Brevet FR2046967A1 — publié le 19710312

i 2046967 La présente invention est relative à un procédé pour détacher une pièce d'un cristal en forme de plaquette et à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Dans les appareils industriels ainsi que dans 5 les ustensiles non industriels, tels que les ustensiles de cuisiné, on a besoin d'utiliser de plus en plus des composants semi-conducteurs dont la puissance est relativement faible et dont les dimensions peuvent pas conséquent être relativement petites. 10 L'utilisation de ces composants semi-conducteurs de petite surface dans les. ustensiles électriques d'une part, et leur nombre élevé nécessaire d'autre part, exigent des procédés de fabrication en série particulièrement économiques. Ces procédés de fabrication doivent cependant être tels que les propriétés 15 électriques des composants semi-conducteurs obtenus en soient influencées aussi peu que possible. Les propriétés électriques d'un composant semiconducteur peuvent être particulièrement influencées par la séparation de ce composant à partir d'une plaquette initiale de 20 grande surface comportant une succession de plusieurs zones de conductivité alternée parallèles aux surfaces principales de cette plaquette. Lors de la séparation des composants semiconducteurs par sciage ou rupture, il se produit a la surface de séparation des détériorations trop profondes de la structure 25 cristalline qui court-circuitent pratiquement les jonctions pn apparaissant à la surface de séparation de sorte qu'elles ne possèdent plus aucune aptitude au blocage. Il est vrai que l'on peut éliminer, à l'aide d'une attaque chimique, les couches cristallines endommagées à la surface des composants semi-conducteurs 30 séparés, mais il.est nécessaire d'utiliser pour -cela des agents de corrosion acides, par exemple un mélange d'acide fluorhydrique et d'acide nitrique, ainsi que des durées importantes, de sorte que les électrodes métalliques de contact se trouvant sur le composant semi-conducteur sont également attaquées par l'agent 3> de corrosion. Conformément a l'invention, cet inconvénient est éliminé grâce au fait que le cristal en forme de plaquette est appliqué par une de ses surfaces principales sur une grille qui présente une rainure sur la surface d'application pour le cristal 40 en forme de plaquette, que la pièce est détachée du cristal en 70 22770 2 2046967 forme de plaquette par projection d'un jet de sable sortant d'une tuyère sur l'autre surface principale de la plaquette et par un déplacement relatif continu de la grille et de la tuyère le long de ladite rainure, le sable étant évacué par aspiration 5 hors de cette dernière. Les détériorations du cristal sur la surface de coupe des pièces détachées du cristal en forme de plaquette sont extrêmement faibles et peuvent être éliminées en un temps très court à l'aide d'agents de corrosion alcalins qui n'atta-10 quent pas les électrodes métalliques se trouvant sur les pièces, de sorte que l'aptitude au blocage des jonctions pn apparaissant sur les surfaces de séparation est intégralement maintenue. De plus, on obtient des coupes à contour net de la plaquette de cristal et les arêtes des pièces détachées ne sont pas ébréchées. 15 Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention présente avantageusement une grille qui est munie sur la surface d'application pour la plaquette de cristal, de deux séries de rainures parallèles croisées et qui est constituée par un paquet de peignes métalliques de mime 20 surface qui est fortement serré dans un cadre. Une grille particulièrement facile à réaliser peut être constituée par un bloc métallique présentant sur la surface d'application pour la plaquette de cristal deux séries de fentes parallèles croisées et sur sa face inférieure des perçages d'évacuation débouchant 25 dans ces fentes. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé deux formes de réalisation d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. La figure 1 est une vue en élévation d'un dispositif 30 pour détacher des pièces d'un cristal en forme de plaquette. La figure 2 est une vue en perspective de la grille de la figure 1. La figure 3 est une vue à plus grande échelle en plan d'une partie de la surface d'appui de la plaquette de la 35 grille de la figure2. La figure 4 est une coupe élévation de la grille de la figure 2. La figure 5 représente en perspective une autre forme de réalisation de la grille pour le dispositif de la 40 figure 1. 70 22770 3 2046967 La figure 6 est une vue en élévation avec coupe partielle de la grille de la figure 5. Le dispositif représenté en figure 1 comporte un sccle 2 muni d'une ouverture 3 à laquelle est raccordé par en-5 dessous un tuyau d'aspiration 4 qui est relié à un dispositif d'aspiration non représenté. Sur le socle 2 est disposée au-dessus de l'ouverture d'aspiration 3, une grille 5. Cette grille est fixée sur le socle 2 par deux pièces 7 en forme d*équerres disposées en face l'une de l'autre et s'engageant dans des évi-10 deménts 6 ménagés sur-deux faces opposées de la grille, ces équerres étant vissées sur le socle. Les évidements 6 permettent une fixation réglable de la grille 5 sur le socle 2. Sur la surface d'application 8 de la grille 5 qui est avantageusement "rendue plane par rodage, sont posées par 15 leurs surfaces principales quatre plaquettes de cristal en forme de disque 9 représentées pour plus de clarté en trait mixte. Ces cristaux 9 en forme de disques peuvent de préférence être solidement collés par une colle cellulosique sur la surface • d'application rendue légèrement rugueuse par rodage. Les disques 20 9 peuvent être par exemple des disques de silicium comportant sur leurs surfaces principales des revêtements métalliques et contenant une succession de zone^s de conductivités alternées parallèles aux surfaces principales. Le dispositif de la figure 1 a pour but de réaliser à partir de ces disques de silicium 9 25 un grand nombre de petits composants en silicium. Au-dessus du socle est montée une soufflerie de "sable 10 dirigée verticalement vers la surface d'application 8 de la grille et munie d'une tuyère 11 qui a de préférence une ouvertdre de sortie en forme de fente. Cette soufflerie de 30 sable est fixée de façon réglable sur une tige-supoort horizontale 12 et comporte une tuyauterie d'alimentation 14. La tige est à son tour fixée d'une façon réglable dans une pièce-support 13. La pièce 13 peut être déplacée aussi bien dans le sens de la flèche F dans le plan de la figure que perpendiculairement à ce 35 plan, parallèlement à la surface d'application de la grille.8. Comme le montrent les figures 2 et 3, la grille 5 est constituée par un cadre 5a. dans lequel est solidement serré un paquet de peignes métalliques 15 de mêmes surfaces. Les sommets des dents de ces peignes métalliques 15 forment dans leur 40 ensemble la surface d'application 8 de la grille 5 sur laquelle 70 22770 4 2046967 sont appliqués les cristaux 9 en forme de disques. Le socle 2 est monté de façon à pouvoir osciller dans un plan parallèle à la surface d'appui 8. Il comporte sur sa périphérie un têton 17 dont les possibilités de déplacement 5 sont limitées par. deux blocs de butée disposés de façon que le support puisse tourner aux maximum d'un angle de 90°. La figure 4 représente une coupe de la grille 5 et du socle 2 suivant les lignes en trait mixte A-B et B-C de la figure 2. 10 Comme visible sur la coupe A-B, le-s- piècesd'écarte- ment 16 en forme de barrettes sontidis posées des deux côtés de la grille entre chaque paire de peignes 15. On forme ainsi des rainures 21 parallèles aux peignes dans la surface d'application 8. Comme visible dans la coupe B-C, des rainures 24 perpendi-15 culaires aux peignes 15 sont formées par les intervalles séparant les dents des peignes. Après collage des cristaux en forme de disques 9 sur la surface d'application 8 de la grille 5, l'ouverture de la tuyère 11 de la soufflerie de sable 10 est amenée au-dessus 20 d'une rainure 21 et entraînée par déplacement de la pièce-support 13 à vitesse constante à partir du cadre 5a. dans le sens de le flèche F. Le jet de sable produit dans deux des disques 9 une coupure de séparation située au-dessus de la rainure 21. Le sable provenant du jet est aspiré au-dessous de la grille 5 de la 25 rainure 21 par l'ouverture 3. On évite ainsi un rebondissement du sable et la formation de poussières. Après exécution de la coupure de séparation au-dessus de la rainure 21, le support 13 est déplacé perpendiculairement au plan de la figure 1, c'est-à-dire suivant la flèche 30 F' de la figure 2 de façon que l'ouverture de la tuyère 11 se place au-dessus d'une autre rainure 21. Après cela la pièce 13 et la soufflerie 10 sont à nouveau déplacées à vitesse constante depuis le cadre 5a. de la grille 5 dans le sens de la flèche F le long de cette autre rainure 21 et on exécute ainsi une 35 deuxième coupure de séparation à travers deux cristaux en forme de disques 9. Après exécution dans les disques 9 des coupures de séparation situées au-dessus des rainures 21 parallèles entre elles, le socle est tourné de 90°. On exécute ensuite à 40 travers les cristaux en forme de disques 9 des coupures de 70 22770 5 2046967 séparation le long des rainures 24 de la surface d'appui de la grille qui sont perpendiculaires aux rainures 21 de la même façon qu'on l'avait fait précédemment le long de ces dernières. Ensuite, les petites pièces de silicium provenant de la sépara-5 tion des disques 9 sont détachées de la surface d'application 8-de la grille 5 par exemple avec de l'acétone. Si les cristaux en forme de disques 9 ont une épaisseur de silicium de 0;3 mm et s'ils présentent sur leurs deux surfaces principales une couche de nickel d'une épaisseur de 10 3 à 5^x, une vitesse de coupe de 3 à 5 cm par minute s'avère convenable. La largeur de la coupure est avantageusement de 0,2 mm. Cette largeur de la coupure est obtenue avec une tuyère 11 ayant une ouverture en forme de fente de 0,15 mm de largeur. La largeur des rainures 21 et/ou 24 de la grille est avantageu-15 sement deux à trois fois plus grande que la largeur de l'ouverture en forme de fente de la tuyère 11. Le sable utilisé à une granulométrie de 10 à 30^, de préférence 20^*-. Après leur séparation des disques de silicium 9, les petites pièces de silicium déjà munies d'électrodes planes^sont " 20 attaquées pendant 1 à 2 minutes dans une solution aqueuse de KOH ou de NaOH. Les détériorations de la structure cristalline provoquées par les jets de sable à la surface de ces pièces de silicium sont si peu importantes que la structure cristalline endommagée est enlevée en totalité et l'on obtient une aptitude 25 entière au blocage des jonctions pn appax^aissant sur les surfaces de coupe sans que les électrodes métalliques subissent une détérioration quelconque. La soufflerie 10 peut comporter également plusieurs tuyères disposées les unes à côté des autres de sorte que 30 plusieurs coupures de séparation parallèles peuvent être exécutées simultanément à travers les plaquettes en forme de disques de cirstaux 9. Dans la deuxième forme de réalisation représentée en figure 5 la grille est constituée par un bloc métallique qua-35 drangulaire 31 qui présente deux séries de rainures parallèles croisées 32 et 33 sur la surface destinée à supporter les éléments semi-conducteurs 9 en forme de disques. Par ailleurs les mêmes organes sont désignés par les mêmes chiffres de référence qu'en figure 2. 40 Ainsi qu'il ressort de la coupe D-D de la figure 6, 70 22770 6 2046967 ces rainures parallèles croisées 32, 33 ont une profondeur atteignant a peu près la moitié de la hauteur du bloc métallique 31. La partie inférieure de ce bloc est munie de perçages d'aspiration 34 qui sont disposés de préférence exactement au-dessous 5 des points de croisement des rainures parallèles croisées 32 et 33 occupant la partie supérieure du bloc métallique 31. La grille 31 des figures 5 et 6 peut être fixée sur le socle 2, exactement de la même façon que la grille 5 de la figure 2, au-dessus de l'ouverture d'aspiration 3. 70 22770 7 2046967 - REVENDICATIONS - 1. Procédé pour détacher une pièce d'un cristal en forme de plaquette, caractérisé par le fait que le cristal en forme de plaquette est appliqué par une de ses surfaces 5 principales sur une grille qui présente, une rainure sur la surface d'application pour le cristal en forme de plaquette, que la pièce est détachée du cristal en forme dé plaquette par projection d'un jet de' sable sortant d'une tuyère sur l'autre surface principale de la plaquette et par un déplacement relatif 10 continu de la grille et de la tuyère le long de ladite rainure, le sable étant évacué par aspiration hors de cette dernière. 2. Dispositif pour la-mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la grille est munie sur la surface d'application du cristal en forme de 15 plaquette de deux séries croisées de fentes parallèles et constituée par un paquet de peignes de mêmes surfaces munie de pièces d'écartement entre les peignes de chaque paire, ce paquet de peignes étant solidement serré dans un cadre. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé 20 suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la grille est constituée par un bloc métallique qui présente sur sa surface d'application pour les plaquettes de cristal deux séries croisées de rainures parallèles et que dans sa partie inférieure sont prévus des perçages d'aspiration débouchant 25 dans lesdites rainures. 4. Dispositif suivant l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que la grille est disposée sur un socle qui peut osciller dans un plan parallèle à la surface d'appui des cristaux en forme de*plaquette. 30 5. Dispositif suivant l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que la grille est montée sur un socle au-dessus d'une ouverture ménagée dans celui-ci et raccordée à un dispositif d'aspiration.