一种用于碳化硅晶体多线切割的罗拉的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于碳化硅晶体多线切割的罗拉，属于半导体材料加工领域。


背景技术：

2.碳化硅是第三代半导体材料，它具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率等性能优势，可有效突破传统硅基功率半导体器件及其材料的物理极限，特别适用于 5g 射频器件和高电压功率器件。碳化硅晶体已在智能电网、电动汽车、轨道交通等多个领域得到应用。碳化硅晶体制备目前以pvt法为主，长出的碳化硅晶体需经过切割、研磨、抛光等加工工序，获得的单晶薄片作为衬底材料，经过外延生长、器件制造等环节，方可制成碳化硅基功率器件和微波射频器件。
3.目前工业上碳化硅晶体的主流切割设备是数控多线切割机，其原理是金属切割线绕在一组具有相同槽距的罗拉上形成平行的线网,罗拉旋转带动金属切割线高速运转，切割液中钻石粉与材料产生摩擦,同时工作台上升或下降,将材料一次同时切割为多个薄片，薄片厚度主要由罗拉的槽距所决定。
4.碳化硅的莫氏硬度为9.2,仅次于金刚石,导致sic晶体的切割难度相当大,与硅单晶相比，切割同样直径的碳化硅晶体所费的时间和切割线长度要长的多。6寸碳化硅单晶的切割时间为150～200h。此外由于供线轮长度有限，使得每次切割的晶体长度远远低于罗拉的实际长度，见图1，以目前6寸多线切割机的罗拉长度超过300mm，实际能切割的晶体长度不超过60mm，在切割两三次后罗拉就需要更换，罗拉的利用率很低；其次现有的碳化硅多线切割用罗拉线槽只开一个规格的尺寸，在需要获得厚度不同的碳化硅晶片时需要频繁拆卸、安装不同规格的罗拉,极大地增加了工作量。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种用于碳化硅晶体多线切割的罗拉，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于碳化硅晶体多线切割的罗拉,所述罗拉具有不连续的多个线槽区，相邻线槽区之间设置有分隔区。
7.优选的，线槽区的宽度为50～150mm，线槽区的宽度取决碳化硅晶体的直径，直径越大，线槽区宽度越小；线槽区的数量取决碳化硅晶体的直径和罗拉长度，晶体直径越大，罗拉越长，则线槽区数量越多。
8.优选的，线槽区的槽距为0.68mm～1.15mm，不同线槽区间内的槽间距可以相同，也可以不同。
9.优选的，分隔区的宽度为10～30mm，分隔区上设有绕线所需要的钢线定位槽和钢线固定螺丝孔。
10.优选的，钢线定位槽宽度5～10mm，深度0.3～2mm。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型罗拉具有相同或不同槽距的线槽区,可以在一个罗拉上切割得到厚度要求相同或不同的晶片而无需更换罗拉，减少了安装、拆卸罗拉的次数，并且罗拉的使用次数也大大的增加，提高了工作效率，并降低了罗拉使用成本。
12.本实用新型罗拉上设有分隔区，可在使用不同的线槽区时切割时避免了只能从罗拉头部开始绕线，绕线结束后需剪去多余排线及调整导轮的弊端，减少绕线及调整导轮时间，提高了工作效率。
附图说明
13.图1是现有技术中多线切割机切割碳化硅晶体的示意图；
14.图2是本实用新型实施例1中使用线槽区a切割碳化硅晶体的示意图；
15.图3是本实用新型实施例1中使用线槽区b切割碳化硅晶体的示意图。
16.图中：1碳化硅晶体，2工作台，3钢线定位槽,4线槽区b,5线槽区a,6钢线固定螺丝。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.实施例1
19.作为本实用新型实施例的一种用于碳化硅晶体多线切割的罗拉，罗拉材料为超高分子聚乙烯，罗拉上有两个独立的线槽区,分别为线槽区a 5、线槽区b 4，线槽区a和b的宽度皆为145mm，槽距皆为0.68m,线槽区a和b之间设置有分隔区，分隔区的宽度为20mm，分隔区上的钢线定位槽3宽度5mm，深度1mm 。上述罗拉安装完成后，将碳化硅晶体1固定在图2所示位置，从罗拉头部开始绕线，线槽区a 5绕满后将钢线绕入收线轮侧完成绕线，工作台2上升开始切割，切割结束后获得厚度约为0.5mm的晶片。取出切好的晶片后去除线槽区a 5的钢线，将另一批碳化硅晶体固定在图3所示位置，钢线从分隔区开始绕线，首先将钢线绕在钢线定位槽3上再用钢线固定螺丝6固定在罗拉上，开始绕线至线槽区b 4绕满后取下钢线固定螺丝6，将钢线绕入收线轮侧完成绕线，工作台1上升开始切割，切割结束后获得厚度约为0.5mm的晶片。本罗拉使用时间是常规罗拉的两倍。
20.实施例2
21.作为本实用新型实施例的一种用于碳化硅晶体多线切割的罗拉，罗拉材料为超高分子聚乙烯，罗拉上有两个独立的线槽区,分别为线槽区a 5、线槽区b 4，线槽区a和b的宽度皆为145mm，线槽区a 5的槽距为0.82m, 线槽区b 4的槽距为1.15m,线槽区a和b之间设置有分隔区，分隔区的宽度为20mm，分隔区上的钢线定位槽3宽度5mm，深度1mm 。上述罗拉安装完成后，将碳化硅晶体1固定在图2所示位置，从罗拉头部开始绕线，线槽区a 5绕满后将钢线绕入收线轮侧完成绕线，工作台上升开始切割，切割结束后获得厚度约为0.64mm的晶片。取出切好的晶片后去除线槽区a 5的钢线，将另一批碳化硅晶体1固定在图3所示位置，钢线从分隔区开始绕线，首先将钢线绕在钢线定位槽3上再用钢线固定螺丝6固定在罗拉
上，开始绕线至线槽区b 5绕满后取下钢线固定螺丝6，将钢线绕入收线轮侧完成绕线，工作台2上升开始切割，切割结束后获得厚度约为0.97mm的晶片。本罗拉无需更换即可切割获得两种规格的晶片。
22.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种用于碳化硅晶体多线切割的罗拉,其特征在于,所述罗拉具有不连续的多个线槽区，相邻线槽区之间设置有分隔区。2.根据权利要求1所述的罗拉,其特征在于,所述罗拉具有数量不少于2个的线槽区，每一个线槽区内槽距相同，不同线槽区的槽距和宽度可变。3.根据权利要求2所述的罗拉,其特征在于,所述线槽区的宽度为50～150mm。4.根据权利要求2所述的罗拉,其特征在于,所述线槽区的槽距为0.68mm～1.15mm。5.根据权利要求1所述的罗拉,其特征在于,所述分隔区的宽度为10～30mm。6.根据权利要求5所述的罗拉,其特征在于,所述分隔区内设有绕线所需要的钢线定位槽（3）和钢线固定螺丝孔（6）。7.根据权利要求6所述的罗拉,其特征在于,所述钢线定位槽宽度5～10mm，深度0.3～2mm。

技术总结
本实用新型提供了一种用于碳化硅晶体多线切割的罗拉，该罗拉具有不连续的多个线槽区，每个线槽区的槽距和宽度可变，相邻线槽区之间设置有分隔区,分隔区上设有绕线所需要的切割钢线定位槽和固定螺丝孔。本实用新型能够根据需要切割的碳化硅晶体厚度和切后的晶片厚度，选择在同一个罗拉上的不同线槽区绕线并切割，无需更换罗拉,增加了罗拉的使用寿命，减少了安装、拆卸罗拉及绕线的时间，降低了碳化硅晶体多线切割成本。硅晶体多线切割成本。硅晶体多线切割成本。


技术研发人员：王升 陈辉 李有群 贺贤汉
受保护的技术使用者：安徽微芯长江半导体材料有限公司
技术研发日：2022.02.28
技术公布日：2022/9/22