　　碳化硅（SiC）是一种具有很强商业性的半导体材料，也是第三代半导体产业发展的重要基础材料，属于满足国家战略需求并符合国民经济建设发展所需要的关键材料。但碳化硅晶体具有高硬、高脆、耐磨性好、化学性质极其稳定的特点，这使得碳化硅晶片加工变得非常困难。今天的文章我们主要讲碳化硅晶片的加工，目前利用金刚石砂轮磨削加工碳化硅是应用较为广泛的一种加工方法。

　　碳化硅晶片的加工，按照其加工顺序，主要经历以下几个过程：切割、研磨、粗抛和超精密抛光四个步骤。

　　第一步：切割

　　切割是将SiC晶片沿着一定的方向切割成薄片的过程。将SiC晶片切成翘曲度小，厚度均匀的晶片，目前常规的切割方式是多线砂浆切割。

　　第二步：研磨

　　研磨工艺是去除切割过程中造成碳化硅表面刀纹以及表面损伤层，修复切割产生的变形。由于SiC的高硬度，研磨过程中必须使用高硬度的磨料（如立方碳化硼或金刚石）研磨SiC切片的表面。

　　常规的研磨工艺一般分为粗磨和精磨。

　　粗磨：主要是去除切割造成的刀痕以及切割引起的变质层，使用粒径较大的磨粒，提高加工效率。

　　精磨：主要是去除粗磨留下的表面损伤层，改善表面光洁度，并控制表面面形和晶片的厚度，利于后续的抛光，因此使用粒径较细的磨粒研磨。

　　第三步：粗抛

　　粗抛主要采用机械抛光方式，采用更小粒径的硬磨料，如金刚石砂轮对晶片表面进行修整。用来去除研磨过程的残留应力层和机械损伤层，提高表面平面度及表面质量，高效地完成材料去除，为后续的超精密抛光奠定基础。

　　第四步：超精密抛光

　　经传统粗抛工艺，使用微小粒径的金刚石砂轮对碳化硅晶片进行机械抛光加工后，晶片表面的平面度大幅改善，但加工表面存在很多划痕，且有较深的残留应力层和机械损伤层。为进一步提高晶片的表面质量，改善表面粗糙度及平整度，使其表面质量特征参数符合后序加工中的精度要求，超精密抛光是碳化硅表面加工工序中非常关键的一个环节，超精密抛光技术我就不一一介绍了，今天我们主要介绍如何来选择金刚石砂轮来磨削碳化硅。

　　金刚石砂轮主要以金刚石为主要磨料，再由结合剂结合成形，结合剂大致分为四种：陶瓷、金属、树脂、电镀。

　　可以根据研磨需要来选择不同结合剂的金刚石砂轮，下面是不同结合剂砂轮的优缺点。

　　1、树脂结合剂金刚石砂轮结合强度弱，因此磨削时自锐性能好，不易堵塞、磨削效率高、磨削力小、磨削温度低，缺点是耐磨性较差、磨具损耗大，不适合重负荷磨削。

　　2、陶瓷结合剂金刚石砂轮耐磨性及结合强度优于树脂结合剂，切削锋利、磨削效率高、不易发热及堵塞、热膨胀小、容易控制精度、缺点是磨削表面较粗、成本较高。

　　3、金属结合剂金刚石砂轮结合强度高、耐磨性好、磨损低、寿命长、磨削成本低、能承受较大负荷，但自锐性差，易堵塞。

4、电镀结合剂砂轮主要用于制造各种不同形状和规格，可以制备复杂形状磨具，缺点就是不耐磨。

　　5、磨料粒度对砂轮堵塞及切削量有一定影响，粗砂粒与细砂粒相比，切入深度大、磨粒切刃磨损增大，反之砂轮易于堵塞。

　　6、砂轮硬度对堵塞影响较大，硬度高的砂轮导热系数高，不利于表面散热，有利于提高加工精度及耐用度。

　　6砂轮浓度选择是重要因素，它对磨削效率及加工成本有很大影响，浓度过低影响效率，反之磨粒易脱落。

　　金刚石砂轮可用作磨削、抛光、研磨切削等用途。金刚石砂轮不但效率高、精度高，而且磨削后工件表面粗糙度好、砂轮消耗少、使用寿命长，同时磨削时也不会产生大量粉尘，改善的工作条件。

　　金刚石砂轮的用途：用于普通砂轮难以加工的低铁含量的金属和非金属硬脆性材料，如：硬质合金、玛瑙宝石、半导体材料、碳化硅晶体，玻璃、高铝陶瓷、石材等。

　　湖南兴大新材料有限公司可根据客户要求设计和生产各种非标金刚石砂轮，主要有端面磨金刚石砂轮，外圆磨金刚石砂轮，金刚石抛光盘，磨球面金刚石砂轮，内圆磨金刚石砂轮等。