Резка алмазным диском
1.6.1.Принципиальная схема метода и оборудование
При использовании алмазного диска наиболее приближенной по физическим характеристикам и экономически выгодной заменой круглому диску-кристаллу является диск-кристалл в форме аппроксимирующего круг шестиугольника. Принципиальная схема метода показана на рис 1.9.
Рис 1.9 Принципиальная схема резки алмазным диском
Обозначения: 1 - диск с алмазным покрытием; 2 - обрабатываемая пластина;
3 - оправка алмазного диска; 4 – приводной вал.
Канавки по нужным линиям через всю кремниевую пластину пропиливаются с помощью быстро вращающегося тонкого диска (1), покрытого по кромкам алмазным порошком, установленного в оправке (2) на приводном валу (4). Разделение на элементы осуществляется посредством сгибания пластины на мембране либо резанием на полную глубину пластины. Ширина канавки может составлять 50…100 мкм.
Нанесенная на мембрану кремниевая пластина помещается в аппарат дисковой резки. Первая операция резания формирует параллельные линии, размещенные на расстоянии 2 мм друг от друга. (Рис 1.10) Резка проводится на всю глубину пластины за один проход.
Рис 1.10 Первый этап резки
Затем диск автоматически поворачивается на 120°. Операция резки повторяется. (Рис 1.11) После этого пластина оказывается разделена на ромбы, закрепленные на мембране.
Рис 1.11 Второй этап резки
На третьем этапе (рис 1.12) пластина снова поворачивается на 120° и вновь происходит прорезание параллельных борозд. Острые углы ромбов отрезаются и формируется шестигранный кристалл.
Рис 1.12 Третий этап резки
Резка осуществляется на станке алмазной резки модели 7100. Общий вид установки представлен на рис 1.13.
Рис 1.13 Общий вид установки алмазной резки модели 7100
Обозначения: 1 – монитор, 2 – световая вышка, 3 – блокировочный замок крышки режущего блока, 4 – основной автоматический выключатель, 5 – передняя панель, 6 – крышка режущего блока, 7 – мышка, 8 – передняя дверца, 9 – клавиатура, 10 – пневматический и водный пульверизаторы, 11 – крышка секции загрузки/разгрузки, 12 – блокировочный замок секции.
Технические характеристики установки:
Максимальная толщина прорезаемой пластины – 12 мм;
Максимальный размер обрабатываемой пластины – 200х200 мм;
Требования к помещению:
Температура: 25±5°С;
Колебания температуры: ±1°С;
Влажность: не менее 70% относительной влажности;
Освещение: не менее 1000 люкс
Электропитание: 220 В переменного трехфазного тока, 50/60 Герц;
Потребляемая мощность: 2,5/3,5 кВт.
Пневмосистема установки:
Давление – 0,55...0,7 МПа;
Потребление: 350...730 л/мин;
Уровень фильтрации: 0,1 мкм и меньше;
Точка росы: -15°С;
Температура воздуха 20...25±1°С;
Габаритные размеры установки:
Ширина: 1000 мм;
Длина: 1300 мм;
Высота: 1600 мм.
Форма кристалла и выход годных
Метод позволяет изготовить кристаллы в форме фигур, не имеющих криволинейных участков: квадрат, ромб, прямоугольник и т.п. Как уже говорилось выше, форма кристалла представляет собой аппроксимированный вокруг круга шестиугольник.
Резка происходит алмазным диском с шириной режущей поверхности 25...30 мкм. Таким образом количество уходящего из-за прорезания канавок кремния мало. Однако необходимость подрезать у полученных на втором этапе резки ромбов острый угол (рис 1.14). Это приводит к потере 30% кремния.
Рис 1.14. Зоны обработки диска-кристалла