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와이어 소(wire saw)를 이용한 사파이어 웨이퍼 가공

최고관리자　 0 Comments　 1 Views　 20-11-10 15:46　 기계

와이어 소(wire saw)를 이용한 사파이어 웨이퍼 가공

보유기관 및 연구자 : 한국생산기술연구원 김형재

특허정보
와이어소를 이용한 사파이어 잉곳의 절단방법 (No : 10-1064266)

와이어소에 설치되는 웨이퍼지지장치 (No : 10-1064268)

잉곳을 안정적으로 슬라이싱할 수 있도록 구조가 개선된 잉곳 스윙방식의 와이어 쏘 (No : 10-1385663)

잉곳의 스윙 중심축의 정령이 용이하도록 구조가 개선된 잉곳 스윙방식의 와이어 쏘 (No : 10-1385665)
거래조건 : 별도 협의

상담신청 기술문의

TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08
시작품 인증/
표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
  - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
TRL05
시제품 제작/
성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03
연구실 규모의
성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01
기초 이론/
실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

주요기술구성: ▶ 본 기술은 사파이어 잉곳을 회전시킴과 함께 와이어 소(wire saw)에 절입하여 사파이어 웨이퍼를 제조하는 절단방법에 관한 것임
▶ 준비한 사파이어 잉곳의 양측면에 글래스부재 또는 세라믹부재를 부착하는 단계
▶ 부재의 외면이 결정축에 직각인 평면에 대하여 소정각도의 경사진 평면으로 평행하게 그라인딩하는 단계
▶ 잉곳을 고정하되 부착부에 연결된 스핀들의 회전축과 결정축의 방향이 소정각도를 이루도록 하는 단계
▶ 스핀들이 회전됨으로써 잉곳을 절단와이어에 절입시켜 잉곳이 다수의 웨이퍼의 형상으로 절단되는 단계를 포함함

시장동향: ▶ 전 세계 LED 조명 시장은 2017년 521억 3,930만 달러에서 연평균 성장률 9.0%로 증가하여, 2024년에는 950억 4,000만 달러에 이를 것으로 전망됨
▶ 전 세계 태양광 발전 시장은 2020년 766억 달러에서 연평균 성장률 8.1%로 증가하여, 2025년에는 1,131억 달러에 이를 것으로 전망됨

특장점

기존 기술의 문제점: ▶ 사파이어 웨이퍼는 LED 등의 소자 제조에 필수적이며, 단결정으로 제조된 사파이어 잉곳을 주로 아이어 소(wire saw)를 이용하여 절단 가공함
▶ 종래의 방법은 절단와이어가 끊어지면 작업 진행이 불가하고 잉곳과 와이어를 폐기하여야 해서 비용과 시간의 손실이 큼
▶ 회전시킴과 동시에 와이어 절입방식은 경사지는 면이 생성되도록 하지 못함

기존 기술과의 차별성: ▶ 예비작업에 의해 사파이어 잉곳의 양측에 부착된 글래스부재 또는 세라믹부재의 외면이 경사지게 가공됨으로써 사파이어 잉곳이 절단될 경사각이 유지된 상태에서 스핀들에 고정된 상태가 됨
▶ 이를 통해 사파이어 잉곳이 회전하면서 절단와이어에 절입됨으로써 잉곳의 c면에 대하여 소정각도 경사지게 절단시킬 수 있음