Q: Quae sunt praecipuae technologiae in sectione et processu crustularum SiC adhibitae?
A:Carburum silicii (SiC) duritiam secundam tantum adamantibus habet et materia valde dura et fragilis habetur. Processus secandi, qui crystallos cretos in tenues crustas secans implicat, tempus consumit et ad fissuras pronus est. Ut primus gradus inSiCIn processu monocrystalli, qualitas sectionis magnopere afficit subsequentes triturationem, polituram et attenuationem. Sectio saepe fissuras superficiales et subterraneas inducit, augens rates fractionis laminarum et sumptus productionis. Ergo, moderatio damni fissurarum superficialium durante sectione est maximi momenti ad promovendam fabricationem machinarum SiC.
Methodi sectionis SiC quae nunc relatae sunt includunt sectionem abrasivo fixo, sectionem abrasivo libero, sectionem laser, translationem stratorum (separationem frigidam), et sectionem per distensionem electricam. Inter has, sectiones reciprocae multi-filorum cum abrasivis adamantis fixis sunt methodus frequentissime adhibita ad crystallos singulares SiC tractandos. Attamen, cum magnitudines lingotum octo uncias et supra attingunt, sectio filo tradita minus practica fit propter magnas necessitates instrumentorum, sumptus, et efficientiam humilem. Urgens est necessitas technologiarum sectionis humilis pretii, humilis damni, et altae efficientiae.
Q: Quae sunt commoda sectionis lasericae prae sectione multifilaria traditionali?
A: Sectio filorum tradita secatMassa SiCsecundum directionem specificam in segmenta aliquot centum micronum crassa. Deinde segmenta liquamine adamantino teruntur ad vestigia serrarum et damnum subterraneum removendum, deinde poliuntur chemico-mechanica (CMP) ad planizationem globalem efficiendam, et denique purgantur ad crustas SiC obtinendas.
Ob magnam autem duritiem et fragilitatem SiC, hae actiones facile deformationem, fissuras, auctas fracturae rationes, maiores sumptus productionis causare possunt, et magnam asperitatem superficiei et contaminationem (pulverem, aquas residuas, etc.) efficere. Praeterea, serratio filo lenta est et parvum proventum habet. Aestimationes ostendunt traditionalem sectionem multi-filorum tantum circiter 50% utilizationis materiae consequi, et usque ad 75% materiae post polituram et trituram amitti. Prima data productionis externae indicabant circiter 273 dies productionis continuae 24 horarum requiri posse ad 10,000 crustulas producendas — quod tempus valde necessarium est.
Domestice, multae societates SiC quae crystallos accrescunt in augenda capacitate fornacis intendunt. Attamen, loco tantum productionis augendae, magis interest considerare quomodo damna minuantur — praesertim cum proventus accretionis crystallorum nondum optimi sint.
Instrumenta secandi laserica damnum materiae insigniter minuere et proventum augere possunt. Exempli gratia, uno lamina 20 mm utendo...Massa SiCSectio filo metallico circiter triginta laminas 350 μm crassitudinis producere potest. Sectio laserica plus quam quinquaginta laminas producere potest. Si crassitudo laminae ad 200 μm reducitur, plus quam octoginta laminae ex eodem massale produci possunt. Dum serratio filo metallico late pro laminis 6 unciarum et minoribus adhibetur, sectio massalis SiC 8 unciarum 10-15 dies methodis traditis requirere potest, apparatum pretiosum requirens et sumptus altos cum efficientia humili. Sub his condicionibus, commoda sectionis lasericae manifesta fiunt, eam technologiam futuram principalem pro laminis 8 unciarum faciens.
Sectione laserica, tempus sectionis per crustulam octo unciarum infra viginti minuta esse potest, cum iactura materiae per crustulam infra 60 μm.
Summa summarum, comparata cum sectione multifilo, sectio laserica celeritatem maiorem, proventum meliorem, iacturam materiae minorem, et processum mundiorem offert.
Q: Quae sunt praecipuae difficultates technicae in sectione laserica SiC?
A: Processus sectionis lasericae duos gradus principales complectitur: modificationem lasericam et separationem laminarum.
Nucleus modificationis lasericae est formatio fasciculi et optimizatio parametrorum. Parametri, ut potentia laserica, diameter maculae, et celeritas scansionis, omnes qualitatem ablationis materiae et successum separationis subsequentis laminae afficiunt. Geometria zonae modificatae asperitatem superficiei et difficultatem separationis determinat. Alta asperitas superficiei trituram posteriorem complicat et iacturam materiae auget.
Post modificationem, separatio lamellarum typice per vires scissorias, ut fracturam frigidam aut tensionem mechanicam, perficitur. Quaedam systemata domestica transductores ultrasonicos adhibent ad vibrationes inducendas ad separationem, sed hoc potest efficere fragmenta et vitia marginum, ita ut proventus finalis minuatur.
Quamquam hi duo gradus per se non difficiles sunt, discrepantiae in qualitate crystalli — ob diversos processus accretionis, gradus dopationis, et distributiones tensionis internae — difficultatem sectionis, proventum, et iacturam materiae significanter afficiunt. Sola identificatio locorum problematicorum et adaptatio zonarum perscrutationis laseris fortasse non substantialiter eventus emendabit.
Clavis ad latam adoptionis late diffusa est in evolvendis methodis et apparatu novis quae se ad amplam varietatem qualitatum crystallorum a variis fabricatoribus accommodare possint, parametros processus optimizando, et systemata sectionis lasericae cum applicatione universali construendo.
Q: Num technologia sectionis lasericae ad alias materias semiconductrices praeter SiC adhiberi potest?
A: Technologia sectionis lasericae per historiam ad amplam materiarum varietatem adhibita est. In semiconductoribus, initio ad sectionem crustularum in frusta adhibita est, et postea ad sectionem magnarum crystallorum singularium dilatata est.
Ultra SiC, sectiones lasericae etiam adhiberi possunt pro aliis materiis duris vel fragilibus, ut adamante, gallii nitridum (GaN), et gallii oxidum (Ga₂O₃). Studia praeliminaria de his materiis facultatem et commoda sectionis lasericae pro applicationibus semiconductorum demonstraverunt.
Q: Exstantne nunc apparatus domesticus ad laseris secandum maturus? In quo gradu investigationes vestrae sunt?
A: Apparatus ad laserem SiC secandum magni diametri late habetur apparatus fundamentalis pro futura productione crustularum SiC octo unciarum. In praesenti, sola Iaponia talia systemata praebere potest, et haec systemata pretiosa sunt et restrictionibus exportationis obnoxia.
Postulatio domestica systematum laseris secandi/tenuandi aestimatur esse circiter mille unitates, secundum consilia productionis SiC et capacitatem serrarum filariarum existentem. Magnae societates domesticae multum in evolutione pecunias collocaverunt, sed nullae machinae domesticae maturae et commercialiter praesto adhuc ad usum industrialem pervenerunt.
Greges investigationis technologiam propriam laser lift ab anno 2001 evolverunt, quae nunc ad laser SiC magni diametri sectionem et attenuationem extenderunt. Systema prototypum et processus sectionis evolverunt qui haec apta sunt: Secare et attenuare crustas SiC semi-isolantes 4-6 unciarum; Secare massas SiC conductivas 6-8 unciarum; Indicia effectuum: SiC semi-isolans 6-8 unciarum: tempus sectionis 10-15 minuta/crustam; amissio materiae <30 μm; SiC conductivum 6-8 unciarum: tempus sectionis 14-20 minuta/crustam; amissio materiae <60 μm.
Aestimatio proventus crustularum plus quam quinquaginta centesimis aucta est.
Post sectionem, crustulae, post trituram et polituram, normas nationales geometriae attingunt. Studia etiam ostendunt effectus thermicos laser inductos non significanter tensionem aut geometriam in crustulis afficere.
Eadem machina etiam adhibita est ad possibilitatem secandi crystallos singulares adamantum, GaN, et Ga₂O₃ verificandam.
Tempus publicationis: XXIII Maii, MMXXXV