Lexique de la découpe des plaquettes de silicium : français, allemand, anglais
La documentation sur la découpe des plaquettes de silicium est surtout rédigée en anglais, et une bonne part de la littérature sur les boues de sciage et le carbure de silicium l'est en allemand. Ce lexique donne, pour chaque notion, le terme français, ses équivalents allemand et anglais et une définition courte. Il sert aussi de clé de lecture pour les éditions allemande et anglaise de Kerf & Korn.
Du lingot à la plaquette
- Lingot · Block, Ingot · ingot
- Le cristal de silicium tel qu'il sort du four : cylindre tiré par le procédé Czochralski pour le monocristallin, gros bloc solidifié en creuset pour le multicristallin.
- Brique · Säule, Brick · brick
- Le lingot équarri et découpé en barres de section carrée ou pseudo-carrée, prêtes à être collées sur un support et sciées. L'étape est décrite dans l'article allemand Vor dem Sägen: vom Ingot zum Brick.
- Plaquette, tranche · Wafer, Scheibe · wafer
- La fine lamelle de silicium sur laquelle on fabrique une cellule solaire ou des puces. En français, « wafer » est aussi d'usage courant dans les ateliers.
- Monocristallin, multicristallin · monokristallin, multikristallin · monocrystalline, multicrystalline
- Un seul cristal sans joint de grains, ou un assemblage de grains visibles à l'œil nu. On dit aussi « polycristallin » pour le second, surtout dans le commerce.
La scie et son fil
- Scie à fils multiples, scie multifil · Mehrdrahtsäge · multi-wire saw
- Machine où un seul fil, enroulé des centaines de fois autour de cylindres rainurés, forme une nappe qui découpe la brique en un grand nombre de plaquettes à la fois. Principe détaillé en allemand dans Mehrdrahtsägen: das Prinzip et en anglais dans How multi-wire sawing works.
- Nappe de fils · Drahtfeld · wire web
- L'ensemble des brins parallèles tendus entre les cylindres, au contact de la pièce.
- Cylindre guide-fil · Führungsrolle · wire guide
- Cylindre revêtu et rainuré dont le pas des rainures fixe l'écartement des brins, donc l'épaisseur des plaquettes plus celle du trait de scie.
- Abrasif libre · lose Körnung, Slurry-Verfahren · loose abrasive, slurry sawing
- Procédé historique : un fil d'acier nu entraîne une suspension de grains de carbure de silicium qui, en roulant et en s'enfonçant, enlève la matière.
- Fil diamanté · Diamantdraht · diamond wire
- Fil d'acier sur lequel des grains de diamant sont fixés, souvent par un dépôt électrolytique de nickel, parfois par une résine. L'abrasif est lié au fil ; le liquide ne sert plus qu'à refroidir et à évacuer les débris. Voir Der Umstieg auf Diamantdraht.
- Trait de scie, perte de découpe · Schnittfuge, Sägeverlust · kerf, kerf loss
- La largeur de matière enlevée par le fil à chaque coupe, et le silicium ainsi transformé en poudre. Plus le fil est fin, plus la perte diminue. C'est le « Kerf » du nom Kerf & Korn.
- Strie de sciage · Sägeriefe · saw mark
- Rayure visible à la surface de la plaquette, souvent due à un grain trop gros ou à une alimentation irrégulière en abrasif.
- Profondeur d'endommagement · Schädigungstiefe · subsurface damage
- Épaisseur de la couche fissurée sous la surface sciée, qu'il faut retirer ensuite par gravure ou polissage.
- Variation totale d'épaisseur · Dickenschwankung · total thickness variation (TTV)
- Écart entre la plus grande et la plus petite épaisseur mesurées sur une même plaquette ; un indicateur de qualité de la découpe.
La boue de sciage
- Boue de sciage, suspension abrasive · Sägeslurry, Sägeschlamm · sawing slurry
- Mélange de grains de carbure de silicium et d'un liquide porteur, souvent du polyéthylèneglycol, utilisé dans le sciage à abrasif libre. Usagée, elle contient aussi du silicium et du fer arrachés au fil. Composition détaillée en allemand dans Woraus eine Sägeslurry besteht.
- Glycol, PEG · Glykol, Polyethylenglykol · glycol, polyethylene glycol
- Le liquide porteur : il maintient les grains en suspension, lubrifie et évacue la chaleur.
- Grain abrasif · Schleifkorn, Korn · abrasive grain, grit
- Le « Korn » du nom de cette publication : chaque particule de carbure de silicium qui travaille sous le fil.
- Granulométrie, classe granulométrique · Körnung · grit size
- La taille des grains, définie par des normes (FEPA en Europe, JIS au Japon) avec des désignations comme F500 ou F600. Voir Körnungsnormen: FEPA, ISO, JIS.
- Régénération, retraitement · Aufbereitung, Rückgewinnung · reprocessing, recovery
- Séparation de la boue usagée pour réutiliser le grain encore bon et le glycol. Les étapes sont décrites en anglais dans Slurry reprocessing, step by step.
- Hydrocyclone · Hydrozyklon · hydrocyclone
- Appareil sans pièce mobile qui sépare les particules par la force centrifuge d'un écoulement en spirale : les grosses sortent par le bas (Unterlauf, sousverse), les fines par le haut (Oberlauf, surverse).
- Décanteuse centrifuge · Dekanter · decanter centrifuge
- Centrifugeuse à vis qui sépare en continu le solide du liquide.
- Filtre-presse · Filterpresse · filter press
- Empilement de plaques filtrantes qui retient le solide sous forme de gâteau et laisse passer le liquide.
- Classification granulométrique · Klassieren · classification
- Tri des grains par taille, pour éliminer les fines usées et garder la fraction encore utile.
Le carbure de silicium
- Carbure de silicium (SiC) · Siliciumcarbid · silicon carbide
- Composé très dur de silicium et de carbone, utilisé comme abrasif et, sous forme de monocristal, comme semi-conducteur pour l'électronique de puissance. À ne pas confondre avec le silicium lui-même.
- Procédé Acheson · Acheson-Verfahren · Acheson process
- Fabrication industrielle du SiC dans un four à résistance, à partir de sable siliceux et de coke. Voir Siliciumcarbid und das Acheson-Verfahren.
- SiC vert, SiC noir · grünes, schwarzes SiC (GC, C) · green, black SiC
- Les deux grandes qualités commerciales d'abrasif SiC. Les catalogues japonais les abrègent GC (vert) et C (noir), suivis d'un numéro de grain, par exemple « GC#1000 ».
- Polytype · Polytyp · polytype
- Les différentes façons d'empiler les couches atomiques du SiC ; l'électronique de puissance utilise surtout le polytype 4H.
Lire un texte technique allemand
L'allemand technique construit ses termes par composition : on lit le mot de droite à gauche. Sägeverlust, c'est la perte (Verlust) du sciage (Säge) ; Siliciumrückgewinnung, la récupération (Rückgewinnung) du silicium ; Mehrdrahtsäge, la scie (Säge) à plusieurs (mehr) fils (Draht). Les noms prennent toujours une majuscule, ce qui aide à repérer les termes dans une phrase.
Pour approfondir une notion, le glossaire allemand de Kerf & Korn donne des définitions plus longues, avec renvois aux articles. Pour une présentation générale et illustrée de la découpe des plaquettes en anglais, le site pédagogique PV Manufacturing de l'université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW) est une bonne porte d'entrée.
Côté fin de vie, deux articles en français prolongent ce lexique : que récupère-t-on d'un panneau photovoltaïque usagé ? et qui reprend les panneaux solaires usagés, et qui paie.