[發(fā)明專利]超聲切割設(shè)備

在審

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• 申請日: 2021-07-27
• 公開（公告）號: CN113500710A
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳海軍;卞正剛
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇晟鑾電子科技有限公司
• 主分類號: B28D5/02
• 分類號: B28D5/02;B28D5/04;H02J50/10
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11616
• 代理人: 孫莉莉

本發(fā)明公開了一種超聲切割設(shè)備，包括機架、轉(zhuǎn)軸、無接觸能源供應(yīng)系統(tǒng)、超聲發(fā)生器、主軸、刀架以及刀片，所述無接觸能源供應(yīng)系統(tǒng)包括電能接收端以及電能發(fā)射端，所述電能發(fā)射端內(nèi)設(shè)有發(fā)射線圈，所述電能接收端內(nèi)設(shè)有接收線圈。本發(fā)明屬于半導(dǎo)體切割設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體是提供了一種切割效率高，可以減少切割時的附加壓力，減少刀片磨損，使得刀片壽命長，散熱需求低，震動對其它設(shè)備影響小，減少芯片切割缺陷的產(chǎn)生，提高芯片切割良率，且運行穩(wěn)定的超聲切割設(shè)備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體切割設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種超聲切割設(shè)備。

背景技術(shù)

自1960年代起，以硅為標(biāo)志的第一代半導(dǎo)體材料一直是半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)品中使用最多的材料，由于其在通常條件下具備良好的穩(wěn)定性，硅襯底一直被廣泛使用于集成電路芯片領(lǐng)域；但硅襯底在光電應(yīng)用領(lǐng)域、高頻高功率應(yīng)用領(lǐng)域中存在材料性能不足的缺點，因此以光通訊為代表的行業(yè)開始使用GaAs和、InP等二代半導(dǎo)體材料作為器件襯底。

以SiC和GaN為代表的寬禁帶寬度材料(Eg≥2.3eV)則被稱之為第三代半導(dǎo)體材料。除了寬禁帶寬度的特點，第三代半導(dǎo)體的主要特點在于高擊穿電壓、高熱傳導(dǎo)率、高飽和電子濃度以及高耐輻射能力，這些特性決定了第三代半導(dǎo)體材料在眾多嚴(yán)酷環(huán)境中也能正常工作。SiC作為第三代半導(dǎo)體中的代表材料，可以應(yīng)用于各種領(lǐng)域的高電壓環(huán)境中，包括汽車、能源、運輸、消費類電子等。

由于碳化硅自然界中擁有多態(tài)，例如3C-SiC，4H-SiC，6H-SiC等，其中六方晶系的碳化硅理論上有無數(shù)種多態(tài)可能性。目前行業(yè)內(nèi)選用的碳化硅多態(tài)為4H-SiC。為了獲得想要的低缺陷4H-SiC，SiC晶圓通常需要以4°偏軸在種子晶格上進行晶錠生長。因此，在切割垂直晶圓平邊的方向時，裂紋會與C面軸向產(chǎn)生4°偏角。使用激光切割設(shè)備進行切割時，4°的偏角會使材料裂開變得困難，從而使得最終該方向產(chǎn)生嚴(yán)重崩邊和切割痕跡蜿蜒。

由于SiC的莫氏硬度達(dá)到了9以上，需要選用相對昂貴的金剛石材質(zhì)作為刀輪，且刀輪耗材的使用壽命也大大減小。正因為SiC擁有較高的機械強度，使得刀輪耗材的成本更高、切割效率極低。

且現(xiàn)有半導(dǎo)體切割設(shè)備切割粉塵附著而變鈍，同時由于摩擦產(chǎn)生大量的熱量，對切割系統(tǒng)的散熱需求高，進刀速度受到散熱的限制。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種切割效率高，可以減少切割時的附加壓力，減少刀片磨損，使得刀片壽命長，散熱需求低，震動對其它設(shè)備影響小，減少芯片切割缺陷的產(chǎn)生，提高芯片切割良率，且運行穩(wěn)定的超聲切割設(shè)備。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：本發(fā)明一種超聲切割設(shè)備，包括機架、轉(zhuǎn)軸、無接觸能源供應(yīng)系統(tǒng)、超聲發(fā)生器、主軸、刀架以及刀片，所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動設(shè)于機架上，所述無接觸能源供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)于轉(zhuǎn)軸一端，所述超聲發(fā)生器設(shè)于無接觸能源供應(yīng)系統(tǒng)遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸一端，所述主軸設(shè)于超聲發(fā)生器遠(yuǎn)離無接觸能源供應(yīng)系統(tǒng)一端，所述刀架設(shè)于主軸遠(yuǎn)離超聲發(fā)生器一端，所述刀片設(shè)于刀架外側(cè)。

進一步地，所述無接觸能源供應(yīng)系統(tǒng)包括電能接收端以及電能發(fā)射端，所述電能發(fā)射端設(shè)于轉(zhuǎn)軸外側(cè)，所述電能發(fā)射端設(shè)于機架上，所述電能接收端設(shè)于轉(zhuǎn)軸靠近電能發(fā)射端一端，所述電能接收端設(shè)于超聲發(fā)生器靠近電能發(fā)射端一端。

進一步地，所述電能發(fā)射端內(nèi)設(shè)有發(fā)射線圈，所述電能接收端內(nèi)設(shè)有接收線圈。

進一步地，所述超聲發(fā)生器與電能接收端電性連接。

進一步地，所述超聲發(fā)生器為PMN-PT超聲發(fā)生器。

采用上述結(jié)構(gòu)本發(fā)明取得的有益效果如下：本方案一種超聲切割設(shè)備，因為超聲發(fā)生器的設(shè)置使得切割效率高，刀片壽命長，散熱需求低，因為無接觸能源供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)置，使得震動對其它設(shè)備影響小，運行穩(wěn)定。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種超聲切割設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖。