Szczegóły bloga

Karbid krzemowy (SiC) to nie tylko strategiczny materiał kluczowy dla obrony narodowej, ale także technologia podstawy dla globalnego przemysłu motoryzacyjnego i energetycznego.Pierwszym krokiem w produkcji płytek SiC jest pocięcie szalonych ingotów SiC na cienkie płytkiJakość procesu cięcia bezpośrednio decyduje o wydajności i wydajności kolejnych etapów rozrzedzania i polerowania.konwencjonalne metody cięcia często powodują pęknięcia na powierzchni płytki i pod powierzchniąDlatego minimalizowanie uszkodzeń powierzchni podczas cięcia jest niezbędne do rozwoju technologii produkcji urządzeń SiC.

Obecnie cięcie płytek SiC stoi przed dwoma głównymi wyzwaniami:

1. Wysoka utrata materiału przy tradycyjnej piłce wieloprzewodnej.
   Ze względu na ekstremalną twardość i kruchość SiC, piła i polerowanie są wymagające technicznie, często prowadzące do poważnych wypaczeń płytek, pęknięć i nadmiernego marnotrawienia materiału.Według danych Infineon, tradycyjne metody piły diamentowej w drutach obrotowych osiągają tylko ~ 50% wykorzystania materiału na etapie cięcia.skuteczna wydajność może spaść nawet o 75% (z całkowitą stratą na płytkę wynoszącą ~ 250 μm), pozostawiając stosunkowo mały odsetek użytecznych płytek.

2. Długie cykle przetwarzania i niska przepustowość.
   Międzynarodowe statystyki produkcji pokazują, że przy ciągłym działaniu przez 24 godziny produkcja 10 000 płytek wymaga około 273 dni.W związku z tym zaspokojenie popytu na rynku za pomocą technologii piły drutowej wymaga ogromnej liczby maszyn i materiałów eksploatacyjnych.Ponadto metoda ta powoduje niską chropowitość powierzchni, znaczące zanieczyszczenie i duże obciążenia środowiskowe (pył, ścieki itp.).

Aby sprostać tym wyzwaniom, zespół badawczy pod kierownictwem profesora Xiu Xiangqiana z Uniwersytetu Nanjing opracowałurządzenia do cięcia laserowego SiC o dużej średnicyWykorzystując zaawansowane techniki cięcia laserowego, system znacząco zmniejsza straty materiału, jednocześnie znacząco poprawiając przepustowość.liczba płytek wytwarzanych za pomocą cięcia laserowego przekraczapodwójneDodatkowo płytki laserowo cięte wykazują wyższe właściwości geometryczne, a grubość płytki można zmniejszyć do zaledwie 200 μm,dalszy wzrost wydajności na baryk.

Zaletą konkurencyjną tego projektu jest jego dojrzałość technologiczna, ponieważ prototyp urządzenia do cięcia laserowego na dużą skalę został już opracowany i pomyślnie zademonstrowany w:

• Wyroby z włókien sztucznychPłytki SiC półizolacyjne o średnicy 4 ′′ 6 ′′

• Wycinanie6 cala przewodzące barwki SiC

• Kontynuacja walidacjiWycinanie 8-calowego ingotu SiC

System ten zapewnia krótsze cykle cięcia, wyższą roczną produkcję płytek i niższą utratę materiału na płytkę, osiągając ponad50% poprawy wydajnościw porównaniu z konwencjonalnymi metodami.

Z punktu widzenia rynku urządzenia do cięcia laserowego SiC o dużej średnicy mogą stać się najpopularniejszymipodstawowa technologia do produkcji 8-calowych płytek SiCObecnie sprzęt taki jest prawie wyłącznie importowany z Japonii, z wysokimi kosztami i potencjalnymi ograniczeniami eksportowymi.1, 000 jednostekSystem opracowany przez Uniwersytet w Nanjing posiada zatem znaczący potencjał rynkowy i ogromną wartość ekonomiczną.

Oprócz SiC, ta platforma do cięcia laserowego może być również rozszerzona na inne zaawansowane materiały półprzewodnikowe i optyczne, w tym azotyn galiowy (GaN), tlenek galiowy (Ga2O3) i diament syntetyczny,dalsze poszerzenie zastosowań przemysłowych.