A vafeleir jāiziet trīs izmaiņas, lai kļūtu par īstu pusvadītāju mikroshēmu: pirmkārt, bloka formas lietni sagriež plāksnēs; otrajā procesā tranzistori tiek iegravēti vafeles priekšpusē, izmantojot iepriekšējo procesu; visbeidzot, tiek veikta iepakošana, tas ir, griešanas procesāvafelekļūst par pilnīgu pusvadītāju mikroshēmu. Var redzēt, ka iepakošanas process pieder pie aizmugures procesa. Šajā procesā vafele tiks sagriezta vairākās sešskaldņa atsevišķās mikroshēmās. Šo neatkarīgo mikroshēmu iegūšanas procesu sauc par “Singulāciju”, bet vafeļu plātnes sazāģēšanu neatkarīgos kuboīdos sauc par “vafeļu griešanu (die Sawing)”. Nesen, uzlabojot pusvadītāju integrāciju, biezumsvafelesir kļuvis plānāks un plānāks, kas, protams, rada daudz grūtību “singulācijas” procesā.
Vafeļu griešanas evolūcija
Priekšgala un aizmugures procesi ir attīstījušies, mijiedarbojoties dažādos veidos: aizmugures procesu attīstība var noteikt heksaedra mazo mikroshēmu struktūru un novietojumu, kas ir atdalītas no matricas uzvafele, kā arī spilventiņu (elektrisko savienojumu ceļu) uzbūvi un novietojumu uz vafeles; gluži pretēji, priekšgala procesu attīstība ir mainījusi procesu un metodivafelemuguras retināšana un "griešana kubiņos" aizmugures procesā. Tāpēc arvien izsmalcinātāks iepakojuma izskats ļoti ietekmēs aizmugures procesu. Turklāt atbilstoši iepakojuma izskata izmaiņām attiecīgi mainīsies arī kubiņu griešanas skaits, procedūra un veids.
Scribe Dicing
Agrīnās dienās “lauzšana”, pieliekot ārēju spēku, bija vienīgā griešanas kubiņos metode, kas varēja sadalītvafeleheksaedrā mirst. Tomēr šai metodei ir trūkumi, piemēram, mazās skaidas malas plaisāšana vai plaisāšana. Turklāt, tā kā urbumi uz metāla virsmas nav pilnībā noņemti, griezuma virsma ir arī ļoti raupja.
Lai atrisinātu šo problēmu, tika ieviesta griešanas metode “Scribing”, tas ir, pirms “salūšanas” virsmas.vafeletiek nogriezts apmēram uz pusi no dziļuma. Kā norāda nosaukums, “rakstīšana” attiecas uz lāpstiņriteņa izmantošanu, lai iepriekš zāģētu (pārgrieztu uz pusēm) vafeles priekšpusi. Agrīnās dienās lielākā daļa vafeļu, kuru garums bija mazāks par 6 collām, izmantoja šo griešanas metodi, vispirms “sagriežot” starp skaidām un pēc tam “salaužot”.
Asmens griešana kubiņos vai asmeņu zāģēšana
Griešanas metode “Scribing” pakāpeniski attīstījās par griešanas (jeb zāģēšanas) metodi “Asmens kubiņos”, kas ir griešanas metode, izmantojot asmeni divas vai trīs reizes pēc kārtas. Griešanas metode “Asmens” var kompensēt parādību, kad mazas skaidas nolobās, “lūzt” pēc “norakšanas”, un var aizsargāt mazas skaidas “singulācijas” procesa laikā. “Asmens” griešana atšķiras no iepriekšējās “griešanas kubiņos”, tas ir, pēc “asmens” griešanas notiek nevis “lūšana”, bet gan griešana vēlreiz ar asmeni. Tāpēc to sauc arī par “step diting” metodi.
Lai pasargātu vafeles no ārējiem bojājumiem griešanas procesā, vafelei iepriekš tiks uzklāta plēve, lai nodrošinātu drošāku “savienošanu”. “Aizmugures slīpēšanas” procesā plēve tiks piestiprināta vafeles priekšpusē. Bet gluži pretēji, griežot “asmeni”, plēve jāpiestiprina vafeles aizmugurē. Eitektiskās savienošanas laikā (savienošana, atdalīto mikroshēmu nostiprināšana uz PCB vai fiksētā rāmja) aizmugurē piestiprinātā plēve automātiski nokrīt. Lielās berzes dēļ griešanas laikā DI ūdens ir nepārtraukti jāsmidzina no visiem virzieniem. Turklāt lāpstiņriteni vajadzētu piestiprināt ar dimanta daļiņām, lai šķēles varētu labāk sagriezt. Šajā laikā griezumam (asmens biezums: rievas platums) jābūt vienmērīgam un nedrīkst pārsniegt kubiņos iegriešanas rievas platumu.
Jau ilgu laiku zāģēšana ir bijusi visplašāk izmantotā tradicionālā griešanas metode. Tā lielākā priekšrocība ir tā, ka īsā laikā var sagriezt lielu skaitu vafeļu. Tomēr, ja šķēles padeves ātrums ir ievērojami palielināts, palielināsies skaidu malu lobīšanās iespēja. Tāpēc lāpstiņriteņa apgriezienu skaits jākontrolē aptuveni 30 000 reižu minūtē. Var redzēt, ka pusvadītāju procesa tehnoloģija bieži vien ir noslēpums, kas lēnām uzkrājas ilgstošas uzkrāšanas un izmēģinājumu un kļūdu laikā (nākamajā sadaļā par eitektisko savienošanu mēs apspriedīsim saturu par griešanu un DAF).
Griešana kubiņos pirms slīpēšanas (DBG): griešanas secība ir mainījusi metodi
Ja asmeni griež 8 collu diametra vafelei, nav jāuztraucas par skaidu malu lobīšanos vai plaisāšanu. Bet, tā kā vafeles diametrs palielinās līdz 21 collai un biezums kļūst ārkārtīgi plāns, atkal sāk parādīties lobīšanās un plaisāšanas parādības. Lai ievērojami samazinātu fizisko ietekmi uz vafeles griešanas procesā, DBG metode “griešana kubiņos pirms slīpēšanas” aizstāj tradicionālo griešanas secību. Atšķirībā no tradicionālās “asmens” griešanas metodes, kas griež nepārtraukti, DBG vispirms veic “asmens” griešanu un pēc tam pakāpeniski atšķaida vafeles biezumu, nepārtraukti retinot aizmuguri, līdz skaida tiek sadalīta. Var teikt, ka DBG ir iepriekšējās “asmens” griešanas metodes modernizēta versija. Tā kā tā var samazināt otrā griezuma ietekmi, DBG metode ir strauji popularizēta “vafeļu līmeņa iepakojumā”.
Lāzera kubiņos
Vafeļu līmeņa mikroshēmu mēroga pakotnes (WLCSP) procesā galvenokārt tiek izmantota lāzergriešana. Lāzergriešana var samazināt tādas parādības kā lobīšanās un plaisāšana, tādējādi iegūstot labākas kvalitātes skaidas, bet, ja vafeles biezums ir lielāks par 100 μm, produktivitāte ievērojami samazināsies. Tāpēc to galvenokārt izmanto plāksnēm, kuru biezums ir mazāks par 100 μm (salīdzinoši plānas). Lāzera griešana sagriež silīciju, pieliekot lielas enerģijas lāzeru uz vafeles rievas. Tomēr, izmantojot parasto lāzera (Conventional Laser) griešanas metodi, iepriekš uz vafeļu virsmas jāuzklāj aizsargplēve. Tā kā vafeles virsmas karsēšana vai apstarošana ar lāzeru, šie fiziskie kontakti veidos rievas uz vafeles virsmas, un nogrieztie silīcija fragmenti arī pieķersies pie virsmas. Redzams, ka tradicionālā lāzergriešanas metode arī tieši griež vafeles virsmu, un šajā ziņā tā ir līdzīga “asmens” griešanas metodei.
Stealth Dicing (SD) ir metode, kurā vispirms ar lāzera enerģiju sagriež vafeles iekšpusi un pēc tam pieliek ārēju spiedienu uz lenti, kas piestiprināta aizmugurē, lai to salauztu, tādējādi atdalot mikroshēmu. Piespiežot lenti aizmugurē, lentes stiepšanās dēļ vafele uzreiz tiks pacelta uz augšu, tādējādi atdalot mikroshēmu. SD priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālo lāzergriešanas metodi ir šādas: pirmkārt, tajā nav silīcija gružu; otrkārt, izgriezums (Kerf: rievas platums) ir šaurs, tāpēc var iegūt vairāk skaidu. Turklāt lobīšanās un plaisāšanas parādība tiks ievērojami samazināta, izmantojot SD metodi, kas ir ļoti svarīga griešanas vispārējai kvalitātei. Tāpēc SD metode, visticamāk, nākotnē kļūs par populārāko tehnoloģiju.
Plazmas kubiņos
Plazmas griešana ir nesen izstrādāta tehnoloģija, kas izmanto plazmas kodināšanu, lai grieztu ražošanas (Fab) procesā. Plazmas griešanai šķidrumu vietā izmanto pusgāzes materiālus, tāpēc ietekme uz vidi ir salīdzinoši neliela. Un tiek pieņemta visas vafeles griešanas metode vienā reizē, tāpēc “griešanas” ātrums ir salīdzinoši ātrs. Tomēr plazmas metode kā izejvielu izmanto ķīmiskās reakcijas gāzi, un kodināšanas process ir ļoti sarežģīts, tāpēc tā procesa plūsma ir salīdzinoši apgrūtinoša. Taču, salīdzinot ar “asmens” griešanu un lāzergriešanu, plazmas griešana nerada bojājumus vafeles virsmai, tādējādi samazinot defektu biežumu un iegūstot vairāk šķembu.
Pēdējā laikā vafeļu biezums ir samazināts līdz 30 μm un tiek izmantots daudz vara (Cu) vai zemas dielektriskās konstantes (Zemas k) materiālu. Tāpēc priekšroka tiks dota arī plazmas griešanas metodēm, lai novērstu urbumu veidošanos (Burr). Protams, nepārtraukti attīstās arī plazmas griešanas tehnoloģija. Uzskatu, ka tuvākajā laikā kodējot nebūs jāvalkā īpaša maska, jo tas ir būtisks plazmas griešanas attīstības virziens.
Tā kā vafeļu biezums tiek nepārtraukti samazināts no 100 μm līdz 50 μm un pēc tam līdz 30 μm, arī griešanas metodes neatkarīgu mikroshēmu iegūšanai ir mainījušās un attīstījušās no “laušanas” un “asmens” griešanas līdz lāzergriešanai un plazmas griešanai. Lai gan arvien nobriedušākas griešanas metodes ir palielinājušas paša griešanas procesa ražošanas izmaksas, no otras puses, ievērojami samazinot nevēlamās parādības, piemēram, lobīšanos un plaisāšanu, kas bieži rodas pusvadītāju mikroshēmu griešanā, un palielinot iegūto mikroshēmu skaitu uz vafeles vienību. , vienas mikroshēmas ražošanas izmaksas ir uzrādījušas lejupejošu tendenci. Protams, iegūto mikroshēmu skaita pieaugums uz vafeles laukuma vienību ir cieši saistīts ar kubiņos iecirtās ielas platuma samazināšanos. Izmantojot plazmas griešanu, var iegūt gandrīz par 20% vairāk skaidu, salīdzinot ar "asmens" griešanas metodi, kas arī ir galvenais iemesls, kāpēc cilvēki izvēlas plazmas griešanu. Attīstoties un mainoties vafelēm, skaidu izskatam un iepakošanas metodēm, parādās arī dažādi griešanas procesi, piemēram, vafeļu apstrādes tehnoloģija un DBG.
Izlikšanas laiks: 10.10.2024