A vahvelpeab läbima kolm muudatust, et saada tõeliseks pooljuhtkiibiks: esiteks lõigatakse plokikujuline valuplokk vahvliteks; teises protsessis graveeritakse transistorid vahvli esiküljele läbi eelmise protsessi; lõpuks viiakse läbi pakendamine, see tähendab lõikamisprotsessi kauduvahvelmuutub terviklikuks pooljuhtkiibiks. On näha, et pakkimisprotsess kuulub tagaosa protsessi. Selle protsessi käigus lõigatakse vahvel mitmeks kuuseedriliseks kiibiks. Seda sõltumatute laastude saamise protsessi nimetatakse "singulatsiooniks" ja vahvliplaadi iseseisvateks risttahukateks saagimist nimetatakse "vahvlilõikamiseks (die Sawing)". Hiljuti paranes pooljuhtide integreerimine paksusegavahvlidon muutunud aina õhemaks, mis muidugi raskendab "singulatsiooni" protsessi.
Vahvlite kuubikuteks lõikamise areng
Esi- ja tagaotsa protsessid on interaktsiooni kaudu arenenud mitmel viisil: tagaotsa protsesside areng võib määrata kuueeedri väikeste kiipide struktuuri ja asukoha, mis on stantsist eraldatud.vahvel, samuti patjade (elektriühendusteed) struktuur ja asukoht vahvlil; vastupidi, esiotsa protsesside areng on muutnud protsessi ja meetoditvahvelselja hõrenemine ja "kuubikuteks lõikamine" tagaotsa protsessis. Seetõttu avaldab pakendi üha keerukam välimus taustaprotsessile suurt mõju. Lisaks muutub vastavalt pakendi välimuse muutumisele ka kuubikuteks lõikamise arv, protseduur ja tüüp.
Scribe Dicing
Esimestel päevadel oli välise jõu abil "murdmine" ainus kuubikuteks lõikamise meetod, mis suutis neid jagadavahvelheksaeedrisse sureb. Selle meetodi puudusteks on aga väikese laastu serva lõhenemine või pragunemine. Lisaks, kuna metallpinnal olevad pursked ei ole täielikult eemaldatud, on lõikepind ka väga kare.
Selle probleemi lahendamiseks võeti kasutusele lõikamisviis “Scribing”, st enne “lõhkumist” on plaadi pind.vahvellõigatakse umbes poole sügavusest. "Scribing", nagu nimigi ütleb, viitab tiiviku kasutamisele vahvli esikülje eelnevalt saagimiseks (pooli lõikamiseks). Esimestel päevadel kasutas enamik alla 6-tollisi vahvleid seda lõikamismeetodit, milleks oli esmalt laastude vahel viilutamine ja seejärel purustamine.
Tera kuubikuteks lõikamine või tera saagimine
Lõikemeetodist “Scribing” arenes järk-järgult välja “Blade dicing” lõikamise (või saagimise) meetod, mis on meetod, mille abil lõigatakse tera kaks või kolm korda järjest. Lõikamismeetod “Tera” võib korvata väikeste laastude koorumise nähtuse, kui pärast “kirjutamist” “murdudes” maha koorub, ja kaitsta väikeseid laaste “singulatsiooni” käigus. “Tera” lõikamine erineb eelmisest “kuubikuteks” lõikamisest, st pärast “tera” lõikamist ei toimu mitte “murdmist”, vaid lõikamist uuesti teraga. Seetõttu nimetatakse seda ka "step dicing" meetodiks.
Selleks, et kaitsta vahvlit lõikeprotsessi ajal väliste kahjustuste eest, kantakse vahvlile eelnevalt kile, et tagada turvalisem “ühildamine”. "Tagasi lihvimise" käigus kinnitatakse kile vahvli esiküljele. Kuid vastupidi, “tera” lõikamisel tuleks kile kinnitada vahvli tagaküljele. Eutektilise stantsimise käigus (stantsimine, eraldatud laastude kinnitamine PCB-le või fikseeritud raamile) kukub tagaküljele kinnitatud kile automaatselt maha. Lõikamise ajal tekkiva suure hõõrdumise tõttu tuleb DI vett pihustada pidevalt igast suunast. Lisaks peaks tiivik olema kinnitatud teemandiosakestega, et viilud saaksid paremini viilutatud. Sel ajal peab lõige (tera paksus: soone laius) olema ühtlane ega tohi ületada kuubikuteks lõigatud soone laiust.
Saagimine on pikka aega olnud kõige laialdasemalt kasutatav traditsiooniline lõikamisviis. Selle suurim eelis on see, et see suudab lühikese ajaga lõigata suure hulga vahvleid. Kui aga viilu etteandmiskiirust oluliselt suurendada, suureneb chiplet servade koorimise võimalus. Seetõttu tuleks tiiviku pöörete arvu reguleerida umbes 30 000 korda minutis. On näha, et pooljuhtprotsesside tehnoloogia on sageli pika kogunemise ja katse-eksituse perioodi jooksul aeglaselt kogunenud saladus (järgmises eutektilise sidumise jaotises käsitleme lõikamise ja DAF-i sisu).
Kuubikuteks lõikamine enne jahvatamist (DBG): lõikamisjärjestus on meetodit muutnud
Kui tera lõigatakse 8-tollise läbimõõduga vahvlile, ei pea muretsema kiibi servade koorumise või lõhenemise pärast. Kuid kui vahvli läbimõõt suureneb 21 tollini ja paksus muutub äärmiselt õhukeseks, hakkavad uuesti ilmnema koorumise ja pragunemise nähtused. Lõikamisprotsessi ajal vahvlile avalduva füüsilise mõju oluliseks vähendamiseks asendab DBG meetod “kuubikuteks lõikamine enne jahvatamist” traditsioonilist lõikamisjärjestust. Erinevalt traditsioonilisest "teraga" lõikamismeetodist, mis lõikab pidevalt, teostab DBG esmalt "tera" lõike ja seejärel õheneb järk-järgult vahvli paksust, õhendades pidevalt tagumist külge, kuni laast lõheneb. Võib öelda, et DBG on eelmise “tera” lõikemeetodi täiendatud versioon. Kuna see võib vähendada teise lõike mõju, on DBG meetodit kiiresti populariseeritud vahvlitasemel pakendites.
Laserkuubikuteks lõikamine
Vahvlitaseme kiibi skaalapaketi (WLCSP) protsessis kasutatakse peamiselt laserlõikamist. Laserlõikamine võib vähendada selliseid nähtusi nagu koorumine ja pragunemine, saades seeläbi parema kvaliteediga laastud, kuid kui vahvli paksus on üle 100 μm, väheneb tootlikkus oluliselt. Seetõttu kasutatakse seda enamasti alla 100μm paksustel (suhteliselt õhukesed) vahvlitel. Laserlõikamine lõikab räni, rakendades vahvli joonesoonele suure energiaga laserit. Tavalise laser- (Conventional Laser) lõikamismeetodi kasutamisel tuleb aga eelnevalt vahvli pinnale kanda kaitsekile. Kuna vahvli pinna laseriga kuumutamisel või kiiritamisel tekivad need füüsilised kontaktid vahvli pinnale sooned ja ka lõigatud räni killud kleepuvad pinnale. Näha on, et traditsiooniline laserlõikamismeetod lõikab ka vahetult vahvli pinda ja selles osas sarnaneb see “tera” lõikamismeetodiga.
Stealth Dicing (SD) on meetod, mille käigus lõigatakse esmalt vahvli sisemus laserenergiaga ja seejärel avaldatakse tagaküljele kinnitatud lindile välist survet, et see purustada, eraldades seeläbi kiibi. Kui lindile avaldatakse survet tagaküljel, tõuseb vahvel lindi venimise tõttu koheselt ülespoole, eraldades seeläbi kiibi. SD eelised traditsioonilise laserlõikamismeetodi ees on järgmised: esiteks pole ränijääke; teiseks on lõhe (Kerf: joonesoonte laius) kitsas, nii et saab rohkem laaste. Lisaks vähendatakse SD-meetodit kasutades oluliselt koorumist ja lõhenemist, mis on lõike üldise kvaliteedi jaoks ülioluline. Seetõttu saab SD-meetodist tulevikus suure tõenäosusega kõige populaarsem tehnoloogia.
Plasma kuubikuteks lõikamine
Plasma lõikamine on hiljuti välja töötatud tehnoloogia, mis kasutab tootmise (Fab) protsessi käigus lõikamiseks plasmasöövitamist. Plasmalõikamisel kasutatakse vedelike asemel poolgaasimaterjale, mistõttu on mõju keskkonnale suhteliselt väike. Ja kasutusele võetakse kogu vahvli korraga lõikamise meetod, nii et "lõikamise" kiirus on suhteliselt kiire. Plasmameetodil kasutatakse aga toorainena keemilist reaktsioonigaasi ja söövitusprotsess on väga keeruline, mistõttu selle protsessi voog on suhteliselt tülikas. Kuid võrreldes "tera" lõikamise ja laserlõikamisega ei kahjusta plasma lõikamine vahvli pinda, vähendades seeläbi defektide esinemist ja saades rohkem kiipe.
Viimasel ajal on vahvli paksust vähendatud 30 μm-ni ja kasutatakse palju vaske (Cu) või madala dielektrilise konstandiga (Low-k) materjale. Seetõttu eelistatakse katete (Burr) vältimiseks ka plasmalõikamise meetodeid. Loomulikult areneb pidevalt ka plasma lõikamise tehnoloogia. Usun, et lähiajal ei ole kunagi vaja söövitamisel spetsiaalset maski kanda, sest see on plasmalõikamise suur arengusuund.
Kuna vahvlite paksust on pidevalt vähendatud 100 μm-lt 50 μm-le ja seejärel 30 μm-le, on ka iseseisvate kiipide saamise lõikamismeetodid muutunud ja arenenud “lõhkumisest” ja “tera” lõikamisest laser- ja plasmalõikamiseni. Kuigi üha küpsemad lõikamismeetodid on suurendanud lõikamisprotsessi enda tootmiskulusid, on teisest küljest oluliselt vähendatud pooljuhtkiipide lõikamisel sageli esinevaid ebasoovitavaid nähtusi nagu koorumine ja pragunemine ning suurendades vahvliühiku kohta saadavate kiipide arvu. , on ühe kiibi tootmiskulud näidanud langustrendi. Muidugi on vahvli pinnaühiku kohta saadud kiipide arvu suurenemine tihedalt seotud kuubikuteks lõigatud tänava laiuse vähenemisega. Plasmalõikamise abil on võimalik saada ligi 20% rohkem laaste võrreldes “tera” lõikamismeetodiga, mis on ka peamine põhjus, miks inimesed plasmalõikamise kasuks otsustavad. Vahvlite, laastude välimuse ja pakkimismeetodite arenedes ja muutudes on esile kerkimas ka erinevad lõikeprotsessid nagu vahvlitöötlustehnoloogia ja DBG.
Postitusaeg: 10.10.2024