面大、可承受阻力大、加工效率高、不易磨耗;三是與產(chǎn)品接觸范圍大、產(chǎn)生的碎屑及崩缺大、切割品質(zhì)差。
2)小顆粒:一是與產(chǎn)品接觸范圍小、產(chǎn)生的碎屑及崩缺小甚至無(wú)崩缺;二是刀口小、移除的碎屑少、產(chǎn)品易硅粉沉積;三是與結合劑的接觸面小、可承受阻力小、加工效率低、易磨耗。
02、刀片結合劑強度的影響
1) 高強度結合劑:一是韌性強、不易斷刀、使用率高;二是耐磨性強、刀片再生能力弱、產(chǎn)品品質(zhì)差;三是阻力大、進(jìn)給速度慢、效率低。
2) 低強度結合劑:一是阻力小、進(jìn)給速度快、效率高;二是易磨耗、刀片再生能力強、產(chǎn)品品質(zhì)好;三是韌性弱、易斷刀、使用率低。
03、顆粒集中度的影響
1)高集中度:一是刀口多、移除的碎屑多、產(chǎn)品不易硅粉殘留;二是鉆石顆粒負載小、切割阻力小、進(jìn)度速度快、效率高;三是產(chǎn)品刀口小、產(chǎn)生的碎屑小、易沖洗、品質(zhì)有保障;四是結合劑少、刀片韌性低、易斷刀、劃傷產(chǎn)品風(fēng)險。
2)低集中度:一是結合劑多、刀片韌性高、不易斷刀;二是刀口少、移除的碎屑少、易硅粉殘留;三是鉆石顆粒負載大、切割阻力大、進(jìn)度速度慢、效率低。
04、刀片厚度的影響
1) 刀片厚:一是刀片震動(dòng)小、產(chǎn)品品質(zhì)有保障;二是刀片強度強、不易斷刀;三是切割接觸面積大、阻力大、產(chǎn)生的碎屑多、進(jìn)給速度慢、易污染。
2)刀片?。阂皇乔懈罱佑|面積小、阻力小、進(jìn)給速度快;二是刀片震動(dòng)小、產(chǎn)品品質(zhì)有保障;三是刀片強度弱、易斷刀。
05、刀片長(cháng)度的影響
1)刀片長(cháng):一是使用壽命長(cháng);二是刀片強度弱、進(jìn)給速度慢、易斷刀;三是震動(dòng)大、易發(fā)生偏擺、切割蛇形。
2)刀片短:一是使用壽命短;二是刀片強度強、進(jìn)給速度快、不易斷刀;三是震動(dòng)小、不易發(fā)生偏擺、品質(zhì)好。
06、磨刀環(huán)節的影響
磨刀的目的一是為了使刀刃表面的金剛石暴露,二是修正刀片與輪轂、法蘭的偏心量。當新刀安裝在主軸和法蘭上,雖刀片與主軸頂部直接接觸,但兩者間依然是存在縫隙,這就是刀片的“偏心”,通過(guò)磨刀不僅能更好的暴露金剛石,還能修正刀片與刀架“同心”。如刀片在“偏心”的情況下使用,那刀片只有一部分刀片工作,負載過(guò)大,易造成逆刀與過(guò)載出現,影響產(chǎn)品品質(zhì)。
從上述幾點(diǎn)分析看出,選擇不同配方體系的刀片對產(chǎn)品的加工質(zhì)量與效率有著(zhù)較大影響。
深圳西斯特科技有限公司集電鍍輪轂型硬刀、樹(shù)脂整體型軟刀、金屬整體型軟刀、電鍍整體型軟刀等一系列刀片設計、研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、應用服務(wù)于一身,并能為客戶(hù)提供整體的磨削系統解決方案,可為業(yè)內廣大客戶(hù)群體提供生產(chǎn)所需刀片及技術(shù)支持。
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