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機電系陳順同教授率學生團隊 榮獲精密工具機與智慧化技術專題競賽全國冠軍

國立臺灣師範大學機電工程學系陳順同教授指導學生蔡岳穎、羅平、曾柏豪、楊宇翔，參加第12屆中興大學「精密工具機與智慧化技術」專題實作競賽暨程泰集團「精密工具機與智慧化技術」專題實作獎，以「一種具線上自動放電銳化的碳化矽晶粒分割系統開發」，榮獲研究所組全國第一名，以及最高獎金50萬元。

該實作競賽暨頒獎典禮於2023年10月14日在程泰機械中科廠舉行，由程泰亞崴集團與中興大學暨中部科學園區產學訓協會共同主辦，已進入第12屆，競賽目的在促進我國工具機產業技術與智慧化技術精進、提升創新研究風氣，並鼓勵優秀人才投入此產業，進而提升我國工具機產業在全球的競爭力。該競賽已成為國內外大專院校年度重大盛事，本屆參賽隊伍包括日本名古屋大學、韓國延世大學等日韓頂尖的大學院所，競爭激烈，也已具備機電相關系所的亞洲盃氛圍。

臺師大機電系學生蔡岳穎、曾柏豪、楊宇翔共同研發專題「一種具線上自動放電銳化的碳化矽晶粒分割系統開發」，拿下此項競賽最大獎的研究生組第一名，並由程泰集團楊德華董事長親自頒發50萬獎金及獎牌。

團隊指出，碳化矽具寬能隙且耐高電壓特性，適用於5G與電動載具等高功率及高頻的晶片製作，但其鍵結強度大硬度高，晶片後製程的晶粒分割(Die separation)相當困難。因此提出一種複合式製程技術，先以飛秒脈衝雷射輔助剝蝕對碳化矽晶圓作晶粒劃切，雷射的極短脈衝能量，迫使少許的碳化矽材料被極速剝蝕，鍵結被破壞，強度與硬度降低，使得後續聚晶鑽石輪刀於原劃切路徑的高速研削變得很容易。

實驗結果顯示，晶粒分割過程中，輪刀能以低的研削力移除分割道上的材料，創造出高筆直度且少有邊崩的分割道與高完整性的碳化矽晶粒。藉由線上旋轉放電削銳設計，鈍化的鑽石磨粒，能再度創造出適當深度的屑袋與適度突出的負角切刃，對研削的材料產生壓研力效果，抑制碳化矽表面裂紋發生。

研究證實結合「飛秒脈衝雷射輔助剝蝕」與「聚晶鑽石輪刀研削」的複合式晶粒分割製程技術，比起使用單一的研削加工或單一的雷射切割，除了可避免硬碰硬的高能量研削及加工熱與變質層的影響外，也增加輪刀的使用壽命，並獲得更好的溝崩比，更能獲致高尺寸精度與高幾何精度的晶粒分割品質，實現節能減碳的製程技術特色。（資料來源：機電系／編輯：胡世澤 / 核稿：鄧麗君）