Il carburo di silicio verde (SiC) è ampiamente utilizzato nella lucidatura dei wafer grazie alle sue proprietà uniche, che offrono diversi vantaggi rispetto ad altri materiali abrasivi come l’ossido di alluminio o il diamante. Ecco i principali vantaggi dell’utilizzo del carburo di silicio verde per la lucidatura dei wafer:
1. Elevata durezza (Mohs ~9,3)
Il SiC verde è più duro dell’ossido di alluminio (Mohs ~9) e quasi duro quanto il carburo di boro (Mohs ~9,5), il che lo rende molto efficace per la lucidatura di materiali duri come wafer di silicio, zaffiro e ceramica.
Sebbene non sia duro quanto il diamante (grado Mohs 10), rappresenta un’alternativa conveniente per numerose applicazioni.
2. Particelle abrasive taglienti e angolari
I grani si fratturano facilmente durante la lucidatura, creando nuovi taglienti che mantengono costanti i tassi di rimozione del materiale.
Questa proprietà autoaffilante garantisce un’efficacia abrasiva prolungata.
3. Stabilità chimica e purezza
Il SiC verde viene sintetizzato con elevata purezza (≥99%), riducendo al minimo i rischi di contaminazione nella lavorazione dei wafer semiconduttori.
È chimicamente inerte in molti ambienti di lucidatura, riducendo le reazioni indesiderate con la superficie del wafer.
4. Finitura superficiale controllata
Fornisce un equilibrio tra velocità di rimozione del materiale e levigatezza della superficie, rendendolo adatto sia alle fasi di lucidatura grezza che di lucidatura fine.
Provoca meno danni sotto la superficie rispetto ad abrasivi più grossolani come il SiC nero.
5. Conduttività termica e resistenza al calore
L’elevata conduttività termica aiuta a dissipare il calore durante la lucidatura, riducendo lo stress termico sui wafer.
Stabile alle alte temperature, previene la degradazione durante la lucidatura ad alta velocità.
6. Efficacia in termini di costi
Più convenienti degli abrasivi diamantati, garantiscono comunque prestazioni elevate per molti tipi di wafer (ad esempio silicio, quarzo e vetro).
7. Versatilità nelle applicazioni
Utilizzato per la lucidatura di wafer di silicio monocristallino e policristallino, nonché di materiali non semiconduttori come vetro ottico e ceramica.
Compatibile sia con fanghi abrasivi liberi che con tamponi abrasivi fissi.
Confronto con altri abrasivi
| Proprietà | SiC verde | SiC nero | Allumina (Al₂O₃) | Diamante |
|---|---|---|---|---|
| Durezza (Mohs) | 9.3 | 9.2 | 9.0 | 10 |
| Purezza | Molto alto | Moderare | Alto | Più alto |
| Costo | Moderare | Basso | Basso | Molto alto |
| Miglior caso d’uso | Lucidatura fine | Molatura grossolana | Lucidatura generale | Ultra-precision |
Conclusione
Il carburo di silicio verde è ideale per la lucidatura dei wafer, dove è richiesta una combinazione di durezza, purezza e asportazione controllata del materiale. Colma il divario tra l’allumina, economicamente conveniente, e gli abrasivi diamantati ultra-costosi, rendendolo la scelta preferita per l’industria dei semiconduttori e dell’ottica.