[发明专利]超声切割设备

说明书

本发明公开了一种超声切割设备，包括机架、转轴、无接触能源供应系统、超声发生器、主轴、刀架以及刀片，所述无接触能源供应系统包括电能接收端以及电能发射端，所述电能发射端内设有发射线圈，所述电能接收端内设有接收线圈。本发明属于半导体切割设备技术领域，具体是提供了一种切割效率高，可以减少切割时的附加压力，减少刀片磨损，使得刀片寿命长，散热需求低，震动对其它设备影响小，减少芯片切割缺陷的产生，提高芯片切割良率，且运行稳定的超声切割设备。

技术领域

本发明属于半导体切割设备技术领域，具体是指一种超声切割设备。

背景技术

自1960年代起，以硅为标志的第一代半导体材料一直是半导体行业产品中使用最多的材料，由于其在通常条件下具备良好的稳定性，硅衬底一直被广泛使用于集成电路芯片领域；但硅衬底在光电应用领域、高频高功率应用领域中存在材料性能不足的缺点，因此以光通讯为代表的行业开始使用GaAs和、InP等二代半导体材料作为器件衬底。

以SiC和GaN为代表的宽禁带宽度材料(Eg≥2.3eV)则被称之为第三代半导体材料。除了宽禁带宽度的特点，第三代半导体的主要特点在于高击穿电压、高热传导率、高饱和电子浓度以及高耐辐射能力，这些特性决定了第三代半导体材料在众多严酷环境中也能正常工作。SiC作为第三代半导体中的代表材料，可以应用于各种领域的高电压环境中，包括汽车、能源、运输、消费类电子等。

由于碳化硅自然界中拥有多态，例如3C-SiC，4H-SiC，6H-SiC等，其中六方晶系的碳化硅理论上有无数种多态可能性。目前行业内选用的碳化硅多态为4H-SiC。为了获得想要的低缺陷4H-SiC，SiC晶圆通常需要以4°偏轴在种子晶格上进行晶锭生长。因此，在切割垂直晶圆平边的方向时，裂纹会与C面轴向产生4°偏角。使用激光切割设备进行切割时，4°的偏角会使材料裂开变得困难，从而使得最终该方向产生严重崩边和切割痕迹蜿蜒。

由于SiC的莫氏硬度达到了9以上，需要选用相对昂贵的金刚石材质作为刀轮，且刀轮耗材的使用寿命也大大减小。正因为SiC拥有较高的机械强度，使得刀轮耗材的成本更高、切割效率极低。

且现有半导体切割设备切割粉尘附着而变钝，同时由于摩擦产生大量的热量，对切割系统的散热需求高，进刀速度受到散热的限制。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种切割效率高，可以减少切割时的附加压力，减少刀片磨损，使得刀片寿命长，散热需求低，震动对其它设备影响小，减少芯片切割缺陷的产生，提高芯片切割良率，且运行稳定的超声切割设备。

本发明采取的技术方案如下：本发明一种超声切割设备，包括机架、转轴、无接触能源供应系统、超声发生器、主轴、刀架以及刀片，所述转轴转动设于机架上，所述无接触能源供应系统设于转轴一端，所述超声发生器设于无接触能源供应系统远离转轴一端，所述主轴设于超声发生器远离无接触能源供应系统一端，所述刀架设于主轴远离超声发生器一端，所述刀片设于刀架外侧。

进一步地，所述无接触能源供应系统包括电能接收端以及电能发射端，所述电能发射端设于转轴外侧，所述电能发射端设于机架上，所述电能接收端设于转轴靠近电能发射端一端，所述电能接收端设于超声发生器靠近电能发射端一端。

进一步地，所述电能发射端内设有发射线圈，所述电能接收端内设有接收线圈。

进一步地，所述超声发生器与电能接收端电性连接。

进一步地，所述超声发生器为PMN-PT超声发生器。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：本方案一种超声切割设备，因为超声发生器的设置使得切割效率高，刀片寿命长，散热需求低，因为无接触能源供应系统的设置，使得震动对其它设备影响小，运行稳定。

附图说明

图1为本发明一种超声切割设备的整体结构示意图。