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半导体划片刀详解:刀片自身对产品的影响因素
发布时间:2020-12-22 点击数:963


前言

自1958年世界上第一块集成电路成功研制至今已60余年 。在此期间,半导体行业发生了日新月异的变化,从最初的单个晶体管、电阻、电容到功能强大的集成电路—芯片(IC)。芯片由半导体材料与带功能模块的电路组成。各类半导体材料是生产功率器件与集成电路的基石,第一代半导体以硅(Si)、锗(Ge)为代表;第二代半导体以砷化镓(GaAs)等化合物为代表;第三代半导体以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等宽禁带半导体为代表。随着半导体材料的不断发展革新,对如何高效率、高质量加工各类半导体材料也不断提出更高的要求。

 

目前,半导体芯片所加工的方式主要以金刚石划片刀切割为主流。深圳西斯特结合多年在半导体领域的实绩与加工经验,此次在本文着重介绍划片刀本身对加工产品的影响。

 

01

划片刀介绍

划片刀一般由合成树脂、铜、锡、镍等作为结合剂与人造金刚石结合而成,主要分为带轮毂型(硬刀)及不带轮毂整体型(软刀)两大类,适用于加工不同类型材质的芯片及半导体相关材料。在加工产品时,划片刀是如何进行自我再生的呢?一是金刚石颗粒在与产品撞击下,颗粒会断裂,重新形成锋利的棱角,保障其锋利性;二是在切割时原包裹金刚石颗粒的结合剂不断磨耗,在作用力的驱使下,金刚石颗粒脱落,露出下面新的颗粒,使其保障刀片的锋利。

上述的也就是磨具的自锐性,刀片的自锐性是会由金刚石自身品级特性及结合剂体系的不同产生差异性。

 

02

金刚石颗粒大小的影响

1)大颗粒:一是刀口大、移除的碎屑多、产品不容易硅粉堆积沉淀;二是与结合剂的接触面大、可承受阻力大、加工效率高、不易磨耗;三是与产品接触范围大、产生的碎屑及崩缺大、切割品质差。

2)小颗粒:一是与产品接触范围小、产生的碎屑及崩缺小甚至无崩缺;二是刀口小、移除的碎屑少、产品易硅粉沉积;三是与结合剂的接触面小、可承受阻力小、加工效率低、易磨耗。

 

03

刀片结合剂强度影响

1) 高强度结合剂:一是韧性强、不易断刀、使用率高;二是耐磨性强、刀片再生能力弱、产品品质差;三是阻力大、进给速度慢、效率低。

2) 低强度结合剂:一是阻力小、进给速度快、效率高;二是易磨耗、刀片再生能力强、产品品质好;三是韧性弱、易断刀、使用率低。

 

04

颗粒集中度影响

1)高集中度:一是刀口多、移除的碎屑多、产品不易硅粉残留;二是钻石颗粒负载小、切割阻力小、进度速度快、效率高;三是产品刀口小、产生的碎屑小、易冲洗、品质有保障;四是结合剂少、刀片韧性低、易断刀、划伤产品风险。

2)低集中度:一是结合剂多、刀片韧性高、不易断刀;二是刀口少、移除的碎屑少、易硅粉残留;三是钻石颗粒负载大、切割阻力大、进度速度慢、效率低。

 

05

刀片厚度影响

1) 刀片厚:一是刀片震动小、产品品质有保障;二是刀片强度强、不易断刀;三是切割接触面积大、阻力大、产生的碎屑多、进给速度慢、易污染。

2)刀片薄:一是切割接触面积小、阻力小、进给速度快;二是刀片震动小、产品品质有保障;三是刀片强度弱、易断刀。

 

06

刀片长度影响

1)刀片长:一是使用寿命长;二是刀片强度弱、进给速度慢、易断刀;三是震动大、易发生偏摆、切割蛇形。

2)刀片短:一是使用寿命短;二是刀片强度强、进给速度快、不易断刀;三是震动小、不易发生偏摆、品质好。

 

07

磨刀环节影响

磨刀的目的一是为了使刀刃表面的金刚石暴露,二是修正刀片与轮毂、法兰的偏心量。当新刀安装在主轴和法兰上,虽刀片与主轴顶部直接接触,但两者间依然是存在缝隙,这就是刀片的“偏心”,通过磨刀不仅能更好的暴露金刚石,还能修正刀片与刀架“同心”。如刀片在“偏心”的情况下使用,那刀片只有一部分刀片工作,负载过大,易造成逆刀与过载出现,影响产品品质。

 

       从上述几点分析看出,选择不同配方体系的刀片对产品的加工质量与效率有着较大影响。深圳西斯特科技有限公司集电镀轮毂型硬刀、树脂整体型软刀、金属整体型软刀、电镀整体型软刀等一系列刀片设计、研发、生产、销售、应用服务于一身,并能为客户提供整体的磨削系统解决方案,可为业内广大客户群体提供生产所需刀片及技术支持。

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