A oblátkamusí prejsť tromi zmenami, aby sa stal skutočným polovodičovým čipom: najprv sa ingot v tvare bloku rozreže na doštičky; v druhom procese sú tranzistory vyryté na prednú stranu doštičky pomocou predchádzajúceho procesu; nakoniec sa uskutoční balenie, to znamená procesom rezaniaoblátkastáva úplným polovodičovým čipom. Je vidieť, že proces balenia patrí k back-end procesu. V tomto procese sa plátok rozreže na niekoľko hexaedrónových jednotlivých čipov. Tento proces získavania nezávislých čipov sa nazýva „Singulácia“ a proces rezania plátkovej dosky na nezávislé kvádre sa nazýva „rezanie plátkov (Die Sawing)“. V poslednej dobe, so zlepšením integrácie polovodičov, hrúbka ooblátkysa stáva čoraz tenšou, čo samozrejme prináša veľa ťažkostí do procesu „singulácie“.
Vývoj krájania oblátok
Front-end a back-end procesy sa vyvinuli prostredníctvom interakcie rôznymi spôsobmi: vývoj back-end procesov môže určiť štruktúru a polohu hexaedrónových malých čipov oddelených od matrice naoblátka, ako aj štruktúru a polohu podložiek (elektrické spojovacie dráhy) na doštičke; naopak, vývoj front-end procesov zmenil proces a metóduoblátkaspätné riedenie a „kockanie“ v back-end procese. Preto bude mať čoraz sofistikovanejší vzhľad balíka veľký vplyv na back-end proces. Navyše, počet, postup a typ krájania sa tiež zodpovedajúcim spôsobom zmení podľa zmeny vzhľadu balenia.
Scribe Dicing
V prvých dňoch bolo „lámanie“ pôsobením vonkajšej sily jedinou metódou krájania na kocky, ktorá mohla rozdeliťoblátkado šesťstenu zomrie. Táto metóda má však nevýhody v podobe odštiepenia alebo prasknutia okraja malej triesky. Okrem toho, keďže otrepy na kovovom povrchu nie sú úplne odstránené, povrch rezu je tiež veľmi drsný.
Na vyriešenie tohto problému vznikla metóda rezania „Scribing“, teda pred „rozbitím“ povrchuoblátkaje narezaný asi do polovice hĺbky. „Rybanie“, ako už názov napovedá, sa vzťahuje na použitie obežného kolesa na rozrezanie (narezanie na polovicu) prednej strany plátku vopred. V začiatkoch väčšina plátkov pod 6 palcov používala túto metódu rezania najprv „krájanie“ medzi triesky a potom „lámanie“.
Rezanie čepeľou alebo pílenie čepeľou
Metóda rezania „Scribing“ sa postupne vyvinula na metódu rezania (alebo pílenia) „Blade dicing“, čo je metóda rezania čepeľou dvakrát alebo trikrát za sebou. Metóda rezania „Blade“ môže kompenzovať fenomén odlupovania malých triesok pri „lámaní“ po „ryhovaní“ a môže chrániť malé triesky počas procesu „singulácie“. Rezanie „čepele“ sa líši od predchádzajúceho „kockatého“ krájania, to znamená, že po „čepelovom“ rezaní nedochádza k „lámaniu“, ale k opätovnému rezaniu čepeľou. Preto sa nazýva aj metóda „krokového krájania“.
Aby sa plátok chránil pred vonkajším poškodením počas procesu rezania, na plátok sa vopred nanesie fólia, aby sa zabezpečilo bezpečnejšie „jednotenie“. Počas procesu „spätného brúsenia“ bude fólia pripevnená k prednej časti oblátky. Ale naopak, pri rezaní „čepeľou“ by mal byť film pripevnený k zadnej časti plátku. Počas lepenia eutektickej matrice (spájanie matrice, upevnenie oddelených čipov na DPS alebo pevný rám) fólia pripevnená na zadnej strane automaticky odpadne. Z dôvodu vysokého trenia pri rezaní by mala byť DI voda striekaná nepretržite zo všetkých smerov. Okrem toho by obežné koleso malo byť pripevnené diamantovými časticami, aby sa plátky dali lepšie krájať. V tomto okamihu musí byť rez (hrúbka čepele: šírka drážky) rovnomerný a nesmie presiahnuť šírku drážky na kocky.
Po dlhú dobu bolo pílenie najpoužívanejším tradičným spôsobom rezania. Jeho najväčšou výhodou je, že dokáže narezať veľké množstvo oblátok za krátky čas. Ak sa však rýchlosť podávania plátku výrazne zvýši, zvýši sa možnosť odlupovania okrajov triesok. Preto by mal byť počet otáčok obežného kolesa riadený približne 30 000-krát za minútu. Je zrejmé, že technológia polovodičového procesu je často tajomstvom, ktoré sa pomaly hromadí počas dlhého obdobia akumulácie a pokusov a omylov (v ďalšej časti o eutektickom spájaní budeme diskutovať o obsahu o rezaní a DAF).
Kocky pred mletím (DBG): postupnosť rezania zmenila metódu
Keď sa rezanie čepeľou vykonáva na doštičke s priemerom 8 palcov, nie je potrebné sa obávať odlupovania alebo praskania hrán triesok. Ale keď sa priemer plátku zväčší na 21 palcov a hrúbka bude extrémne tenká, znovu sa začnú objavovať javy odlupovania a praskania. Aby sa výrazne znížil fyzický vplyv na plátok počas procesu rezania, metóda DBG „krájanie pred mletím“ nahrádza tradičnú postupnosť rezania. Na rozdiel od tradičnej „čepeľovej“ metódy rezania, ktorá reže kontinuálne, DBG najskôr vykoná „čepelový“ rez a potom postupne stenčuje hrúbku plátku nepretržitým stenčovaním zadnej strany, kým sa trieska nerozdelí. Dá sa povedať, že DBG je vylepšená verzia predchádzajúcej „čepelovej“ metódy rezania. Pretože môže znížiť vplyv druhého rezu, metóda DBG sa rýchlo spopularizovala v „balení na úrovni oblátok“.
Laserové krájanie
Proces balíka triesok na úrovni plátku (WLCSP) využíva hlavne rezanie laserom. Laserové rezanie môže znížiť javy, ako je odlupovanie a praskanie, čím sa získajú čipy vyššej kvality, ale keď je hrúbka plátku väčšia ako 100 μm, produktivita sa výrazne zníži. Preto sa väčšinou používa na doštičky s hrúbkou menšou ako 100μm (relatívne tenké). Laserové rezanie reže kremík aplikovaním vysokoenergetického lasera do drážky ryhy plátku. Pri použití konvenčnej metódy rezania laserom (Conventional Laser) je však potrebné na povrch plátku vopred naniesť ochranný film. Pretože zahrievanie alebo ožarovanie povrchu plátku laserom, tieto fyzické kontakty vytvoria drážky na povrchu plátku a narezané úlomky kremíka tiež priľnú k povrchu. Je vidieť, že tradičná metóda rezania laserom priamo reže aj povrch plátku a v tomto smere je podobná metóde rezania „čepeľou“.
Stealth Dicing (SD) je metóda, pri ktorej sa najprv vyreže vnútro plátku laserovou energiou a potom sa na pásku pripevnenú na zadnej strane použije vonkajší tlak, aby sa prerušila, čím sa oddelí čip. Keď zatlačíte na pásku na zadnej strane, plátok sa okamžite zdvihne nahor v dôsledku natiahnutia pásky, čím sa oddelí čip. Výhody SD oproti tradičnej metóde rezania laserom sú: po prvé, nie sú tam žiadne zvyšky kremíka; po druhé, zárez (Kerf: šírka rycej drážky) je úzky, takže je možné získať viac triesok. Okrem toho sa pri použití metódy SD výrazne zníži jav odlupovania a praskania, čo je rozhodujúce pre celkovú kvalitu rezu. Preto je veľmi pravdepodobné, že metóda SD sa v budúcnosti stane najobľúbenejšou technológiou.
Plazmové krájanie
Plazmové rezanie je nedávno vyvinutá technológia, ktorá využíva plazmové leptanie na rezanie počas výrobného (Fab) procesu. Plazmové rezanie využíva poloplynové materiály namiesto kvapalín, takže dopad na životné prostredie je relatívne malý. A je prijatá metóda rezania celého plátku naraz, takže rýchlosť „rezania“ je relatívne vysoká. Plazmová metóda však využíva chemický reakčný plyn ako surovinu a proces leptania je veľmi komplikovaný, takže jeho procesný tok je pomerne ťažkopádny. V porovnaní s rezaním „čepeľou“ a rezaním laserom však plazmové rezanie nespôsobuje poškodenie povrchu plátku, čím sa znižuje chybovosť a získava sa viac triesok.
V poslednej dobe sa hrúbka plátku znížila na 30 μm a používa sa veľa medi (Cu) alebo materiálov s nízkou dielektrickou konštantou (Low-k). Preto, aby sa predišlo otrepom (Burr), budú uprednostňované aj metódy plazmového rezania. Samozrejme aj technológia plazmového rezania sa neustále vyvíja. Verím, že v blízkej budúcnosti raz nebude potrebné nosiť špeciálnu masku pri leptaní, pretože ide o hlavný vývojový smer plazmového rezania.
Keďže hrúbka plátkov sa kontinuálne zmenšovala zo 100 μm na 50 μm a potom na 30 μm, menili sa a vyvíjali sa aj spôsoby rezania na získanie nezávislých triesok od „lámania“ a „čepeľového“ rezania po rezanie laserom a plazmové rezanie. Hoci čoraz vyspelejšie metódy rezania zvýšili výrobné náklady na samotný proces rezania, na druhej strane výrazným znížením nežiaducich javov, ako je odlupovanie a praskanie, ktoré sa často vyskytujú pri rezaní polovodičových triesok, a zvýšením počtu triesok získaných na jednotku plátku , výrobné náklady na jeden čip vykazovali klesajúci trend. Samozrejme, zvýšenie počtu získaných čipov na jednotku plochy oblátky úzko súvisí so zmenšením šírky krájacej ulice. Použitím plazmového rezania je možné získať takmer o 20 % viac triesok v porovnaní s použitím metódy „čepelového“ rezania, čo je tiež hlavný dôvod, prečo si ľudia vyberajú plazmové rezanie. S vývojom a zmenami doštičiek, vzhľadu triesok a spôsobov balenia sa objavujú aj rôzne procesy rezania ako technológia spracovania plátkov a DBG.
Čas odoslania: 10. októbra 2024