Que é o corte de obleas?

A hostiaten que pasar por tres cambios para converterse nun auténtico chip semicondutor: primeiro, o lingote en forma de bloque córtase en obleas; no segundo proceso, os transistores están gravados na parte frontal da oblea mediante o proceso anterior; finalmente, realízase o envasado, é dicir, mediante o proceso de corte, ohostiaconvértese nun chip semicondutor completo. Pódese ver que o proceso de envasado pertence ao proceso de back-end. Neste proceso, a oblea cortarase en varios chips individuais hexaedros. Este proceso de obtención de chips independentes chámase "Singulation" e o proceso de serrar a placa de obleas en cuboides independentes denomínase "corte de obleas (Die Sawing)". Recentemente, coa mellora da integración de semicondutores, o espesor dehostiasvolveuse cada vez máis delgado, o que por suposto trae moitas dificultades ao proceso de "singulación".

A evolución do corte de obleas

Os procesos front-end e back-end evolucionaron a través da interacción de varias maneiras: a evolución dos procesos back-end pode determinar a estrutura e posición dos pequenos chips hexaedros separados da matriz nohostia, así como a estrutura e posición das almofadas (vías de conexión eléctrica) na oblea; pola contra, a evolución dos procesos front-end cambiou o proceso e o método dehostiaadelgazamento das costas e "corte en dados" no proceso de back-end. Polo tanto, a aparencia cada vez máis sofisticada do paquete terá un gran impacto no proceso de back-end. Ademais, o número, procedemento e tipo de corte en dados tamén cambiará segundo o cambio no aspecto do paquete.

Scribe Dicing

Nos primeiros días, "romper" aplicando forza externa era o único método de cortar en dados que podía dividir ahostiaen hexaedro morre. Non obstante, este método ten as desvantaxes de romper ou rachar o bordo do pequeno chip. Ademais, dado que as rebabas da superficie metálica non se eliminan completamente, a superficie de corte tamén é moi rugosa.
Para solucionar este problema, xurdiu o método de corte "Scribing", é dicir, antes de "romper", a superficie dohostiacórtase aproximadamente á metade da profundidade. "Scribing", como o nome indica, refírese a usar un impulsor para cortar (cortar a medias) a parte frontal da oblea con antelación. Nos primeiros días, a maioría das obleas de menos de 6 polgadas usaban este método de corte de primeiro "corte" entre as fichas e despois "romper".

Cortar en cubos ou serrar con lámina

O método de corte "Scribing" desenvolveuse gradualmente no método de corte (ou aserrado) "Blade dicing", que é un método de corte usando unha lámina dúas ou tres veces seguidas. O método de corte "Blade" pode compensar o fenómeno de que se desprendan pequenas lascas ao "romper" despois de "trazar" e pode protexer as pequenas lascas durante o proceso de "singular". O corte en "folla" é diferente do corte en "corte" anterior, é dicir, despois dun corte en "folla", non se "rompe", senón que se volve cortar cunha folla. Polo tanto, tamén se lle chama método de "paso en dados".

Para protexer a oblea de danos externos durante o proceso de corte, aplicarase unha película á oblea con antelación para garantir un "singling" máis seguro. Durante o proceso de "moenda posterior", a película unirase á parte frontal da oblea. Pero pola contra, no corte de "folla", a película debe estar unida á parte traseira da oblea. Durante a unión da matriz eutéctica (unión da matriz, fixación dos chips separados no PCB ou no marco fixo), a película unida á parte traseira caerá automaticamente. Debido á alta fricción durante o corte, a auga DI debe pulverizarse continuamente desde todas as direccións. Ademais, o impulsor debe estar unido con partículas de diamante para que as franxas poidan ser cortadas mellor. Neste momento, o corte (espesor da folla: ancho do suco) debe ser uniforme e non debe exceder o ancho do suco de corte.
Durante moito tempo, a serra foi o método de corte tradicional máis utilizado. A súa maior vantaxe é que pode cortar un gran número de obleas en pouco tempo. Non obstante, se a velocidade de alimentación da porción aumenta moito, aumentará a posibilidade de pelar o bordo do chiplet. Polo tanto, o número de rotacións do impulsor debe controlarse unhas 30.000 veces por minuto. Pódese ver que a tecnoloxía do proceso de semicondutores adoita ser un segredo acumulado lentamente a través dun longo período de acumulación e proba e erro (na seguinte sección sobre enlace eutéctico, discutiremos o contido sobre corte e DAF).

Cortar en dados antes de moer (DBG): a secuencia de corte cambiou o método

Cando o corte da lámina se realiza nunha oblea de 8 polgadas de diámetro, non hai que preocuparse polo descascado ou rachadura do bordo do chiplet. Pero a medida que o diámetro da oblea aumenta a 21 polgadas e o grosor se fai extremadamente fino, comezan a aparecer de novo fenómenos de pelado e rachadura. Para reducir significativamente o impacto físico sobre a oblea durante o proceso de corte, o método DBG de "cortar en dados antes de moer" substitúe a secuencia de corte tradicional. A diferenza do método tradicional de corte de "folla" que corta continuamente, DBG primeiro realiza un corte de "folla" e despois reduce gradualmente o grosor da oblea adelgazando continuamente a parte traseira ata que se divide o chip. Pódese dicir que DBG é unha versión actualizada do método de corte "folla" anterior. Debido a que pode reducir o impacto do segundo corte, o método DBG popularizouse rapidamente en "envases a nivel de obleas".

Dicing con láser

O proceso do paquete de escala de chip a nivel de oblea (WLCSP) utiliza principalmente corte con láser. O corte con láser pode reducir fenómenos como a pelado e a rachadura, obtendo chips de mellor calidade, pero cando o espesor da oblea é superior a 100 μm, a produtividade reducirase moito. Polo tanto, úsase principalmente en obleas cun espesor inferior a 100 μm (relativamente delgadas). O corte con láser corta o silicio aplicando un láser de alta enerxía á ranura de trazado da oblea. Non obstante, cando se utiliza o método de corte con láser convencional (láser convencional), debe aplicarse previamente unha película protectora á superficie da oblea. Como quentar ou irradiar a superficie da oblea con láser, estes contactos físicos producirán ranuras na superficie da oblea e os fragmentos de silicio cortados tamén se unirán á superficie. Pódese ver que o método tradicional de corte con láser tamén corta directamente a superficie da oblea e, a este respecto, é semellante ao método de corte de "folla".

Stealth Dicing (SD) é un método para cortar primeiro o interior da oblea con enerxía láser, e despois aplicar presión externa á cinta adherida á parte traseira para rompela, separando así o chip. Cando se aplica presión á cinta na parte traseira, a oblea elevarase instantáneamente cara arriba debido ao estiramento da cinta, separando así o chip. As vantaxes do SD fronte ao método tradicional de corte con láser son: primeiro, non hai restos de silicio; en segundo lugar, o corte (Kerf: o ancho da ranura de trazado) é estreito, polo que se poden obter máis fichas. Ademais, o fenómeno de pelado e rachadura reducirase moito co método SD, que é fundamental para a calidade global do corte. Polo tanto, é moi probable que o método SD se converta na tecnoloxía máis popular no futuro.

Corte en dados de plasma
O corte por plasma é unha tecnoloxía desenvolvida recentemente que usa o gravado por plasma para cortar durante o proceso de fabricación (Fab). O corte por plasma utiliza materiais semigas en lugar de líquidos, polo que o impacto sobre o medio ambiente é relativamente pequeno. E adóptase o método de cortar toda a oblea á vez, polo que a velocidade de "corte" é relativamente rápida. Non obstante, o método de plasma utiliza gas de reacción química como materia prima e o proceso de gravado é moi complicado, polo que o seu fluxo de proceso é relativamente engorroso. Pero en comparación co corte de "folla" e o corte con láser, o corte por plasma non causa danos á superficie da oblea, polo que reduce a taxa de defectos e obtén máis chips.

Recentemente, xa que o espesor da oblea reduciuse a 30 μm, utilízanse moitos cobre (Cu) ou materiais de baixa constante dieléctrica (Low-k). Polo tanto, para evitar rebabas (Burr), tamén se favorecerán os métodos de corte por plasma. Por suposto, a tecnoloxía de corte por plasma tamén está en constante desenvolvemento. Creo que nun futuro próximo, algún día non haberá que usar unha máscara especial ao gravar, porque esta é a principal dirección de desenvolvemento do corte por plasma.

Como o espesor das obleas reduciuse continuamente de 100 μm a 50 μm e despois a 30 μm, os métodos de corte para obter chips independentes tamén foron cambiando e desenvolvendo desde o corte de "rotura" e "folla" ata o corte con láser e o corte por plasma. Aínda que os métodos de corte cada vez máis maduros aumentaron o custo de produción do propio proceso de corte, por outra banda, ao reducir significativamente os fenómenos indesexables como a peladura e a rachadura que adoitan ocorrer no corte de chip de semicondutores e o aumento do número de virutas obtidas por oblea unitaria. , o custo de produción dun só chip mostrou unha tendencia á baixa. Por suposto, o aumento do número de fichas obtidas por unidade de superficie da oblea está estreitamente relacionado coa redución do ancho da rúa de corte. Usando o corte por plasma, pódense obter case un 20% máis de chips en comparación co método de corte de "folla", que tamén é unha das principais razóns polas que a xente elixe o corte por plasma. Co desenvolvemento e os cambios das obleas, o aspecto de chip e os métodos de envasado, tamén están xurdindo diversos procesos de corte, como a tecnoloxía de procesamento de obleas e o DBG.