في مرحلة العملية الخلفية،رقاقة (رقاقة السيليكونمع الدوائر الموجودة في المقدمة) يجب تخفيفها من الخلف قبل التقطيع واللحام والتعبئة اللاحقة لتقليل ارتفاع تركيب العبوة وتقليل حجم حزمة الرقاقة وتحسين كفاءة الانتشار الحراري للرقاقة والأداء الكهربائي والخصائص الميكانيكية وتقليل كمية التقطيع. يتميز الطحن الخلفي بمزايا الكفاءة العالية والتكلفة المنخفضة. لقد حلت محل عمليات النقش الرطب والحفر الأيوني التقليدية لتصبح أهم تقنيات تخفيف الظهر.
الرقاقة الرقيقة
كيف رقيقة؟
العملية الرئيسية لترقق الرقاقة في عملية التغليف التقليدية
الخطوات المحددة لرقاقةيتم التخفيف من ربط الرقاقة المراد معالجتها بفيلم التخفيف، ثم استخدام الفراغ لامتصاص فيلم التخفيف والرقاقة الموجودة عليها بطاولة الرقاقة الخزفية المسامية، وضبط الخطوط المركزية للقارب الدائري الداخلي والخارجي لسطح العمل يتم وضع عجلة طحن ماسية على شكل كوب في منتصف رقاقة السيليكون، وتدور رقاقة السيليكون وعجلة الطحن حول محاور كل منهما من أجل قطع الطحن. يتضمن الطحن ثلاث مراحل: الطحن الخشن، والطحن الناعم، والتلميع.
يتم طحن الرقاقة الخارجة من مصنع الرقاقة من الخلف لتخفيف الرقاقة إلى السماكة المطلوبة للتغليف. عند طحن الرقاقة، يجب وضع الشريط على الجزء الأمامي (المنطقة النشطة) لحماية منطقة الدائرة، ويتم طحن الجانب الخلفي في نفس الوقت. بعد الطحن، قم بإزالة الشريط وقياس السُمك.
تشتمل عمليات الطحن التي تم تطبيقها بنجاح على تحضير رقاقة السيليكون على طحن الطاولة الدوارة،رقاقة السيليكونالطحن الدوراني، الطحن على الوجهين، وما إلى ذلك. مع التحسين الإضافي لمتطلبات جودة السطح لرقائق السيليكون البلورية الفردية، يتم اقتراح تقنيات طحن جديدة باستمرار، مثل طحن TAIKO، والطحن الميكانيكي الكيميائي، وطحن التلميع، وطحن الأقراص الكوكبية.
طحن الطاولة الدوارة:
طحن الطاولة الدوارة (طحن الطاولة الدوارة) هي عملية طحن مبكرة تستخدم في تحضير رقاقة السيليكون وتخفيف الظهر. يظهر مبدأها في الشكل 1. يتم تثبيت رقائق السيليكون على أكواب الشفط الخاصة بالطاولة الدوارة، وتدور بشكل متزامن بواسطة الطاولة الدوارة. رقائق السيليكون نفسها لا تدور حول محورها؛ يتم تغذية عجلة الطحن محوريًا أثناء الدوران بسرعة عالية، ويكون قطر عجلة الطحن أكبر من قطر رقاقة السيليكون. هناك نوعان من طحن الطاولة الدوارة: الطحن الغاطس للوجه والطحن العرضي للوجه. في الطحن الغاطس للوجه، يكون عرض عجلة الطحن أكبر من قطر رقاقة السيليكون، ويتغذى مغزل عجلة الطحن بشكل مستمر على طول اتجاهه المحوري حتى تتم معالجة الفائض، ثم يتم تدوير رقاقة السيليكون تحت محرك الطاولة الدوارة؛ في الطحن العرضي للوجه، تتغذى عجلة الطحن على طول اتجاهها المحوري، ويتم تدوير رقاقة السيليكون بشكل مستمر تحت محرك القرص الدوار، ويكتمل الطحن عن طريق التغذية الترددية (المعاملة بالمثل) أو التغذية الزحف (التغذية الزحف).
الشكل 1، رسم تخطيطي لمبدأ طحن الطاولة الدوارة (عرضية الوجه).
بالمقارنة مع طريقة الطحن، فإن الطحن بالطاولة الدوارة يتميز بمعدل إزالة عالي، تلف سطحي صغير، وسهولة التشغيل الآلي. ومع ذلك، فإن منطقة الطحن الفعلية (الطحن النشط) B وزاوية القطع θ (الزاوية بين الدائرة الخارجية لعجلة الطحن والدائرة الخارجية لرقاقة السيليكون) في عملية الطحن تتغير مع تغير موضع القطع عجلة الطحن، مما يؤدي إلى قوة طحن غير مستقرة، مما يجعل من الصعب الحصول على دقة السطح المثالية (قيمة TTV عالية)، ويتسبب بسهولة في حدوث عيوب مثل انهيار الحافة وانهيار الحافة. تُستخدم تقنية الطحن ذات الطاولة الدوارة بشكل أساسي في معالجة رقائق السيليكون أحادية البلورة التي يقل حجمها عن 200 مم. إن الزيادة في حجم رقائق السيليكون أحادية البلورة قد وضعت متطلبات أعلى لدقة السطح ودقة الحركة لمنضدة عمل المعدات، وبالتالي فإن طحن الطاولة الدوارة غير مناسب لطحن رقائق السيليكون أحادية البلورة فوق 300 مم.
من أجل تحسين كفاءة الطحن، فإن معدات الطحن العرضية ذات المستوى التجاري عادة ما تستخدم هيكل عجلة الطحن المتعددة. على سبيل المثال، تم تجهيز مجموعة من عجلات الطحن الخشنة ومجموعة من عجلات الطحن الدقيقة على المعدات، وتدور الطاولة الدوارة دائرة واحدة لإكمال الطحن الخشن والطحن الناعم بدوره. يشمل هذا النوع من المعدات طراز G-500DS التابع لشركة GTI الأمريكية (الشكل 2).
الشكل 2، معدات الطحن ذات الطاولة الدوارة G-500DS التابعة لشركة GTI في الولايات المتحدة
طحن دوران رقاقة السيليكون:
من أجل تلبية احتياجات إعداد رقاقة السيليكون كبيرة الحجم ومعالجة التخفيف الخلفي، والحصول على دقة السطح بقيمة TTV جيدة. في عام 1988، اقترح الباحث الياباني ماتسوي طريقة طحن دوران رقاقة السيليكون (الطحن داخل التغذية). يظهر مبدأها في الشكل 3. تدور رقاقة السيليكون البلورية المفردة وعجلة طحن الماس على شكل كوب الممتزة على طاولة العمل حول محاورها، ويتم تغذية عجلة الطحن بشكل مستمر على طول الاتجاه المحوري في نفس الوقت. من بينها، قطر عجلة الطحن أكبر من قطر رقاقة السيليكون المعالجة، ويمر محيطها عبر مركز رقاقة السيليكون. من أجل تقليل قوة الطحن وتقليل حرارة الطحن، عادة ما يتم قطع كوب الشفط الفراغي إلى شكل محدب أو مقعر أو يتم ضبط الزاوية بين مغزل عجلة الطحن ومحور مغزل كوب الشفط لضمان الطحن شبه الملامس بين عجلة الطحن ورقاقة السيليكون.
الشكل 3، رسم تخطيطي لمبدأ الطحن الدوار لرقاقة السيليكون
بالمقارنة مع طحن الطاولة الدوارة، فإن الطحن الدوار لرقاقة السيليكون له المزايا التالية: ① يمكن لطحن الرقاقة المفردة لمرة واحدة معالجة رقائق السيليكون كبيرة الحجم التي يزيد حجمها عن 300 مم؛ ② منطقة الطحن الفعلية B وزاوية القطع θ ثابتة، وقوة الطحن مستقرة نسبيًا؛ ③ من خلال ضبط زاوية الميل بين محور عجلة الطحن ومحور رقاقة السيليكون، يمكن التحكم بشكل فعال في شكل سطح رقاقة السيليكون البلورية المفردة للحصول على دقة أفضل لشكل السطح. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع منطقة الطحن وزاوية القطع θ للطحن الدوار لرقاقة السيليكون أيضًا بمزايا الطحن الكبير الهامش، وسهولة الكشف عن السماكة وجودة السطح والتحكم فيها، وهيكل المعدات المدمج، والطحن المتكامل السهل متعدد المحطات، وكفاءة الطحن العالية.
من أجل تحسين كفاءة الإنتاج وتلبية احتياجات خطوط إنتاج أشباه الموصلات، تعتمد معدات الطحن التجارية القائمة على مبدأ الطحن الدوار لرقاقة السيليكون على هيكل متعدد المحطات متعدد المغزل، والذي يمكنه إكمال الطحن الخشن والطحن الدقيق في عملية تحميل وتفريغ واحدة. . إلى جانب المرافق الإضافية الأخرى، يمكنها تحقيق الطحن الأوتوماتيكي الكامل لرقائق السيليكون البلورية المفردة "التجفيف الداخلي/التجفيف الخارجي" و"من كاسيت إلى كاسيت".
طحن على الوجهين:
عندما تقوم عملية الطحن الدوارة لرقاقة السيليكون بمعالجة الأسطح العلوية والسفلية لرقاقة السيليكون، يجب قلب قطعة العمل وتنفيذها على مراحل، مما يحد من الكفاءة. في الوقت نفسه، يحتوي الطحن الدوار لرقاقة السيليكون على نسخ خطأ سطحي (منسوخ) وعلامات طحن (علامة طحن)، ومن المستحيل إزالة العيوب بشكل فعال مثل التموج والتفتق على سطح رقاقة السيليكون البلورية المفردة بعد قطع الأسلاك (المنشار المتعدد)، كما هو موضح في الشكل 4. وللتغلب على العيوب المذكورة أعلاه، ظهرت تقنية الطحن على الوجهين (الطحن المزدوج) في التسعينيات، ومبدأها هو هو مبين في الشكل 5. المشابك الموزعة بشكل متناظر على كلا الجانبين تثبت رقاقة السيليكون البلورية المفردة في حلقة الاحتفاظ وتدور ببطء مدفوعة بالأسطوانة. يوجد زوج من عجلات طحن الماس على شكل كوب نسبيًا على جانبي رقاقة السيليكون البلورية المفردة. يتم تشغيلها بواسطة المغزل الكهربائي الحامل للهواء، وتدور في اتجاهات متعاكسة وتتغذى بشكل محوري لتحقيق الطحن المزدوج لرقاقة السيليكون البلورية المفردة. كما يتبين من الشكل، يمكن للطحن على الوجهين إزالة التموج والتفتق بشكل فعال على سطح رقاقة السيليكون البلورية المفردة بعد قطع الأسلاك. وفقًا لاتجاه ترتيب محور عجلة الطحن، يمكن أن يكون الطحن على الوجهين أفقيًا وعموديًا. من بينها، يمكن للطحن الأفقي على الوجهين أن يقلل بشكل فعال من تأثير تشوه رقاقة السيليكون الناجم عن الوزن الساكن لرقاقة السيليكون على جودة الطحن، ومن السهل التأكد من أن ظروف عملية الطحن على جانبي السيليكون البلوري الأحادي الرقاقة هي نفسها، وليس من السهل بقاء الجزيئات الكاشطة ورقائق الطحن على سطح رقاقة السيليكون البلورية المفردة. إنها طريقة طحن مثالية نسبيًا.
الشكل 4، "خطأ في النسخ" وعيوب علامة التآكل في طحن دوران رقاقة السيليكون
الشكل 5، رسم تخطيطي لمبدأ الطحن على الوجهين
يوضح الجدول 1 المقارنة بين الطحن والطحن على الوجهين للأنواع الثلاثة المذكورة أعلاه من رقائق السيليكون البلورية المفردة. يتم استخدام الطحن على الوجهين بشكل أساسي لمعالجة رقائق السيليكون التي يقل حجمها عن 200 مم، ولها إنتاجية عالية من الرقائق. بسبب استخدام عجلات الطحن الكاشطة الثابتة، يمكن لطحن رقائق السيليكون أحادية البلورة الحصول على جودة سطح أعلى بكثير من الطحن على الوجهين. لذلك، يمكن لكل من الطحن الدوار لرقاقات السيليكون والطحن على الوجهين تلبية متطلبات جودة المعالجة لرقائق السيليكون السائدة مقاس 300 مم، وهي حاليًا أهم طرق معالجة التسطيح. عند اختيار طريقة معالجة تسطيح رقاقة السيليكون، من الضروري النظر بشكل شامل في متطلبات حجم القطر وجودة السطح وتكنولوجيا معالجة رقاقة الصقل لرقاقة السيليكون أحادية البلورة. يمكن للترقق الخلفي للرقاقة فقط تحديد طريقة معالجة أحادية الجانب، مثل طريقة الطحن الدوارة لرقاقة السيليكون.
بالإضافة إلى اختيار طريقة الطحن في طحن رقاقة السيليكون، من الضروري أيضًا تحديد اختيار معلمات العملية المعقولة مثل الضغط الإيجابي، وحجم حبيبات عجلة الطحن، وموثق عجلة الطحن، وسرعة عجلة الطحن، وسرعة رقاقة السيليكون، ولزوجة سائل الطحن و معدل التدفق، وما إلى ذلك، وتحديد مسار العملية المعقول. عادة، يتم استخدام عملية طحن مجزأة بما في ذلك الطحن الخشن، والطحن شبه النهائي، والطحن النهائي، والطحن الخالي من الشرر والدعم البطيء للحصول على رقائق السيليكون البلورية المفردة ذات كفاءة معالجة عالية، وتسطيح سطحي عالي وتلف سطحي منخفض.
يمكن لتكنولوجيا الطحن الجديدة الرجوع إلى الأدبيات:
الشكل 5، رسم تخطيطي لمبدأ طحن TAIKO
الشكل 6، رسم تخطيطي لمبدأ طحن القرص الكوكبي
تقنية ترقق طحن الويفر الرقيقة للغاية:
توجد تقنية ترقق طحن حامل الرقاقة وتقنية طحن الحواف (الشكل 5).
وقت النشر: 08 أغسطس 2024