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晶圆切割四要素!
发布时间:2022-10-21 点击数:1386

晶圆切割工艺说明:主轴、水源、刀具、承片台、晶圆切割四要素!

切割机以强磨削为切割机制,空气静压电主轴为执行元件,以每分钟30000至60000的速度划定切割晶圆的切割区域。承载晶圆的工作台沿着叶片与晶圆接触点之间的切割线方向以一定速度直线移动,从而分割出每个具有独立电气功能的芯片。在这个过程中,水源被冷却和保护。晶圆切割四要素,联动工作缺一不可。原理很简单,精细的工作不是那么容易做。

要素一,主轴

砂轮划片机主轴采用空气静压支撑的电主轴。目前使用的主轴有直流主轴和交流主轴两种。

直流主轴

①为了提高冷却效果,采用轴向强制通风冷却或热管冷却。

②恒转矩范围低于基本速度,恒功率范围高于基本速度。

③晶体管脉宽调制调速系统主要用于调速。通常会配备检测元件进行反馈。

交流主轴

①三相异步电动机专门设计。

②与直流主轴电机类似,基本速度以下为恒定转矩区,基本速度以上为恒定功率区。当速度超过一定值时,功率速度特性曲线向下倾斜。

③速度控制采用矢量控制方法。

由于结构上的差异,直流主轴的速度控制精度较高(通过反馈补偿速度),主轴工作时振动小,切割效果好,但扭矩小于相同功率的交流主轴,切割力不足。直流主轴切割领域主要针对硅晶圆、砷化镓、氧化物晶圆等。

交流主轴扭矩大,振动大,主要针对LED硬质、低精度的产品,如基板、生陶瓷、新型电子包装等。

水源要素二

主轴冷却水和切割冷却水是划片机使用的两种水源。

主轴冷却水

顾名思义,主轴冷却水的主要功能是冷却和保护主轴,并在主轴内循环。必须使用去离子水,否则会堵塞主轴内部。冷却水温度应恒定为室温,并可配备恒温水箱。否则,刀痕在切割过程中容易发生偏移。空气主轴是一个关键部件,需要定期检查主轴水一般为6个月),以防止水垢堵塞管道,损坏主轴电机。

划切冷却水

切割冷却水,主要采用去离子水,可根据产品需要添加二氧化碳气体等特殊附件,以改变水质电阻值。

要素三,承片台

陶瓷微孔吸盘

优点:吸力均匀,适用于吸附带膜,产品较薄,不伤片,可减少背部塌陷现象,形成较好的划切效果。

缺点:表面需要完全覆盖,否则吸力不足,对于较小的工件,蓝膜浪费严重。此外,微孔容易堵塞,不适合粉尘较多的加工环境。

要素四,刀具

每种类型的刀具都有不同的尺寸、厚度、磨粒尺寸(筛号)、粘合剂、浓度、刃口形状等;根据安装方法,可分为软刀和硬刀。

软刀

软刀需要用法兰固定。其优点是刀具暴露量大,可加工较厚的产品,可通过更换法兰连续使用,性价比高。但是,采用这种固定方法后,刀具需要研磨才能达到真正的圆形效果,刀具与法兰的接触部分会有轻微的跳动,切割效果不好。

硬刀

硬刀通过高温高压将刀体固定在特殊法兰上,出厂时可确认为真圆。由于刀体与法兰的融合,可以加工高档产品,但生产方式决定了刀片的暴露量不能太大。通常,这种刀片的暴露量为0.30~1.15mm较小或较大的暴露量需要特殊定制。硬刀不能加工较厚的产品,这方面有局限性。

刀具选择的基本原则:即材料越硬,刀体材料越软,材料越软,刀体材料越硬。

例如,硬脆材料选择的刀具越硬,就会出现背塌、背裂现象。

选择合适的刀体粘结度、材料软硬度、浓度、金刚砂颗粒尺寸等。根据塌边的要求和材料性能。

砂轮切割机可以切割的材料很多,不同性能的材料切割工艺不同,每个参数都可以与切割的质量和效率有关。因此,在切割前分析所有因素,选择准确的叶片是一个非常重要的步骤。