A napolitanatrebuie să treacă prin trei modificări pentru a deveni un adevărat cip semiconductor: mai întâi, lingoul în formă de bloc este tăiat în napolitane; în al doilea proces, tranzistorii sunt gravați pe partea frontală a plachetei prin procesul anterior; în final se realizează ambalarea, adică prin procesul de tăiere, celnapolitanadevine un cip semiconductor complet. Se poate observa că procesul de ambalare aparține procesului de back-end. În acest proces, napolitana va fi tăiată în mai multe așchii hexaedrice individuale. Acest proces de obținere a așchiilor independente se numește „Singulare”, iar procesul de tăiere a plăcii de napolitană în cuboizi independente se numește „tăiere a napolitanelor (Die Sawing)”. Recent, odată cu îmbunătățirea integrării semiconductorilor, grosimea denapolitanea devenit din ce în ce mai subțire, ceea ce desigur aduce multă dificultate procesului de „singularizare”.
Evoluția tăierii de napolitane
Procesele front-end și back-end au evoluat prin interacțiune în diferite moduri: evoluția proceselor back-end poate determina structura și poziția așchiilor mici hexaedrului separate de matriță penapolitana, precum și structura și poziția pad-urilor (căilor de conectare electrică) pe wafer; dimpotrivă, evoluția proceselor front-end a schimbat procesul și metoda denapolitanasubțierea spatelui și „dicing cuburi” în procesul de back-end. Prin urmare, aspectul din ce în ce mai sofisticat al pachetului va avea un impact mare asupra procesului de back-end. Mai mult decât atât, numărul, procedura și tipul de tăiere se vor modifica în mod corespunzător în funcție de schimbarea aspectului pachetului.
Scribe Dicing
În primele zile, „ruperea” prin aplicarea forței externe a fost singura metodă de tăiere în cuburi care putea divizanapolitanaîn hexaedru moare. Cu toate acestea, această metodă are dezavantajele de așchiere sau crăpare a marginii cipului mic. În plus, deoarece bavurile de pe suprafața metalică nu sunt complet îndepărtate, suprafața tăiată este, de asemenea, foarte aspră.
Pentru a rezolva această problemă a luat ființă metoda de tăiere „Scribing”, adică înainte de „spărgere”, suprafațanapolitanaeste tăiat la aproximativ jumătate din adâncime. „Scribing”, așa cum sugerează și numele, se referă la utilizarea unui rotor pentru a tăia (tăiat pe jumătate) partea frontală a plachetei în avans. În primele zile, cele mai multe napolitane sub 6 inci foloseau această metodă de tăiere, mai întâi „tăierea” între așchii și apoi „ruperea”.
Tăierea cu lame sau tăierea cu lamă
Metoda de tăiere „Scribing” sa dezvoltat treptat în metoda de tăiere (sau tăiere) „Blade dicing”, care este o metodă de tăiere folosind o lamă de două sau trei ori la rând. Metoda de tăiere „Blade” poate compensa fenomenul de desprindere a așchiilor mici la „ruperea” după „cretare” și poate proteja așchiile mici în timpul procesului de „singularizare”. Tăierea cu „lamă” este diferită de tăierea anterioară cu „cuburi”, adică după o tăiere cu „lamă”, nu se „rupe”, ci se taie din nou cu o lamă. Prin urmare, se mai numește și metoda „dicing cu pas”.
Pentru a proteja napolitana de deteriorarea externă în timpul procesului de tăiere, o peliculă va fi aplicată în prealabil pe napolitană pentru a asigura o „singurare” mai sigură. În timpul procesului de „măcinare înapoi”, filmul va fi atașat de partea frontală a napolitanei. Dar, dimpotrivă, în tăierea cu „lamă”, filmul ar trebui să fie atașat pe spatele plachetei. În timpul lipirii matrițelor eutectice (legarea matriței, fixarea cipurilor separate pe PCB sau pe cadru fix), filmul atașat la spate va cădea automat. Datorită frecării mari în timpul tăierii, apa DI ar trebui să fie pulverizată continuu din toate direcțiile. În plus, rotorul ar trebui să fie atașat cu particule de diamant, astfel încât feliile să poată fi tăiate mai bine. În acest moment, tăietura (grosimea lamei: lățimea canelurii) trebuie să fie uniformă și nu trebuie să depășească lățimea canelurii de tăiere cubulețe.
Multă vreme, tăierea a fost cea mai utilizată metodă tradițională de tăiere. Cel mai mare avantaj al său este că poate tăia un număr mare de napolitane într-un timp scurt. Cu toate acestea, dacă viteza de alimentare a feliei este mult crescută, posibilitatea de decojire a muchiei chipletului va crește. Prin urmare, numărul de rotații ale rotorului trebuie controlat de aproximativ 30.000 de ori pe minut. Se poate observa că tehnologia procesului de semiconductor este adesea un secret acumulat lent printr-o perioadă lungă de acumulare și încercări și erori (în secțiunea următoare despre legarea eutectică, vom discuta conținutul despre tăiere și DAF).
Tăierea cuburi înainte de măcinare (DBG): secvența de tăiere a schimbat metoda
Când tăierea cu lamă este efectuată pe o napolitană cu diametrul de 8 inchi, nu este nevoie să vă faceți griji cu privire la exfolierea sau crăparea marginii chipletului. Dar pe măsură ce diametrul plachetei crește la 21 de inci și grosimea devine extrem de subțire, fenomenele de decojire și crăpare încep să apară din nou. Pentru a reduce semnificativ impactul fizic asupra napolitanei în timpul procesului de tăiere, metoda DBG de „taiere cuburi înainte de măcinare” înlocuiește secvența tradițională de tăiere. Spre deosebire de metoda tradițională de tăiere cu „lamă” care taie continuu, DBG efectuează mai întâi o tăiere cu „lamă”, apoi subțiază treptat grosimea plachetei prin subțierea continuă a părții din spate până când așchiul este despicat. Se poate spune că DBG este o versiune îmbunătățită a metodei anterioare de tăiere cu „lamă”. Deoarece poate reduce impactul celei de-a doua tăieturi, metoda DBG a fost popularizată rapid în „ambalarea la nivel de napolitană”.
Cuburi cu laser
Procesul WLCSP (wafer-level chip scale package) utilizează în principal tăierea cu laser. Tăierea cu laser poate reduce fenomene precum decojirea și crăparea, obținând astfel așchii de calitate mai bună, dar atunci când grosimea plachetei este mai mare de 100μm, productivitatea va fi mult redusă. Prin urmare, este folosit mai ales pe napolitane cu o grosime mai mică de 100μm (relativ subțire). Tăierea cu laser decupează siliciul prin aplicarea unui laser de înaltă energie pe canelura inscripționată a plachetei. Cu toate acestea, atunci când se utilizează metoda de tăiere cu laser convențional (Laser convențional), trebuie aplicată în prealabil o peliculă de protecție pe suprafața plachetei. Deoarece încălzirea sau iradierea suprafeței plachetei cu laser, aceste contacte fizice vor produce caneluri pe suprafața plachetei, iar fragmentele de siliciu tăiate vor adera de asemenea la suprafață. Se poate observa că metoda tradițională de tăiere cu laser taie direct și suprafața plachetei și, în acest sens, este similară cu metoda de tăiere cu „lamă”.
Stealth Dicing (SD) este o metodă de tăiere mai întâi a interiorului plachetei cu energie laser și apoi aplicarea unei presiuni externe pe banda atașată la spate pentru a o rupe, separând astfel cipul. Când se aplică presiune pe banda de pe spate, napolitana va fi ridicată instantaneu în sus datorită întinderii benzii, separând astfel cipul. Avantajele SD față de metoda tradițională de tăiere cu laser sunt: în primul rând, nu există resturi de siliciu; în al doilea rând, tăietura (Kerf: lățimea canelurii de scriere) este îngustă, astfel încât se pot obține mai multe așchii. În plus, fenomenul de decojire și crăpare va fi redus foarte mult folosind metoda SD, care este crucială pentru calitatea generală a tăierii. Prin urmare, este foarte probabil ca metoda SD să devină cea mai populară tehnologie în viitor.
Cubulețe cu plasmă
Tăierea cu plasmă este o tehnologie recent dezvoltată care utilizează gravarea cu plasmă pentru a tăia în timpul procesului de fabricație (Fab). Tăierea cu plasmă folosește materiale semigaz în loc de lichide, astfel încât impactul asupra mediului este relativ mic. Și este adoptată metoda de tăiere a întregii napolitane la un moment dat, astfel încât viteza de „tăiere” este relativ rapidă. Cu toate acestea, metoda cu plasmă folosește gaz de reacție chimică ca materie primă, iar procesul de gravare este foarte complicat, astfel încât fluxul său de proces este relativ greoi. Dar, în comparație cu tăierea „cu lamă” și tăierea cu laser, tăierea cu plasmă nu dăunează suprafeței plachetei, reducând astfel rata defectelor și obținând mai multe așchii.
Recent, deoarece grosimea plachetei a fost redusă la 30 μm și sunt utilizate o mulțime de materiale de cupru (Cu) sau cu constantă dielectrică scăzută (Low-k). Prin urmare, pentru a preveni bavurile (Burr), vor fi favorizate și metodele de tăiere cu plasmă. Desigur, tehnologia de tăiere cu plasmă este, de asemenea, în continuă dezvoltare. Cred că în viitorul apropiat, într-o zi nu va mai fi nevoie să purtați o mască specială la gravare, deoarece aceasta este o direcție majoră de dezvoltare a tăierii cu plasmă.
Deoarece grosimea vaferelor a fost redusă în mod continuu de la 100μm la 50μm și apoi la 30μm, metodele de tăiere pentru obținerea așchiilor independente s-au schimbat și s-au dezvoltat și de la „ruperea” și tăierea „cu lamă” la tăierea cu laser și tăierea cu plasmă. Deși metodele de tăiere din ce în ce mai mature au crescut costul de producție al procesului de tăiere în sine, pe de altă parte, prin reducerea semnificativă a fenomenelor nedorite precum decojirea și crăparea care apar adesea în tăierea așchiilor semiconductoare și creșterea numărului de așchii obținute pe unitate de napolitană. , costul de producție al unui singur cip a prezentat o tendință descendentă. Desigur, creșterea numărului de jetoane obținute pe unitatea de suprafață a napolitanei este strâns legată de reducerea lățimii străzii de tăiat cubulețe. Folosind tăierea cu plasmă, se pot obține aproape 20% mai multe așchii în comparație cu utilizarea metodei de tăiere cu „lamă”, care este, de asemenea, un motiv major pentru care oamenii aleg tăierea cu plasmă. Odată cu dezvoltarea și schimbările napolitanelor, aspectului așchiilor și metodelor de ambalare, apar și diverse procese de tăiere, cum ar fi tehnologia de prelucrare a napolitanelor și DBG.
Ora postării: Oct-10-2024