Meshëprerja është një nga hallkat e rëndësishme në prodhimin e gjysmëpërçuesve të energjisë. Ky hap është projektuar për të ndarë me saktësi qarqet individuale të integruara ose çipat nga vaferat gjysmëpërçuese.
Çelësi përmeshëprerja duhet të jetë në gjendje të ndajë çipa individuale duke siguruar që strukturat dhe qarqet delikate të ngulitura nëmeshënuk janë dëmtuar. Suksesi ose dështimi i procesit të prerjes jo vetëm që ndikon në cilësinë e ndarjes dhe rendimentin e çipit, por gjithashtu lidhet drejtpërdrejt me efikasitetin e të gjithë procesit të prodhimit.
▲Tre lloje të zakonshme të prerjes së vaferës | Burimi: UÇK KINA
Aktualisht, e zakonshmemeshëproceset e prerjes ndahen në:
Prerja me teh: me kosto të ulët, zakonisht përdoret për më të trashëvafera
Prerje me laser: kosto e lartë, zakonisht përdoret për vafera me trashësi më shumë se 30μm
Prerja e plazmës: kosto e lartë, më shumë kufizime, zakonisht përdoret për vafera me trashësi më të vogël se 30μm
Prerja mekanike e tehut
Prerja me teh është një proces i prerjes përgjatë vijës së shkruesit nga një disk bluarje rrotullues me shpejtësi të lartë (teh). Tehu është bërë zakonisht nga materiali gërryes ose ultra i hollë diamanti, i përshtatshëm për prerje ose brazdë në vaferë silikoni. Megjithatë, si një metodë mekanike e prerjes, prerja me teh mbështetet në heqjen fizike të materialit, gjë që mund të çojë lehtësisht në copëzimin ose plasaritjen e skajit të çipit, duke ndikuar kështu në cilësinë e produktit dhe duke ulur rendimentin.
Cilësia e produktit përfundimtar të prodhuar nga procesi i sharimit mekanik ndikohet nga parametra të shumtë, duke përfshirë shpejtësinë e prerjes, trashësinë e tehut, diametrin e tehut dhe shpejtësinë e rrotullimit të tehut.
Prerja e plotë është metoda më themelore e prerjes me teh, e cila shkurton plotësisht pjesën e punës duke e prerë në një material të fiksuar (si p.sh. një shirit prerës).
▲ Prerje mekanike me teh - prerje e plotë | Rrjeti i burimit të imazhit
Gjysma e prerjes është një metodë përpunimi që prodhon një brazdë duke prerë në mes të pjesës së punës. Duke kryer vazhdimisht procesin e brazdës, mund të prodhohen pika në formë krehër dhe gjilpëre.
▲ Prerje mekanike e tehut - gjysmë prerje | Rrjeti i burimit të imazhit
Prerja e dyfishtë është një metodë përpunimi që përdor një sharrë prerëse të dyfishtë me dy boshtra për të kryer prerje të plota ose gjysmë në dy linja prodhimi në të njëjtën kohë. Sharra prerëse e dyfishtë ka dy boshte boshti. Përmes këtij procesi mund të arrihet xhiros e lartë.
▲ Prerje mekanike me teh-prerje e dyfishtë | Rrjeti i burimit të imazhit
Prerja me hapa përdor një sharrë prerëse të dyfishtë me dy boshtra për të kryer prerje të plota dhe gjysmë në dy faza. Përdorni tehe të optimizuara për prerjen e shtresës së instalimeve elektrike në sipërfaqen e vaferës dhe tehe të optimizuara për kristalin e mbetur të silikonit për të arritur përpunim me cilësi të lartë.
▲ Prerje mekanike me teh – prerje me hapa | Rrjeti i burimit të imazhit
Prerja me pjerrësi është një metodë përpunimi që përdor një teh me një skaj në formë V në skajin gjysmë të prerë për të prerë vaferën në dy faza gjatë procesit të prerjes me hapa. Procesi i zbërthimit kryhet gjatë procesit të prerjes. Prandaj, mund të arrihet forca e lartë e mykut dhe përpunimi me cilësi të lartë.
▲ Prerje mekanike me teh – prerje pjerrëse | Rrjeti i burimit të imazhit
Prerje me laser
Prerja me laser është një teknologji e prerjes së vaferës pa kontakt që përdor një rreze lazer të përqendruar për të ndarë çipat individualë nga vaferat gjysmëpërçuese. Rrezja e lazerit me energji të lartë fokusohet në sipërfaqen e vaferës dhe avullon ose heq materialin përgjatë vijës së prerjes së paracaktuar përmes proceseve të ablacionit ose dekompozimit termik.
▲ Diagrami i prerjes me laser | Burimi i imazhit: UÇK KINA
Llojet e lazerëve që përdoren gjerësisht aktualisht përfshijnë lazerët ultravjollcë, lazerët infra të kuqe dhe lazerët femtosekondë. Midis tyre, lazerët ultravjollcë përdoren shpesh për heqjen e saktë të ftohtë për shkak të energjisë së tyre të lartë të fotonit, dhe zona e prekur nga nxehtësia është jashtëzakonisht e vogël, gjë që mund të zvogëlojë në mënyrë efektive rrezikun e dëmtimit termik të vaferit dhe çipave të tij përreth. Lazerët me rreze infra të kuqe janë më të përshtatshëm për vafera më të trasha, sepse ato mund të depërtojnë thellë në material. Lazerët femtosekondë arrijnë heqjen e materialit me saktësi të lartë dhe efikase me transferim pothuajse të papërfillshëm të nxehtësisë përmes pulseve të dritës ultra të shkurtër.
Prerja me laser ka avantazhe të konsiderueshme mbi prerjen tradicionale me teh. Së pari, si një proces pa kontakt, prerja me lazer nuk kërkon presion fizik në vafer, duke reduktuar problemet e fragmentimit dhe plasaritjes të zakonshme në prerjen mekanike. Kjo veçori e bën prerjen me lazer veçanërisht të përshtatshme për përpunimin e vaferave të brishta ose ultra të holla, veçanërisht ato me struktura komplekse ose karakteristika të shkëlqyera.
▲ Diagrami i prerjes me laser | Rrjeti i burimit të imazhit
Për më tepër, saktësia dhe saktësia e lartë e prerjes me lazer i mundëson atij të fokusojë rrezen e lazerit në një madhësi jashtëzakonisht të vogël, të mbështesë modele komplekse prerjeje dhe të arrijë ndarjen e hapësirës minimale midis çipave. Kjo veçori është veçanërisht e rëndësishme për pajisjet gjysmëpërçuese të avancuara me përmasa në tkurrje.
Sidoqoftë, prerja me lazer ka gjithashtu disa kufizime. Krahasuar me prerjen me teh, është më e ngadaltë dhe më e shtrenjtë, veçanërisht në prodhimin në shkallë të gjerë. Përveç kësaj, zgjedhja e llojit të duhur të lazerit dhe optimizimi i parametrave për të siguruar heqjen efikase të materialit dhe zonën minimale të prekur nga nxehtësia mund të jetë sfiduese për materiale dhe trashësi të caktuara.
Prerje me ablacion me lazer
Gjatë prerjes së heqjes me lazer, rrezja e lazerit fokusohet saktësisht në një vend të caktuar në sipërfaqen e vaferës dhe energjia e lazerit drejtohet sipas një modeli prerjeje të paracaktuar, duke e prerë gradualisht vaferën deri në fund. Në varësi të kërkesave të prerjes, ky operacion kryhet duke përdorur një lazer pulsues ose një lazer me valë të vazhdueshme. Për të parandaluar dëmtimin e vaferës për shkak të ngrohjes së tepërt lokale të lazerit, përdoret uji ftohës për të ftohur dhe mbrojtur waferin nga dëmtimet termike. Në të njëjtën kohë, uji ftohës gjithashtu mund të heqë në mënyrë efektive grimcat e krijuara gjatë procesit të prerjes, të parandalojë ndotjen dhe të sigurojë cilësinë e prerjes.
Prerje e padukshme me lazer
Lazeri gjithashtu mund të fokusohet për të transferuar nxehtësinë në trupin kryesor të vaferit, një metodë e quajtur "prerje e padukshme me lazer". Për këtë metodë, nxehtësia nga lazeri krijon boshllëqe në korsitë e shkrimit. Këto zona të dobësuara më pas arrijnë një efekt të ngjashëm depërtimi duke u thyer kur vaferi shtrihet.
▲Procesi kryesor i prerjes së padukshme me lazer
Procesi i prerjes së padukshme është një proces lazer me përthithje të brendshme, në vend të ablacionit lazer ku lazeri absorbohet në sipërfaqe. Me prerje të padukshme, përdoret energjia e rrezes lazer me një gjatësi vale që është gjysmë transparente ndaj materialit të nënshtresës së vaferës. Procesi ndahet në dy hapa kryesorë, njëri është një proces i bazuar në lazer dhe tjetri është një proces i ndarjes mekanike.
▲Rrezja lazer krijon një vrimë nën sipërfaqen e vaferës dhe anët e përparme dhe të pasme nuk preken | Rrjeti i burimit të imazhit
Në hapin e parë, ndërsa rrezja lazer skanon vaferën, rrezja lazer fokusohet në një pikë specifike brenda vaferit, duke formuar një pikë plasaritjeje brenda. Energjia e rrezes bën që të krijohen një sërë çarjesh brenda, të cilat ende nuk janë shtrirë në të gjithë trashësinë e vaferës deri në sipërfaqet e sipërme dhe të poshtme.
▲ Krahasimi i vaferave të silikonit me trashësi 100μm të prera me metodën e tehut dhe metodës së prerjes së padukshme me lazer | Rrjeti i burimit të imazhit
Në hapin e dytë, shiriti i çipit në fund të vaferës zgjerohet fizikisht, gjë që shkakton stres në tërheqje në çarjet brenda vaferës, të cilat induktohen në procesin e laserit në hapin e parë. Ky sforcim bën që plasaritjet të shtrihen vertikalisht në sipërfaqet e sipërme dhe të poshtme të vaferës, dhe më pas ta ndajnë vaferën në copëza përgjatë këtyre pikave të prerjes. Në prerjen e padukshme, zakonisht përdoret gjysmë prerja ose gjysma e pjesës së poshtme për të lehtësuar ndarjen e vaferave në patate të skuqura ose patate të skuqura.
Përparësitë kryesore të prerjes së padukshme me lazer mbi ablacionin me lazer:
• Nuk kërkohet ftohës
• Nuk krijohen mbeturina
• Nuk ka zona të prekura nga nxehtësia që mund të dëmtojnë qarqet e ndjeshme
Prerja e plazmës
Prerja e plazmës (e njohur edhe si gravurja e plazmës ose gravurja e thatë) është një teknologji e avancuar e prerjes së vaferës që përdor gravimin e joneve reaktive (RIE) ose gdhendjen e joneve reaktive të thella (DRIE) për të ndarë çipat individuale nga vaferat gjysmëpërçuese. Teknologjia arrin prerjen duke hequr kimikisht materialin përgjatë linjave të paracaktuara të prerjes duke përdorur plazmën.
Gjatë procesit të prerjes së plazmës, vafera gjysmëpërçuese vendoset në një dhomë vakum, një përzierje gazi reaktive e kontrolluar futet në dhomë dhe një fushë elektrike aplikohet për të gjeneruar një plazmë që përmban një përqendrim të lartë të joneve reaktive dhe radikaleve. Këto specie reaktive ndërveprojnë me materialin e vaferës dhe heqin në mënyrë selektive materialin e vaferës përgjatë vijës së shkruesit përmes një kombinimi të reaksionit kimik dhe spërkatjes fizike.
Avantazhi kryesor i prerjes së plazmës është se redukton stresin mekanik në vafer dhe çip dhe redukton dëmtimin e mundshëm të shkaktuar nga kontakti fizik. Megjithatë, ky proces është më i ndërlikuar dhe kërkon më shumë kohë se metodat e tjera, veçanërisht kur kemi të bëjmë me vafera më të trasha ose materiale me rezistencë të lartë gravore, kështu që aplikimi i tij në prodhimin masiv është i kufizuar.
▲Rrjeti i burimit të imazhit
Në prodhimin e gjysmëpërçuesve, metoda e prerjes së vaferës duhet të zgjidhet bazuar në shumë faktorë, duke përfshirë vetitë e materialit të vaferës, madhësinë dhe gjeometrinë e çipit, saktësinë dhe saktësinë e kërkuar dhe koston dhe efikasitetin e përgjithshëm të prodhimit.
Koha e postimit: Shtator-20-2024