A oblatmora skozi tri spremembe, da postane pravi polprevodniški čip: najprej se ingot v obliki bloka razreže na rezine; v drugem postopku so tranzistorji vgravirani na sprednjo stran rezine skozi prejšnji postopek; končno se izvede pakiranje, to je skozi proces rezanja, tjoblatpostane popoln polprevodniški čip. Vidi se, da proces pakiranja spada v zaledni proces. V tem procesu bo rezina razrezana na več heksaedrov, posameznih čipov. Ta postopek pridobivanja neodvisnih čipov se imenuje "Singulation", postopek žaganja rezalne plošče v neodvisne kvadre pa se imenuje "rezanje rezin (Die Sawing)". V zadnjem času se je z izboljšanjem integracije polprevodnikov debelinanapolitankepostaja vse tanjša, kar seveda prinaša veliko težav pri procesu »singulacije«.
Evolucija rezanja oblatov
Sprednji in zaledni procesi so se razvili skozi interakcijo na različne načine: razvoj zalednih procesov lahko določi strukturo in položaj majhnih heksaedrov, ločenih od matrice naoblat, kot tudi strukturo in položaj blazinic (poti električnih povezav) na rezini; ravno nasprotno, razvoj front-end procesov je spremenil proces in metodooblatnazaj redčenje in "die dicing" v zalednem procesu. Zato bo vse bolj prefinjen videz paketa močno vplival na zaledni proces. Poleg tega se število, postopek in vrsta rezanja ustrezno spreminjajo glede na spremembo videza embalaže.
Scribe Dicing
V zgodnjih dneh je bilo "lomljenje" z uporabo zunanje sile edina metoda rezanja na kocke, ki je lahko razdelilaoblatv heksaeder umre. Vendar pa ima ta metoda pomanjkljivosti, saj se rob majhnega odrezka drobi ali razpoka. Ker robovi na kovinski površini niso popolnoma odstranjeni, je tudi površina reza zelo groba.
Da bi rešili to težavo, se je pojavila metoda rezanja »Scribing«, torej pred »lomljenjem« površineoblatporežemo na približno polovico globine. "Scribing", kot že ime pove, se nanaša na uporabo impelerja za predhodno žaganje (razpolovitev) sprednje strani rezine. V zgodnjih dneh je večina rezin, manjših od 6 palcev, uporabljala to metodo rezanja, pri kateri so najprej "rezali" med čipe in nato "lomili".
Rezanje z rezilom ali žaganje z rezilom
Metoda rezanja »Scribing« se je postopoma razvila v metodo rezanja (ali žaganja) »Blade dicing«, ki je metoda rezanja z rezilom dvakrat ali trikrat zapored. Metoda rezanja "Blade" lahko nadomesti pojav luščenja majhnih ostružkov, ko se "zlomijo" po "piskanju", in lahko zaščiti majhne ostružke med postopkom "singulacije". Rezanje z rezilom je drugačno od prejšnjega rezanja z rezilom, to pomeni, da po rezu z rezilom ne gre za lomljenje, temveč ponovno rezanje z rezilom. Zato se imenuje tudi metoda "stopenjskega rezanja".
Da bi rezino zaščitili pred zunanjimi poškodbami med postopkom rezanja, bo na rezino vnaprej nanešena folija, ki bo zagotovila varnejše "enojenje". Med postopkom "povratnega brušenja" bo film pritrjen na sprednjo stran rezine. Toda ravno nasprotno, pri rezanju z "rezilom" je treba film pritrditi na zadnjo stran rezine. Med evtektičnim lepljenjem matrice (vezovanje matrice, pritrjevanje ločenih čipov na tiskano vezje ali fiksni okvir) bo film, pritrjen na zadnjo stran, samodejno odpadel. Zaradi velikega trenja med rezanjem je treba DI vodo neprekinjeno pršiti iz vseh smeri. Poleg tega je treba rotor pritrditi z diamantnimi delci, da se rezine bolje režejo. V tem času mora biti rez (debelina rezila: širina utora) enakomeren in ne sme presegati širine utora za kocke.
Že dolgo je bilo žaganje najbolj razširjen tradicionalni način rezanja. Njegova največja prednost je, da lahko v kratkem času nareže veliko število napolitank. Če pa se hitrost podajanja rezine močno poveča, se bo povečala možnost luščenja robov drobcev. Zato je treba število vrtljajev propelerja nadzorovati približno 30.000-krat na minuto. Vidimo lahko, da je tehnologija polprevodniškega postopka pogosto skrivnost, ki se nabira počasi skozi dolgo obdobje kopičenja ter poskusov in napak (v naslednjem razdelku o evtektični vezavi bomo razpravljali o vsebini o rezanju in DAF).
Rezanje na kocke pred mletjem (DBG): zaporedje rezanja je spremenilo metodo
Ko se rezilo izvaja na rezini s premerom 8 palcev, ni treba skrbeti, da bi se robovi odrezkov luščili ali razpokali. Toda ko se premer rezin poveča na 21 palcev in postane debelina izjemno tanka, se pojavi luščenja in pokanja začneta ponovno pojavljati. Da bi občutno zmanjšali fizični vpliv na rezino med postopkom rezanja, metoda DBG »narezovanje na kocke pred mletjem« nadomešča tradicionalno zaporedje rezanja. Za razliko od tradicionalne metode rezanja z "rezilom", ki reže neprekinjeno, DBG najprej izvede rez z "rezilom", nato pa postopoma tanjša debelino rezine z nenehnim tanjšanjem zadnje strani, dokler se odrezek ne razcepi. Lahko rečemo, da je DBG nadgrajena različica prejšnje metode rezanja z rezili. Ker lahko zmanjša vpliv drugega reza, je bila metoda DBG hitro popularizirana v "embalaži na ravni rezin".
Lasersko rezanje kock
Postopek WLCSP (wafer-level chip scale package) uporablja predvsem lasersko rezanje. Lasersko rezanje lahko zmanjša pojave, kot sta luščenje in razpoke, s čimer dobimo ostružke boljše kakovosti, toda ko je debelina rezin večja od 100 μm, bo produktivnost močno zmanjšana. Zato se večinoma uporablja na rezinah debeline manj kot 100 μm (relativno tanke). Lasersko rezanje reže silicij z uporabo visokoenergijskega laserja v rezalni utor rezine. Pri uporabi običajnega laserskega (Conventional Laser) načina rezanja pa je treba na površino rezine predhodno nanesti zaščitno folijo. Zaradi segrevanja ali obsevanja površine rezine z laserjem bodo ti fizični stiki povzročili utore na površini rezine, na površino pa se bodo oprijeli tudi odrezani delci silicija. Vidimo lahko, da tudi tradicionalna metoda laserskega rezanja neposredno reže površino rezine in je v tem pogledu podobna metodi rezanja z rezilom.
Stealth Dicing (SD) je metoda, pri kateri se notranjost rezine najprej razreže z lasersko energijo, nato pa z zunanjim pritiskom na trak, pritrjen na zadnji strani, ta prelomi in s tem loči čip. Ko pritisnete na trak na hrbtni strani, se bo rezina zaradi raztezanja traku takoj dvignila navzgor in s tem ločila čip. Prednosti SD pred tradicionalno metodo laserskega rezanja so: prvič, ni silicijevih ostankov; drugič, zarez (Kerf: širina zareznega utora) je ozek, tako da je mogoče dobiti več ostružkov. Poleg tega bo pojav luščenja in razpok močno zmanjšan z uporabo metode SD, ki je ključnega pomena za splošno kakovost rezanja. Zato bo metoda SD zelo verjetno postala najbolj priljubljena tehnologija v prihodnosti.
Plazemsko rezanje na kocke
Plazemsko rezanje je nedavno razvita tehnologija, ki uporablja plazemsko jedkanje za rezanje med proizvodnim procesom (Fab). Plazemsko rezanje uporablja polplinske materiale namesto tekočin, zato je vpliv na okolje relativno majhen. Sprejeta je tudi metoda rezanja celotne rezine naenkrat, tako da je hitrost "rezanja" razmeroma visoka. Vendar pa plazemska metoda kot surovino uporablja kemični reakcijski plin, postopek jedkanja pa je zelo zapleten, zato je njegov potek postopka razmeroma okoren. Toda v primerjavi z rezanjem z "rezili" in laserskim rezanjem plazemsko rezanje ne poškoduje površine rezin, s čimer se zmanjša stopnja napak in pridobi več odrezkov.
V zadnjem času, odkar se je debelina rezin zmanjšala na 30 μm, se uporablja veliko bakra (Cu) ali materialov z nizko dielektrično konstanto (Low-k). Zato bodo dajali prednost tudi metodam plazemskega rezanja, da bi preprečili nastajanje robov (Burr). Seveda se nenehno razvija tudi tehnologija plazemskega rezanja. Verjamem, da v bližnji prihodnosti nekega dne ne bo več treba nositi posebne maske pri jedkanju, ker je to glavna razvojna smer plazemskega rezanja.
Ker se je debelina rezin nenehno zmanjševala s 100 μm na 50 μm in nato na 30 μm, so se tudi metode rezanja za pridobivanje neodvisnih čipov spreminjale in razvijale od "lomljenja" in "rezilnega" rezanja do laserskega rezanja in plazemskega rezanja. Čeprav so vedno bolj zrele metode rezanja povečale proizvodne stroške samega postopka rezanja, pa so po drugi strani z občutnim zmanjšanjem nezaželenih pojavov, kot sta luščenje in razpoke, ki se pogosto pojavljajo pri rezanju polprevodniških čipov, in povečanjem števila čipov, pridobljenih na enoto rezine. , so proizvodni stroški enega samega čipa pokazali trend padanja. Seveda je povečanje števila žetonov, pridobljenih na enoto površine rezine, tesno povezano z zmanjšanjem širine ulice za kocke. Z uporabo plazemskega rezanja je mogoče pridobiti skoraj 20 % več ostružkov v primerjavi z uporabo metode rezanja z rezilom, kar je tudi glavni razlog, zakaj se ljudje odločajo za plazemsko rezanje. Z razvojem in spremembami rezin, videza čipov in načinov pakiranja se pojavljajo tudi različni postopki rezanja, kot sta tehnologija obdelave rezin in DBG.
Čas objave: 10. oktober 2024