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技術(shù)文章

晶圓劃片機(jī)解決方案

閱讀:665          發(fā)布時(shí)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(yè),主要有兩種切割工藝,一個(gè)是傳統(tǒng)的刀片切割,另一個(gè)新型的現(xiàn)代工藝激光劃片。下面,將通過(guò)對(duì)比兩種切割工藝,證明激光劃片的優(yōu)勢(shì)。

刀片劃片

  的晶圓是用劃片系統(tǒng)進(jìn)行劃片(切割)的,現(xiàn)在這種方法仍然占據(jù)了世界芯片切割市場(chǎng)的較大份額,特別是在非集成電路晶圓劃片領(lǐng)域。金剛石鋸片(砂輪)劃片方法是目前常見(jiàn)的晶圓劃片方法。原理:當(dāng)工作物是屬于硬、脆的材質(zhì),鉆石顆粒會(huì)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(wèn)題

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

 刀片具有一定的厚度,導(dǎo)致刀具的劃片線寬較大;

● 耗材大,刀片需每半個(gè)月更換一次;

● 環(huán)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(yōu)點(diǎn), 聚焦點(diǎn)可小到亞微米數(shù)量級(jí), 從而對(duì)晶圓的微處理更具優(yōu)勢(shì), 可以進(jìn)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(jìn)行材料加工。激光劃片屬于非接觸式加工,可以避免出現(xiàn)芯片破碎和其它損壞現(xiàn)象。

 

加工優(yōu)勢(shì)
 韻騰激光劃片采用的高光束質(zhì)量的光纖激光器對(duì)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(dá)150mm/s;
 激光可以對(duì)不同厚度的晶圓進(jìn)行作業(yè),具有更好的兼容性和通用性;
● 激光可以切割一些較復(fù)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(wèn)題,并可連續(xù)24小時(shí)作業(yè)。

 

劃片設(shè)備 傳統(tǒng)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(qū) 較大 較小
殘留應(yīng)力 較大 極小
對(duì)晶圓厚度要求 100 um以上 基本無(wú)厚度要求
適應(yīng)性 不同類(lèi)型晶圓片需更換刀具 可適應(yīng)不同類(lèi)型晶圓片
有無(wú)損耗 需去離子水,更換刀具,損耗大 損耗很小

 

 

客戶(hù)受益

  韻騰激光致力于為客戶(hù)提供全套的解決方案。在分析了客戶(hù)的工藝問(wèn)題后,韻騰激光建議客戶(hù)使用激光切割,激光切割是由激光束經(jīng)透鏡聚焦,在焦點(diǎn)處聚成一極小的光斑,可以達(dá)到幾十微米最小幾微米,將焦點(diǎn)調(diào)制到工件平面,當(dāng)足夠功率的光束照射到物體上時(shí),光能迅速轉(zhuǎn)換為熱能,會(huì)產(chǎn)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(guò)對(duì)比激光晶圓劃片機(jī)和刀片機(jī),我們得到以下數(shù)據(jù):

 

  激光晶圓劃片機(jī)運(yùn)行成本與刀片切對(duì)比參考表
  激光激光切割 刀片切割
項(xiàng)目 計(jì)算 計(jì)算
設(shè)備購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用 600000元/臺(tái)*1臺(tái)=600000元/臺(tái) 480000元/臺(tái)*1臺(tái)=300000元
設(shè)備均按6年折舊計(jì)算 24小時(shí)/天*365天*6年=52560小時(shí) 24小時(shí)/天*365天*6年=52560小時(shí)
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(nèi)總產(chǎn)量 (52560小時(shí)*60分鐘)/1.2分鐘每片=2628000片 (52560小時(shí)*60分鐘)/3.5分鐘每片=902019片
維護(hù)費(fèi)用(1年免保 +5年包修) 基本無(wú)費(fèi)用,就算2萬(wàn)維護(hù)費(fèi)用 軟刀費(fèi)用折合0.2元/片*902019片=18萬(wàn)
每片單價(jià) (60000+20000)元/2628000片=0.23元/片 (300000+1800000)元/902019片 =0.53

  經(jīng)過(guò)我們不斷的努力與設(shè)備升級(jí),我們成功使用激光切割替代了刀片切割設(shè)備,可以滿(mǎn)足客戶(hù)電泳法、光阻法、刀刮法制作的GPP芯片,使客戶(hù)不僅提升了切割效率,更節(jié)省了成本,促進(jìn)了整體效益的提升,現(xiàn)激光切割設(shè)備在客戶(hù)處穩(wěn)定生產(chǎn)已達(dá)3年之久。

相關(guān)應(yīng)用

 應(yīng)用于半導(dǎo)體制造行業(yè)單、雙臺(tái)面玻璃鈍化二極管晶圓,單、雙臺(tái)面可控硅晶圓,IC晶圓切割等半導(dǎo)體晶圓片的切割劃片。

推薦機(jī)型:

韻騰晶圓激光切割機(jī)(參考網(wǎng)站)


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