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技術文章

晶圓劃片機解決方案

閱讀:662          發布時間:2021-9-14

方案概述

方案推薦 刀片劃片 原理 激光劃片

  在晶圓劃片行業,主要有兩種切割工藝,一個是傳統的刀片切割,另一個新型的現代工藝激光劃片。下面,將通過對比兩種切割工藝,證明激光劃片的優勢。

刀片劃片

  的晶圓是用劃片系統進行劃片(切割)的,現在這種方法仍然占據了世界芯片切割市場的較大份額,特別是在非集成電路晶圓劃片領域。金剛石鋸片(砂輪)劃片方法是目前常見的晶圓劃片方法。原理:當工作物是屬于硬、脆的材質,鉆石顆粒會以撞擊(Fracturing)的方式,將工作物敲碎,再利用刀口將粉末移除。

 

存在的問題

● 刀片劃片直接作用于晶圓表面,在晶體內部產生損傷,容易產生晶圓崩邊及晶片破損;

 刀片具有一定的厚度,導致刀具的劃片線寬較大;

● 耗材大,刀片需每半個月更換一次;

● 環境污染大,切割后的硅粉水難處理。


激光劃片

  由于激光在聚焦上的優點, 聚焦點可小到亞微米數量級, 從而對晶圓的微處理更具優勢, 可以進行小部件的加工。即使在不高的脈沖能量水平下, 也能得到較高的能量密度, 有效地進行材料加工。激光劃片屬于非接觸式加工,可以避免出現芯片破碎和其它損壞現象。

 

加工優勢
 韻騰激光劃片采用的高光束質量的光纖激光器對芯片的電性影響小,可提高的劃片成品率;
 激光劃片速度快,高達150mm/s;
 激光可以對不同厚度的晶圓進行作業,具有更好的兼容性和通用性;
● 激光可以切割一些較復雜的晶圓芯片,如六邊形管芯等;
 激光劃片不需要去離子水,不存在刀具磨損問題,并可連續24小時作業。

 

劃片設備 傳統劃片方式(砂輪) 激光劃片方式(光)
切割速度 5-8mm/s 1-150mm/s
切割線寬 30~40微米 30~45微米
切割效果 易崩邊,破碎 光滑平整,不易破碎
熱影響區 較大 較小
殘留應力 較大 極小
對晶圓厚度要求 100 um以上 基本無厚度要求
適應性 不同類型晶圓片需更換刀具 可適應不同類型晶圓片
有無損耗 需去離子水,更換刀具,損耗大 損耗很小

 

 

客戶受益

  韻騰激光致力于為客戶提供全套的解決方案。在分析了客戶的工藝問題后,韻騰激光建議客戶使用激光切割,激光切割是由激光束經透鏡聚焦,在焦點處聚成一極小的光斑,可以達到幾十微米最小幾微米,將焦點調制到工件平面,當足夠功率的光束照射到物體上時,光能迅速轉換為熱能,會產生10000°C以上的局部高溫使工件瞬間熔化甚至汽化,從而將工件切割到我們需要的深度或者切透。

  通過對比激光晶圓劃片機和刀片機,我們得到以下數據:

 

  激光晶圓劃片機運行成本與刀片切對比參考表
  激光激光切割 刀片切割
項目 計算 計算
設備購買費用 600000元/臺*1臺=600000元/臺 480000元/臺*1臺=300000元
設備均按6年折舊計算 24小時/天*365天*6年=52560小時 24小時/天*365天*6年=52560小時
3寸片的背面切割 切割速度每片=1.2分鐘 切割速度每片=3.5分鐘
折舊期內總產量 (52560小時*60分鐘)/1.2分鐘每片=2628000片 (52560小時*60分鐘)/3.5分鐘每片=902019片
維護費用(1年免保 +5年包修) 基本無費用,就算2萬維護費用 軟刀費用折合0.2元/片*902019片=18萬
每片單價 (60000+20000)元/2628000片=0.23元/片 (300000+1800000)元/902019片 =0.53

  經過我們不斷的努力與設備升級,我們成功使用激光切割替代了刀片切割設備,可以滿足客戶電泳法、光阻法、刀刮法制作的GPP芯片,使客戶不僅提升了切割效率,更節省了成本,促進了整體效益的提升,現激光切割設備在客戶處穩定生產已達3年之久。

相關應用

 應用于半導體制造行業單、雙臺面玻璃鈍化二極管晶圓,單、雙臺面可控硅晶圓,IC晶圓切割等半導體晶圓片的切割劃片。

推薦機型:

韻騰晶圓激光切割機(參考網站)


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