高絕緣碳化矽於線放電切割加工之先期研究

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姓名

陳知昊(Chih-Hao Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系

論文名稱

高絕緣碳化矽於線放電切割加工之先期研究
(Preliminary Study on High Insulation Silicon Carbide in Wire EDM)

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摘要(中)

隨著電動車、5G、新型半導體產業之興起，第三代化合物半導體逐漸在市場上成為眾所矚目的新焦點，其中SiC擁有優良熱傳導性、高電子漂移速度、高擊穿電場強度、化學穩定性及能隙寬度，已成為下一代高頻率、高功率半導體元件中最關鍵的材料之一。但是，由於其高硬度和高化學惰性，碳化矽是最難加工的材料之一，如何有效地獲得光滑、沒有任何損壞的SiC表面，仍然是商用的SiC晶圓製造一個很大的技術瓶頸。本篇論文主要目標為使用高絕緣Semi SiC於煤油中之線放電切割取代傳統鑽石線鋸切割，使用非接觸式的方法能較佳的控制切割表面粗糙度，並且放電加工是以電能熱熔融的方式對材料進行加工，能夠使用較細的線徑控制切口徑，以期能夠降低切割時的材料損失。

摘要(英)

With the rise of electric vehicles, 5G and new semiconductor industries, the third-generation semiconductors have gradually become a new focus in the market. Among them, SiC has excellent thermal conductivity, high electron drift velocity, high disruptive filed intensity and chemical stability. It has become one of the most critical materials in the next generation of high-frequency, high-power semiconductor components. However, due to its high hardness and high chemical inertness, silicon carbide is one of the most difficult materials to process. How to effectively obtain a smooth and no damage SiC surface is still a big technical bottleneck for commercial SiC wafer fabrication. The main goal of this thesis is to replace the traditional diamond wire saw cutting with wire electrical discharge cutting on non-conductive semi SiC in kerosene. The non-contact method can control the cutting surface roughness better. The work piece is thermally melted by electrical discharge energy, and a thinner-diameter wire can be used to control the cutting kerf. The material is processed in this way, in order to reduce the material loss during cutting.

關鍵字(中)

★ 線切割放電加工
★ 碳化矽
★ 輔助電極

關鍵字(英)

★ WEDM
★ SiC
★ assisting electrod

論文目次

摘要 i
Abstract ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 ix
一、緒論 1
1-1 研究背景與動機 1
1-2 文獻回顧 2
1-3 文章架構 5
二、線放電切割技術 6
2-1 導電材料線放電切割原理 6
2-2 高絕緣材料線放電切割原理 7
三、實驗規劃 9
3-1 實驗流程 9
3-2 試片製備流程 9
3-3 實驗設備介紹 11
3-4 實驗材料介紹 17
3-5 實驗環境 20
3-6 實驗參數 21
四、實驗結果 25
4-1 輔助電極實驗結果 25
4-1-1 輔助電極對Semi SiC加工結果 25
4-1-2 導電銀膠厚度對Semi SiC切割之影響 26
4-2 Semi SiC於線放電加工實驗結果 27
4-2-1 油泵系統運用對切槽加工之影響 28
4-2-2 交流電與直流電對切槽加工之影響 29
4-2-3 開路電壓對切槽加工之影響 30
4-2-4 伺服參考電壓對切槽加工之影響 34
4-2-5 最佳參數實驗結果 39
4-3 較厚Semi SiC於線放電加工實驗結果 41
4-3-1 雙層Semi SiC線放電切割結果 41
4-3-2 厚Semi SiC線放電切割結果 43
五、結論與未來展望 46
5-1 結論 46
5-2 未來展望 47
六、參考文獻 49

參考文獻

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指導教授

董必正(Pi-Chen Tung)

審核日期

2022-8-31

推文