一种半导体晶体外圆加工设备的制作方法

    技术2025-05-27  45


    本技术属于半导体晶体加工,尤其涉及一种半导体晶体外圆加工设备。


    背景技术:

    1、碳化硅、氮化镓、氮化铝、金刚石等晶体被称为第三代半导体材料,由于其特有的优良物理化学性能,如带隙较宽、耐压耐热性能好、低能耗等特性,在功率器件、二极管、mosfet等方面有较好的应用前景,其中碳化硅已逐渐开始大规模运用,是制造高温、高频、高功率、低能耗器件的理想材料。

    2、目前主流的碳化硅晶体加工工艺为:1、晶体定向—2、平面磨床加工晶体两端面—3、外圆磨床磨削晶体外圆得到具有准标准直径的碳化硅晶体—4、外圆磨床精磨准标准直径的碳化硅晶体得到具有标准直径的碳化硅晶体—5、多线切割机将晶体切割成晶片—6、晶片研磨—7、晶片抛光—8、晶片检测及清洗。

    3、半导体晶体以碳化硅为例,目前国内主流碳化硅晶体成品标准直径尺寸约为150mm,从碳化硅晶体炉生产出来的碳化硅晶体毛坯外径大多为158-170mm左右,现有技术采用外圆磨床磨削晶体外圆,将外圈多余的部分通过砂轮磨削成粉末,得到标准直径的碳化硅晶体。碳化硅的莫氏硬度约为9.5,在所有的非金属材料中排名第二,仅次于金刚石,所以现有技术将所有多余的碳化硅材料加工成粉状的方式其加工过程是困难的,通常一个晶体要加工4小时以上,晶体余量大或磨削不顺利时甚至一天只能加工一个晶体,并且当晶体外圈缺陷较多时,容易造成整个晶体开裂,加工成本高,费时费力,经济性差,是目前碳化硅晶体加工行业的痛点之一,为此我们提出一种半导体晶体外圆加工设备。


    技术实现思路

    1、本实用新型提供一种半导体晶体外圆加工设备,通过环形磨头磨削加工,加工后将半导体晶体毛坯分割成内侧标准尺寸的加工后的晶体和外侧多余的晶体圆环废料,大大提高了加工效率,降低了生产成本。

    2、为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种半导体晶体外圆加工设备,包括:

    3、动力装置,包括驱动装置和旋转轴;

    4、导轨横梁,用于安装所述动力装置,并为动力装置提供可滑动的导轨;

    5、立柱,用于安装导轨横梁,包括设置于底座一侧的第一立柱和设置于底座另外一侧的第二立柱。

    6、进一步的,所述驱动装置包括:

    7、旋转驱动源,用于驱动所述旋转轴和安装于旋转轴上的环形磨头做旋转运动;

    8、升降驱动源,用于驱动所述旋转轴做上下移动以实现对晶体进行磨削加工;

    9、移动手柄,用于驱动动力装置在所述导轨横梁上移动。

    10、进一步的,所述导轨横梁包括:

    11、导轨横梁,其一端安装于所述第一立柱,另一端固定于所述第二立柱;

    12、平行导轨,铺设于所述导轨横梁上;

    13、驱动元件,用于驱动所述动力装置沿所述平行导轨作水平移动。

    14、进一步的,第一立柱设置为圆柱形结构,其导轨横梁可以绕所述第一立柱的轴线做旋转运动,以及沿所述第一立柱的轴线做上下运动。

    15、进一步的,还包括布置于所述底座上方的冷却液槽,用于收集冷却晶体和环形磨头的冷却液。

    16、进一步的,所述冷却液槽的下端一侧表面布置有排液口,用于将冷却液槽中的冷却液回流到平行设置在底座一侧的冷却液收集盒内。

    17、进一步的,还包括布置于所述冷却液槽内部的工作台,用于安装和固定待加工的晶体。

    18、本实用新型的有益效果是:

    19、该半导体晶体外圆加工设备,不再需要通过将外圆全部多余的1mm宽的晶体材料加工成粉末来得到标准直径晶体,而是应用1mm左右宽度的环形磨头进行磨削加工,只需要将宽度为1mm左右的晶体圆环区域加工成粉末,加工后将半导体晶体毛坯分割成内侧准标准尺寸的加工后的晶体和外侧多余的晶体圆环废料,这样大大减少了磨削加工的工作量和砂轮的磨损消耗,大大提高了加工效率,降低了生产成本,并且,由于加工量减少,使加工应力大大减少,有效地解决了现有技术部分晶体加工过程中开裂的问题,提高了经济性。



    技术特征:

    1.一种半导体晶体外圆加工设备,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的一种半导体晶体外圆加工设备,其特征在于:所述驱动装置(17)包括:

    3.根据权利要求1所述的一种半导体晶体外圆加工设备,其特征在于:所述导轨横梁包括:

    4.根据权利要求1所述的一种半导体晶体外圆加工设备,其特征在于:第一立柱(4)设置为圆柱形结构,其导轨横梁(3)可以绕所述第一立柱(4)的轴线做旋转运动,以及沿所述第一立柱(4)的轴线做上下运动。

    5.根据权利要求2所述的一种半导体晶体外圆加工设备,其特征在于:还包括布置于所述底座(1)上方的冷却液槽(6),用于收集冷却晶体和环形磨头(14)的冷却液。

    6.根据权利要求5所述的一种半导体晶体外圆加工设备,其特征在于:所述冷却液槽(6)的下端一侧表面布置有排液口(15),用于将冷却液槽(6)中的冷却液回流到平行设置在底座(1)一侧的冷却液收集盒(16)内。

    7.根据权利要求5所述的一种半导体晶体外圆加工设备,其特征在于:还包括布置于所述冷却液槽(6)内部的工作台(7),用于安装和固定待加工的晶体。


    技术总结
    本技术公开了一种半导体晶体外圆加工设备,属于半导体晶体加工技术领域,包括动力装置,包括驱动装置和旋转轴;导轨横梁,用于安装所述动力装置,并为动力装置提供可滑动的导轨;立柱,用于安装导轨横梁,包括设置于底座一侧的第一立柱和设置于底座另外一侧的第二立柱;大大减少了磨削加工的工作量和砂轮的磨损消耗,大大提高了加工效率,降低了生产成本,并且,由于加工量减少,使加工应力大大减少,有效地解决了现有技术部分晶体加工过程中开裂的问题,提高了经济性。

    技术研发人员:吴智洪,钱春燕,钱春健
    受保护的技术使用者:上海鸷远科技有限公司
    技术研发日:20240306
    技术公布日:2024/10/24
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