一种降低碳化硅多线切割头尾部晶片翘曲度的方法及晶片与流程 专利技术说明

建筑材料工具的制造及其制品处理技术1.本发明属于晶体切割技术领域，涉及一种降低多线切割头尾部晶片翘曲度的方法，尤其涉及一种降低碳化硅多线切割头尾部晶片翘曲度的方法及晶片。背景技术：2.在硬度排序上，碳化硅作为仅次于金刚石的硬脆材料，其加工难度很高。碳化硅的加工流程主要包括平磨滚圆、切割、研磨、抛光及清洗等步骤。其中，切割作为晶片成型的第一个工序，切割后的平整度，尤其是翘曲度，直接影响到最终抛光后晶片的质量。3.目前，碳化硅一般采用多线切割的方式，切割工具包括金刚线和砂浆两种，区别在于：前者是在切割线上镀上金刚石作为切割工具，而后者是将金刚石混合在切割液里，切割线带着切割液作为切割工具。上述两种切割方式都存在晶体头尾两端翘曲度较大的问题，这是因为在正常切割过程中，随着切割的工艺进程，在晶片逐步成型的时候，由于切成片的一端没有支撑，且另一端被固定住，越是靠近头尾端的晶片，其越会受到较大的弯曲力影响，最终导致切片完成后头尾部晶片的翘曲度一般都较大，无法实现正常加工，只能做报废处理。4.由此可见，如何提供一种碳化硅多线切割的方法，有效降低头尾部晶片的翘曲度，提高晶片切割质量，以便于后续加工的顺利进行，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。技术实现要素：5.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种降低碳化硅多线切割头尾部晶片翘曲度的方法及晶片，所述方法有效地降低了头尾部晶片的翘曲度，提高了晶片切割质量，便于后续加工的顺利进行，有利于大规模推广应用。6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：7.第一方面，本发明提供一种降低碳化硅多线切割头尾部晶片翘曲度的方法，所述方法包括以下步骤：8.(1)采用固定板将待切割碳化硅晶体的头尾部进行固定夹持；9.(2)将切割线均匀绕置于多线切割机上，并在绕线过程中进行跳线操作，以避开固定板的位置；10.(3)启动切割程序对碳化硅晶体进行多线切割，得到碳化硅晶片。11.本发明提供的方法采用固定板将待切割碳化硅晶体的头尾部进行固定夹持，使得头尾部晶片的翘曲度降低至25μm以下，显著提高了晶片切割质量，便于后续加工的顺利进行，有利于大规模推广应用。12.优选地，步骤(1)所述固定板的正投影面积s1≥碳化硅晶体的正投影面积s2，且所述固定板完全覆盖碳化硅晶体的头尾部。13.本发明通过设置固定板完全覆盖碳化硅晶体的头尾部，实现了碳化硅晶体头尾部所受应力的均匀分布，进一步降低了头尾部晶片的翘曲度，从而提高了晶片产出率和品质。14.优选地，步骤(1)所述固定板的材质包括玻璃。15.优选地，步骤(1)所述碳化硅晶体呈圆饼状。16.优选地，步骤(1)所述固定板的厚度为4-6mm，例如可以是4mm、4.2mm、4.4mm、4.6mm、4.8mm、5mm、5.2mm、5.4mm、5.6mm、5.8mm或6mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。17.优选地，步骤(1)所述碳化硅晶体的头尾部距离为3-200mm，例如可以是3mm、10mm、20mm、40mm、60mm、80mm、100mm、120mm、140mm、160mm、180mm或200mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。18.优选地，步骤(2)所述切割线包括钢线和/或金刚线。19.优选地，步骤(2)所述切割线的直径为0.1-0.2mm，例如可以是0.1mm、0.11mm、0.12mm、0.13mm、0.14mm、0.15mm、0.16mm、0.17mm、0.18mm、0.19mm或0.2mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。20.优选地，步骤(2)所述切割线的绕置间距根据切割所得碳化硅晶片的厚度进行调整。21.优选地，步骤(2)所述切割线的跳线间距根据固定板的厚度进行调整。22.优选地，步骤(3)所述多线切割的方式包括砂浆多线切割或金刚线多线切割。23.优选地，所述砂浆多线切割采用的砂浆包括金刚石微粉和切削油，且所述砂浆的液固比为40-250g/l，例如可以是40g/l、60g/l、80g/l、100g/l、120g/l、140g/l、160g/l、180g/l、200g/l、220g/l、240g/l或250g/l，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。24.优选地，所述金刚石微粉的平均粒径为4-6μm，例如可以是4μm、4.2μm、4.4μm、4.6μm、4.8μm、5μm、5.2μm、5.4μm、5.6μm、5.8μm或6μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。25.优选地，步骤(3)所述多线切割的切割张力为30-50n，例如可以是30n、32n、34n、36n、38n、40n、42n、44n、46n、48n或50n，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。26.优选地，步骤(3)所述多线切割的平均切割速度为1-8mm/h，例如可以是1mm/h、1.5mm/h、2mm/h、2.5mm/h、3mm/h、3.5mm/h、4mm/h、4.5mm/h、5mm/h、5.5mm/h、6mm/h、6.5mm/h、7mm/h、7.5mm/h或8mm/h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。27.作为本发明第一方面优选的技术方案，所述方法包括以下步骤：28.(1)采用玻璃材质的固定板将圆饼状待切割碳化硅晶体的头尾部进行固定夹持；所述固定板的正投影面积s1≥碳化硅晶体的正投影面积s2，且所述固定板完全覆盖碳化硅晶体的头尾部；所述固定板的厚度为4-6mm，所述碳化硅晶体的头尾部距离为3-200mm；29.(2)将直径为0.1-0.2mm的切割线均匀绕置于多线切割机上，并在绕线过程中进行跳线操作，以避开固定板的位置；所述切割线包括钢线和/或金刚线，所述切割线的绕置间距根据切割所得碳化硅晶片的厚度进行调整，且所述切割线的跳线间距根据固定板的厚度进行调整；30.(3)启动切割程序对碳化硅晶体进行多线切割，得到碳化硅晶片；所述多线切割的方式包括砂浆多线切割或金刚线多线切割；所述砂浆多线切割采用的砂浆包括金刚石微粉和切削油，且所述砂浆的液固比为40-250g/l，金刚石微粉的平均粒径为4-6μm；所述多线切割的切割张力为30-50n，平均切割速度为1-8mm/h。31.第二方面，本发明提供一种采用如第一方面所述方法切割得到的碳化硅晶片。32.本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。33.与现有技术相比，本发明的有益效果为：34.本发明提供的方法采用固定板将待切割碳化硅晶体的头尾部进行固定夹持，使得头尾部晶片的翘曲度降低至25μm以下，显著提高了晶片切割质量，便于后续加工的顺利进行，有利于大规模推广应用。具体实施方式35.下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。36.实施例137.本实施例提供一种降低碳化硅多线切割头尾部晶片翘曲度的方法，所述方法包括以下步骤：38.(1)采用玻璃材质的固定板(正投影面积s1为324cm2，厚度为5mm)将圆饼状待切割碳化硅晶体(正投影面积s2为176cm2，头尾部距离为150mm)的头尾部进行固定夹持，且所述固定板完全覆盖碳化硅晶体的头尾部；39.(2)将直径为0.15mm的钢线均匀绕置于多线切割机上，并在绕线过程中进行跳线操作，以避开固定板的位置；所述切割线的绕置间距为0.65mm，且所述切割线的跳线间距为5.2mm；40.(3)启动切割程序对碳化硅晶体进行砂浆多线切割，即利用钢线的高速运动携带砂浆对碳化硅晶体进行磨削切割，得到碳化硅晶片；所述砂浆包括金刚石微粉和切削油，且液固比为70g/l，金刚石微粉的平均粒径为5μm；所述多线切割的切割张力为40n，平均切割速度为1mm/h。41.经检测，本实施例所得头尾部晶片的翘曲度为21.5μm。42.实施例243.本实施例提供一种降低碳化硅多线切割头尾部晶片翘曲度的方法，所述方法包括以下步骤：44.(1)采用玻璃材质的固定板(正投影面积s1为256cm2，厚度为5mm)将圆饼状待切割碳化硅晶体(正投影面积s2为177cm2，头尾部距离为20mm)的头尾部进行固定夹持，且所述固定板完全覆盖碳化硅晶体的头尾部；45.(2)将直径为0.18mm的金刚线均匀绕置于多线切割机上，并在绕线过程中进行跳线操作，以避开固定板的位置；所述切割线的绕置间距为0.65mm，且所述切割线的跳线间距为5.2mm；46.(3)启动切割程序对碳化硅晶体进行金刚线多线切割，即利用金刚线的高速运动对碳化硅晶体进行磨削切割，得到碳化硅晶片；所述多线切割的切割张力为40n，平均切割速度为8mm/h。47.经检测，本实施例所得头尾部晶片的翘曲度为23.7μm。48.实施例349.本实施例提供一种降低碳化硅多线切割头尾部晶片翘曲度的方法，所述方法包括以下步骤：50.(1)采用玻璃材质的固定板(正投影面积s1为324cm2，厚度为6mm)将圆饼状待切割碳化硅晶体(正投影面积s2为176cm2，头尾部距离为160mm)的头尾部进行固定夹持，且所述固定板完全覆盖碳化硅晶体的头尾部；51.(2)将直径为0.1mm的钢线均匀绕置于多线切割机上，并在绕线过程中进行跳线操作，以避开固定板的位置；所述切割线的绕置间距为0.65mm，且所述切割线的跳线间距为6.1mm；52.(3)启动切割程序对碳化硅晶体进行砂浆多线切割，即利用钢线的高速运动携带砂浆对碳化硅晶体进行磨削切割，得到碳化硅晶片；所述砂浆包括金刚石微粉和切削油，且液固比为120g/l，金刚石微粉的平均粒径为4μm；所述多线切割的切割张力为30n，平均切割速度为1mm/h。53.经检测，本实施例所得头尾部晶片的翘曲度为21.6μm。54.实施例455.本实施例提供一种降低碳化硅多线切割头尾部晶片翘曲度的方法，所述方法包括以下步骤：56.(1)采用玻璃材质的固定板(正投影面积s1为256cm2，厚度为6mm)将圆饼状待切割碳化硅晶体(正投影面积s2为177cm2，头尾部距离为140mm)的头尾部进行固定夹持，且所述固定板完全覆盖碳化硅晶体的头尾部；57.(2)将直径为0.16mm的钢线均匀绕置于多线切割机上，并在绕线过程中进行跳线操作，以避开固定板的位置；所述切割线的绕置间距为0.8mm，且所述切割线的跳线间距为6.3mm；58.(3)启动切割程序对碳化硅晶体进行砂浆多线切割，即利用钢线的高速运动携带砂浆对碳化硅晶体进行磨削切割，得到碳化硅晶片；所述砂浆包括金刚石微粉和切削油，且液固比为60g/l，金刚石微粉的平均粒径为6μm；所述多线切割的切割张力为50n，平均切割速度为1mm/h。59.经检测，本实施例所得头尾部晶片的翘曲度为23.8μm。60.实施例561.本实施例提供一种降低碳化硅多线切割头尾部晶片翘曲度的方法，所述方法包括以下步骤：62.(1)采用玻璃材质的固定板(正投影面积s1为227cm2，厚度为4mm)将圆饼状待切割碳化硅晶体(正投影面积s2为176cm2，头尾部距离为30mm)的头尾部进行固定夹持，且所述固定板完全覆盖碳化硅晶体的头尾部；63.(2)将直径为0.16mm的金刚线均匀绕置于多线切割机上，并在绕线过程中进行跳线操作，以避开固定板的位置；所述切割线的绕置间距为0.8mm，且所述切割线的跳线间距为4.2mm；64.(3)启动切割程序对碳化硅晶体进行金刚线多线切割，即利用金刚线的高速运动对碳化硅晶体进行磨削切割，得到碳化硅晶片；所述多线切割的切割张力为30n，平均切割速度为8mm/h。65.经检测，本实施例所得头尾部晶片的翘曲度为24.6μm。66.实施例667.本实施例提供一种降低碳化硅多线切割头尾部晶片翘曲度的方法，所述方法包括以下步骤：68.(1)采用玻璃材质的固定板(正投影面积s1为254cm2，厚度为6mm)将圆饼状待切割碳化硅晶体(正投影面积s2为177cm2，头尾部距离为15mm)的头尾部进行固定夹持，且所述固定板完全覆盖碳化硅晶体的头尾部；69.(2)将直径为0.2mm的金刚线均匀绕置于多线切割机上，并在绕线过程中进行跳线操作，以避开固定板的位置；所述切割线的绕置间距为0.65mm，且所述切割线的跳线间距为6.2mm；70.(3)启动切割程序对碳化硅晶体进行金刚线多线切割，即利用金刚线的高速运动对碳化硅晶体进行磨削切割，得到碳化硅晶片；所述多线切割的切割张力为50n，平均切割速度为8mm/h。71.经检测，本实施例所得头尾部晶片的翘曲度为22.5μm。72.对比例173.本对比例提供一种切割碳化硅晶体的方法，所述方法中除了将步骤(1)所述固定板去除，即直接将碳化硅晶体的一端固定于多线切割机上，其余步骤及条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。74.经检测，本对比例所得头尾部晶片的翘曲度为41.3μm，远高于实施例1的21.5μm。75.由此可见，本发明提供的方法采用固定板将待切割碳化硅晶体的头尾部进行固定夹持，使得头尾部晶片的翘曲度降低至25μm以下，显著提高了晶片切割质量，便于后续加工的顺利进行，有利于大规模推广应用。76.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。









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