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长沙市萨普新材料自主研发国内首家碳化硅衬底30000#精磨减薄砂轮

碳化硅生产流程中的核心环节是碳化硅衬底的加工,主要分为碳化硅衬底的切割、薄化、抛光三道工序。其中薄化主要通过磨削与研磨实现,研磨又分为粗磨和精磨。萨普新材自主研发的碳化硅晶片减薄砂轮与磨削技术,从磨削过程中的晶圆损伤机理,到晶圆的粗磨和精磨减薄,用金刚石砂轮实现低损伤和高切削速率的晶圆薄化加工。

一、 磨削过程中的晶圆损伤机理

碳化硅作为典型的脆性材料,磨削过程中常存在亚表面损伤、暗裂等缺陷。亚表面损伤造成裂纹层和残余应力层。

加工损伤机理:
磨削过程中磨粒划过加工区域,形成非弹性变形区,带来锥形裂纹侧向裂纹、径向裂纹和残余应力;随着载荷的增加而愈发严重,需要减少法向力,提高加工过程稳定性;同时常产生层叠状挤裂切削,切屑粘附砂轮严重,切屑与碳化硅晶圆磨削表面再次接触,锋利度下降,切削力大,加工损伤严重。

公司博士研发团队对此提出单一均质金属陶瓷(金属间化合物)材料用于制作金刚石砂轮粘结剂的新思路,采用具有金属键和共价键的单一均质金属陶瓷材料制备金刚石砂轮。

二、 碳化硅晶圆减薄砂轮

1、加工工序

粗磨减薄去除切片工序给碳化硅圆片表面造成的切痕以及损伤层;
精磨减薄:去除粗磨磨痕,保证研磨后晶片的面型精度,达到表面粗糙度<2nm,TTV<2µm的要求,为下一步的抛光做准备;

2、微观形貌

3、性能特点

这种金刚石砂轮性能优异,针对碳化硅的材质特点进行设计,分为 2000#粗磨减薄和30000#精磨减薄两种金刚石粒度的砂轮,可根据客户设备匹配不同砂轮尺寸,同时具有多项优点:
  1、自锐性(保持砂轮锋利度,高切削能力)

  2、高保型性(使用寿命长)

  3、易修型(低负载)

  4、高容屑排屑

  5、低划伤率,低破片率

4、应用设备

适用于 Disco、东京精密、日本高鸟、特思迪、中电科、深圳梦启等厂家生产的设备配套。

  长沙市萨普新材料有限公司成立于2013年,是一家专注于粉末冶金新材料领域,集研发、生产、销售与技术服务为一体的国家高新技术企业,湖南省专精特新“小巨人”企业、长沙市智能制造试点企业、湖南省新材料企业、湖南省第一批创新型中小企业。始终秉持“科技创新驱动经济高质量发展”理念,依托长江学者特聘教授、国务院政府特殊津贴专家、国家科技进步一等奖获得者、国家杰出青年基金获得者——中南大学粉末冶金研究院贺跃辉教授领衔的精锐博士研发团队,致力于解决新材料“卡脖子”技术问题,实现进口产品的国产化替代。并与中南大学、湘潭大学、香港城市大学等高校建立了深度技术合作与交流,具备较强的科技创新与成果转化能力。

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