首先我們來簡單介紹一下人類歷史上的線切割歷史:
公元前2000年:古埃及人用混合了水和沙的繩子切割石頭
公元19世紀:意大利人用纜繩切割大理石
公元20世紀60年代:出現(xiàn)用線的往復(fù)運動來切割水晶片
公元20世紀70年代:利用線的往復(fù)運動來切割1-2英寸的硅片
在上世紀80年代以前,人們在切割超硬材料的時候一般采用涂有金剛石粉的內(nèi)圓切割機進行切割。然而隨著半導(dǎo)體行業(yè)的飛速發(fā)展,人們對已有的生產(chǎn)效率難以滿足,同時由于內(nèi)圓切割的材料損失非常大,在半導(dǎo)體行業(yè)成本的摩爾定律作用下,人們對于降低切割成本、提效率的要求越來越高。多線切割技術(shù)因此而逐步發(fā)展起來。
多線切割的基本原理是通過一根高速運動的鋼線帶動附著在鋼絲上的切割刃料對硅棒進行摩擦,從而將硅棒等硬脆材料一次同時切割為數(shù)千片薄片的一種切割加工方法。多線切割由于其更更小切割損失以及更高精度的優(yōu)勢,對于切割貴重、超硬材料有著巨大的優(yōu)勢,近十年來已取代傳統(tǒng)的內(nèi)圓切割成為硅片切割加工的主要方式。
在2003年以前,多線切割主要滿足于半導(dǎo)體行業(yè)的需求,切割技術(shù)主要掌握在歐、美、日、臺等國家和地區(qū),國內(nèi)半導(dǎo)體業(yè)務(wù)以封裝業(yè)務(wù)為主,上游的晶圓切割技術(shù)遠遠落后于發(fā)達國家和地區(qū),相關(guān)的設(shè)備制造研發(fā)也難有進展。
2003年隨著太陽能光伏行業(yè)的爆發(fā)式增長,國內(nèi)民營企業(yè)的硅片切割業(yè)務(wù)迅速發(fā)展起來。大量引進了瑞士和日本產(chǎn)的數(shù)控多線切割設(shè)備。國內(nèi)設(shè)備制造企業(yè)也看到了這個巨大的商機,紛紛投入資金和人力物力進行技術(shù)研發(fā)。但大多數(shù)都是仍以仿制為主。
2009年開始有一些廠家開始嘗試將在其他行業(yè)比如藍寶石切割使用的金鋼線切割技術(shù)引入到硅片切割領(lǐng)域。