Ի՞նչ է վաֆլի խորանարդը:

A վաֆլիիրական կիսահաղորդչային չիպ դառնալու համար պետք է անցնի երեք փոփոխության. Երկրորդ գործընթացում տրանզիստորները փորագրվում են վաֆլի ճակատային մասում նախորդ գործընթացի միջոցով. վերջապես կատարվում է փաթեթավորում, այսինքն՝ կտրման պրոցեսի միջոցովվաֆլիդառնում է ամբողջական կիսահաղորդչային չիպ: Կարելի է տեսնել, որ փաթեթավորման գործընթացը պատկանում է back-end գործընթացին։ Այս գործընթացում վաֆլը կտրվելու է մի քանի վեցանկյուն առանձին չիպերի: Անկախ չիպերի ստացման այս գործընթացը կոչվում է «Սինգուլյացիա», իսկ վաֆլի տախտակը անկախ խորանարդի սղոցելու գործընթացը կոչվում է «վաֆլի կտրում (Die Sawing)»: Վերջերս, կիսահաղորդիչների ինտեգրման բարելավմամբ, հաստությունըվաֆլիներդարձել է ավելի ու ավելի բարակ, ինչն, իհարկե, մեծ դժվարություններ է բերում «սինուլյացիայի» գործընթացին:

Վաֆլի խորանարդի էվոլյուցիան

Front-end և back-end պրոցեսները զարգանում են տարբեր ձևերով փոխազդեցության միջոցով. հետևի գործընթացների էվոլյուցիան կարող է որոշել վեցանկյուն փոքր չիպերի կառուցվածքը և դիրքը, որոնք առանձնացված են մատրիցից:վաֆլի, ինչպես նաև վաֆլի վրա բարձիկների (էլեկտրական միացման ուղիների) կառուցվածքն ու դիրքը. ընդհակառակը, front-end գործընթացների էվոլյուցիան փոխել է գործընթացն ու մեթոդըվաֆլիմեջքի նոսրացում և «die dicing» հետևի գործընթացում: Հետևաբար, փաթեթի ավելի ու ավելի բարդ տեսքը մեծ ազդեցություն կունենա back-end գործընթացի վրա: Ընդ որում, ըստ փաթեթի արտաքին տեսքի փոփոխության համապատասխանաբար կփոխվեն նաև խորանարդիկների քանակը, կարգը և տեսակը։

Գրագիր Dicing

Վաղ օրերին արտաքին ուժի կիրառմամբ «կոտրվելը» խորանարդի միակ մեթոդն էր, որը կարող էր բաժանելվաֆլիմեջ hexahedron մեռնում. Այնուամենայնիվ, այս մեթոդն ունի փոքր չիպի եզրի ճեղքման կամ ճեղքման թերությունները: Բացի այդ, քանի որ մետաղի մակերևույթի փորվածքներն ամբողջությամբ հանված չեն, կտրված մակերեսը նույնպես շատ կոպիտ է:
Այս խնդիրը լուծելու համար ստեղծվել է «Scribing» կտրման մեթոդը, այսինքն՝ մինչև «կոտրվելը» մակերեսը.վաֆլիկտրված է մոտավորապես կես խորության վրա: «Scribing»-ը, ինչպես ենթադրում է անվանումը, վերաբերում է վաֆլի առջևի կողմը նախօրոք սղոցելու (կիսով չափ կտրելու) շարժիչի օգտագործմանը: Վաղ օրերում 6 դյույմից ցածր վաֆլիների մեծ մասը օգտագործում էր կտրելու այս մեթոդը՝ սկզբում «կտրատել» չիպսերի միջև, իսկ հետո «կոտրել»:

Շեղբերի Dicing կամ Blade Sawing

«Scribing» կտրման մեթոդը աստիճանաբար վերածվեց «Blade dicing» կտրման (կամ սղոցի) մեթոդի, որը երկու կամ երեք անգամ անընդմեջ սայրով կտրելու մեթոդ է: «Blade» կտրման մեթոդը կարող է լրացնել փոքր չիպսերի կլպման երևույթը, երբ «կոտրվում» է «գրելուց» հետո, և կարող է պաշտպանել փոքր չիպսերը «սինգուլյացիայի» գործընթացում: «Սեղբով» կտրումը տարբերվում է նախորդ «շեղբով» կտրվածքից, այսինքն՝ «շեղբով» կտրելուց հետո այն ոչ թե «կոտրվում» է, այլ նորից կտրում է սայրով։ Հետևաբար, այն կոչվում է նաև «քայլ խորանարդի» մեթոդ:

Կտրման գործընթացում վաֆլի արտաքին վնասից պաշտպանելու համար վաֆլի վրա նախօրոք թաղանթ կկիրառվի՝ ապահովելու ավելի անվտանգ «միացում»: «Հետ հղկման» ընթացքում թաղանթը կպցվի վաֆլի առջևի մասում: Բայց ընդհակառակը, «շեղբով» կտրելու դեպքում թաղանթը պետք է ամրացվի վաֆլի հետևի մասում: Էվեկտիկական ձուլակտորների միացման ժամանակ (շաղկապակցում, առանձնացված չիպերի ամրացում PCB-ի կամ ֆիքսված շրջանակի վրա) թիկունքին կցված թաղանթն ինքնաբերաբար կընկնի: Կտրման ընթացքում բարձր շփման պատճառով DI ջուրը պետք է անընդհատ ցողվի բոլոր կողմերից: Բացի այդ, շարժիչը պետք է ամրացվի ադամանդի մասնիկներով, որպեսզի շերտերն ավելի լավ կտրատվեն: Այս պահին կտրվածքը (շեղբի հաստությունը՝ ակոսի լայնությունը) պետք է լինի միատեսակ և չպետք է գերազանցի խորանարդի ակոսի լայնությունը։
Երկար ժամանակ սղոցումը եղել է ամենալայն կիրառվող ավանդական կտրման մեթոդը։ Նրա ամենամեծ առավելությունն այն է, որ կարճ ժամանակում կարող է կտրել մեծ քանակությամբ վաֆլիներ։ Այնուամենայնիվ, եթե շերտի սնուցման արագությունը մեծապես մեծանա, ապա չիպլետի եզրերի թեփոտման հնարավորությունը կավելանա: Հետևաբար, շարժիչի պտույտների քանակը պետք է վերահսկվի րոպեում մոտ 30000 անգամ: Կարելի է տեսնել, որ կիսահաղորդչային գործընթացի տեխնոլոգիան հաճախ գաղտնիք է, որը դանդաղորեն կուտակվում է կուտակման և փորձարկման և սխալի երկար ժամանակաշրջանում (էվեկտիկական կապի հաջորդ բաժնում մենք կքննարկենք կտրման և DAF-ի բովանդակությունը):

Մանրախաղը մանրացնելուց առաջ (DBG). կտրման հաջորդականությունը փոխել է մեթոդը

Երբ շեղբերով կտրումը կատարվում է 8 դյույմ տրամագծով վաֆլի վրա, կարիք չկա անհանգստանալու չիպլետի եզրերի կեղևման կամ ճաքելու մասին: Բայց քանի որ վաֆլի տրամագիծը մեծանում է մինչև 21 դյույմ, իսկ հաստությունը դառնում է չափազանց բարակ, նորից սկսում են ի հայտ գալ կլեպ և ճաքճքման երևույթներ։ Կտրման գործընթացում վաֆլի վրա ֆիզիկական ազդեցությունը զգալիորեն նվազեցնելու համար, DBG մեթոդը՝ «մանր կտրատելուց առաջ մանրացնելը» փոխարինում է կտրման ավանդական հաջորդականությանը: Ի տարբերություն ավանդական «շեղբով» կտրելու մեթոդի, որն անընդհատ կտրում է, DBG-ն նախ կատարում է «շեղբ» կտրում, այնուհետև աստիճանաբար բարակում է վաֆլի հաստությունը՝ շարունակաբար նոսրացնելով հետևի կողմը, մինչև չիպը բաժանվի: Կարելի է ասել, որ DBG-ն նախորդ «շեղբով» կտրման մեթոդի արդիականացված տարբերակն է։ Քանի որ այն կարող է նվազեցնել երկրորդ կտրվածքի ազդեցությունը, DBG մեթոդը արագորեն տարածվել է «վաֆլի մակարդակի փաթեթավորման» մեջ:

Լազերային Dicing

Վաֆլի մակարդակի չիպային մասշտաբի փաթեթի (WLCSP) գործընթացը հիմնականում օգտագործում է լազերային կտրում: Լազերային կտրումը կարող է նվազեցնել այնպիսի երևույթներ, ինչպիսիք են կեղևը և ճաքելը, դրանով իսկ ստանալով ավելի որակյալ չիպսեր, բայց երբ վաֆլի հաստությունը 100 մկմ-ից ավելի է, արտադրողականությունը զգալիորեն կնվազի: Հետեւաբար, այն հիմնականում օգտագործվում է 100 մկմ-ից պակաս հաստությամբ (համեմատաբար բարակ) վաֆլիների վրա։ Լազերային կտրումը կտրում է սիլիցիումը` կիրառելով բարձր էներգիայի լազեր վաֆլի գրիչի ակոսում: Այնուամենայնիվ, սովորական լազերային (Սովորական լազերային) կտրման մեթոդի կիրառման ժամանակ վաֆլի մակերեսին նախապես պետք է քսել պաշտպանիչ թաղանթ: Քանի որ վաֆլի մակերեսը լազերային տաքացնելով կամ ճառագայթելով, այս ֆիզիկական շփումները վաֆլի մակերեսի վրա ակոսներ կառաջացնեն, և կտրված սիլիցիումի բեկորները նույնպես կպչեն մակերեսին: Երևում է, որ լազերային կտրման ավանդական մեթոդը նաև ուղղակիորեն կտրում է վաֆլի մակերեսը, և այս առումով այն նման է «շեղբով» կտրելու մեթոդին։

Stealth Dicing-ը (SD) մեթոդ է, որը նախ կտրում է վաֆլի ներսը լազերային էներգիայով, այնուհետև արտաքին ճնշում գործադրում հետևի մասում ամրացված ժապավենի վրա՝ այն կոտրելու համար՝ դրանով իսկ առանձնացնելով չիպը: Երբ հետևի ժապավենի վրա ճնշում է գործադրվում, ժապավենի ձգման պատճառով վաֆլը ակնթարթորեն վեր կբարձրանա՝ դրանով իսկ առանձնացնելով չիպը: SD-ի առավելությունները լազերային կտրման ավանդական մեթոդի նկատմամբ հետևյալն են. նախ չկա սիլիցիումի բեկորներ. երկրորդը, միջանցքը (Kerf. գրագրի ակոսի լայնությունը) նեղ է, ուստի ավելի շատ չիպեր կարելի է ձեռք բերել: Բացի այդ, կլեպի և ճաքերի երևույթը զգալիորեն կկրճատվի՝ օգտագործելով SD մեթոդը, որը վճռորոշ է կտրման ընդհանուր որակի համար: Հետևաբար, SD մեթոդը, ամենայն հավանականությամբ, ապագայում կդառնա ամենատարածված տեխնոլոգիան:

Պլազմային խորանարդիկներ
Պլազմային կտրումը վերջերս մշակված տեխնոլոգիա է, որն օգտագործում է պլազմային փորագրություն՝ արտադրական (Fab) գործընթացում կտրելու համար: Պլազմայի կտրումը հեղուկների փոխարեն օգտագործում է կիսագազային նյութեր, ուստի շրջակա միջավայրի վրա ազդեցությունը համեմատաբար փոքր է: Եվ ընդունված է ամբողջ վաֆլի միանգամից կտրելու մեթոդը, ուստի «կտրելու» արագությունը համեմատաբար արագ է։ Այնուամենայնիվ, պլազմայի մեթոդը որպես հումք օգտագործում է քիմիական ռեակցիայի գազը, և փորագրման գործընթացը շատ բարդ է, ուստի դրա գործընթացի հոսքը համեմատաբար դժվար է: Բայց համեմատած «շեղբով» և լազերային կտրման հետ, պլազմային կտրումը չի վնասում վաֆլի մակերեսին, դրանով իսկ նվազեցնելով թերության մակարդակը և ստանալով ավելի շատ չիպեր:

Վերջերս, քանի որ վաֆլի հաստությունը կրճատվել է մինչև 30 մկմ, և օգտագործվում են շատ պղինձ (Cu) կամ ցածր դիէլեկտրական հաստատուն նյութեր (Low-k): Հետևաբար, փորվածքները (Burr) կանխելու համար նախընտրելի կլինեն նաև պլազմայի կտրման մեթոդները: Իհարկե, պլազմայի կտրման տեխնոլոգիան նույնպես մշտապես զարգանում է։ Կարծում եմ, որ մոտ ապագայում մի օր օֆորտի ժամանակ հատուկ դիմակ կրելու կարիք չի լինի, քանի որ սա պլազմայի կտրման հիմնական զարգացման ուղղությունն է։

Քանի որ վաֆլի հաստությունը շարունակաբար կրճատվել է 100 մկմ-ից մինչև 50 մկմ, այնուհետև մինչև 30 մկմ, անկախ չիպերի ստացման կտրման մեթոդները նույնպես փոխվել և զարգանում են՝ «կոտրվելուց» և «շեղբով» կտրումից մինչև լազերային կտրում և պլազմային կտրում: Թեև կտրման ավելի հասուն մեթոդները մեծացրել են բուն կտրման գործընթացի արտադրության արժեքը, մյուս կողմից՝ զգալիորեն նվազեցնելով անցանկալի երևույթները, ինչպիսիք են կլեպը և ճաքելը, որոնք հաճախ տեղի են ունենում կիսահաղորդչային չիպերի կտրման ժամանակ և ավելացնելով մեկ միավորի վաֆլի համար ստացվող չիպերի քանակը: , մեկ չիպի արտադրության արժեքը ցույց է տվել նվազման միտում։ Իհարկե, վաֆլի մեկ միավորի մակերեսով ստացված չիպերի քանակի աճը սերտորեն կապված է խորանարդի փողոցի լայնության կրճատման հետ: Օգտագործելով պլազմային կտրումը, կարելի է ձեռք բերել մոտ 20% ավելի շատ չիպսեր՝ համեմատած «շեղբով» կտրման մեթոդի հետ, որը նաև հիմնական պատճառն է, թե ինչու մարդիկ ընտրում են պլազմային կտրումը: Վաֆլի մշակման և փոփոխության, չիպերի տեսքի և փաթեթավորման մեթոդների հետ մեկտեղ առաջանում են նաև կտրման տարբեր գործընթացներ, ինչպիսիք են վաֆլի մշակման տեխնոլոգիան և DBG-ն: