Gofretkesme, güç yarı iletken üretiminde önemli bağlantılardan biridir. Bu adım, bireysel entegre devreleri veya çipleri yarı iletken levhalardan doğru bir şekilde ayırmak için tasarlanmıştır.
anahtarıgofretkesme, hassas yapıların ve devrelerin entegre olmasını sağlarken bireysel talaşları ayırabilmektir.gofrethasar görmemiştir. Kesme işleminin başarısı veya başarısızlığı yalnızca talaşın ayırma kalitesini ve verimini etkilemez, aynı zamanda tüm üretim sürecinin verimliliğiyle de doğrudan ilişkilidir.
▲Görüntü kesmenin üç yaygın türü | Kaynak: KLA ÇİN
Şu anda ortakgofretkesme işlemleri ikiye ayrılır:
Bıçakla kesme: düşük maliyetli, genellikle daha kalın kesimler için kullanılırgofret
Lazer kesim: yüksek maliyet, genellikle kalınlığı 30μm'den fazla olan levhalar için kullanılır
Plazma kesme: yüksek maliyet, daha fazla kısıtlama, genellikle kalınlığı 30μm'den az olan levhalar için kullanılır
Mekanik bıçakla kesme
Bıçakla kesme, yüksek hızda dönen bir taşlama diski (bıçak) ile çizim çizgisi boyunca kesme işlemidir. Bıçak genellikle silikon levhalar üzerinde dilimleme veya oluk açmaya uygun aşındırıcı veya ultra ince elmas malzemeden yapılır. Bununla birlikte, mekanik bir kesme yöntemi olarak bıçakla kesme, talaş kenarının kolaylıkla ufalanmasına veya çatlamasına yol açabilen, dolayısıyla ürün kalitesini etkileyen ve verimi düşüren fiziksel malzeme kaldırma işlemine dayanır.
Mekanik testereleme işlemiyle üretilen nihai ürünün kalitesi, kesme hızı, bıçak kalınlığı, bıçak çapı ve bıçak dönüş hızı gibi birçok parametreden etkilenir.
Tam kesim, iş parçasını sabit bir malzemeye (dilimleme bandı gibi) keserek tamamen kesen en temel bıçaklı kesme yöntemidir.
▲ Mekanik bıçaklı kesme-tam kesim | Görüntü kaynağı ağı
Yarım kesim, iş parçasının ortasına kadar kesilerek oluk oluşturan bir işleme yöntemidir. Kanal açma işleminin sürekli yapılmasıyla tarak ve iğne şeklinde uçlar üretilebilmektedir.
▲ Mekanik bıçak kesme-yarım kesme | Görüntü kaynağı ağı
Çift kesim, iki üretim hattında aynı anda tam veya yarım kesim gerçekleştirmek için iki milli çift dilimleme testeresi kullanan bir işleme yöntemidir. Çift dilimleme testeresinin iki mil ekseni vardır. Bu işlemle yüksek verim elde edilebilir.
▲ Mekanik bıçaklı kesme-çift kesim | Görüntü kaynağı ağı
Kademeli kesimde, iki aşamada tam ve yarım kesim gerçekleştirmek için iki milli çift dilimleme testeresi kullanılır. Yüksek kaliteli işleme elde etmek için levhanın yüzeyindeki kablo katmanını kesmek için optimize edilmiş bıçakları ve kalan silikon tek kristal için optimize edilmiş bıçakları kullanın.
▲ Mekanik bıçakla kesme – kademeli kesme | Görüntü kaynağı ağı
Eğimli kesme, adımlı kesme işlemi sırasında gofreti iki aşamada kesmek için yarım kesme kenarında V şeklinde bir kenar bulunan bir bıçağın kullanıldığı bir işleme yöntemidir. Pah kırma işlemi kesme işlemi sırasında gerçekleştirilir. Bu nedenle yüksek kalıp mukavemeti ve kaliteli işleme sağlanabilmektedir.
▲ Mekanik bıçakla kesme – eğimli kesme | Görüntü kaynağı ağı
Lazer kesim
Lazer kesim, tek tek yongaları yarı iletken levhalardan ayırmak için odaklanmış bir lazer ışını kullanan temassız bir levha kesme teknolojisidir. Yüksek enerjili lazer ışını levhanın yüzeyine odaklanır ve ablasyon veya termal ayrışma işlemleri yoluyla önceden belirlenmiş kesme çizgisi boyunca malzemeyi buharlaştırır veya uzaklaştırır.
▲ Lazer kesim şeması | Resim kaynağı: KLA ÇİN
Şu anda yaygın olarak kullanılan lazer türleri arasında ultraviyole lazerler, kızılötesi lazerler ve femtosaniye lazerler bulunmaktadır. Bunların arasında ultraviyole lazerler, yüksek foton enerjileri nedeniyle hassas soğuk ablasyon için sıklıkla kullanılır ve ısıdan etkilenen bölge son derece küçüktür, bu da levhaya ve çevresindeki talaşlara termal hasar riskini etkili bir şekilde azaltabilir. Kızılötesi lazerler daha kalın plakalar için daha uygundur çünkü malzemenin derinliklerine nüfuz edebilirler. Femtosaniye lazerler, ultra kısa ışık darbeleri yoluyla neredeyse ihmal edilebilir ısı transferi ile yüksek hassasiyetli ve verimli malzeme kaldırma işlemi gerçekleştirir.
Lazer kesimin geleneksel bıçaklı kesime göre önemli avantajları vardır. İlk olarak, temassız bir işlem olarak lazer kesim, levha üzerinde fiziksel baskı gerektirmez, bu da mekanik kesimde yaygın olan parçalanma ve çatlama sorunlarını azaltır. Bu özellik, lazer kesimi, özellikle karmaşık yapılara veya ince özelliklere sahip olan, kırılgan veya ultra ince levhaların işlenmesi için özellikle uygun hale getirir.
▲ Lazer kesim şeması | Görüntü kaynağı ağı
Ek olarak, lazer kesimin yüksek hassasiyeti ve doğruluğu, lazer ışınını son derece küçük bir nokta boyutuna odaklamasına, karmaşık kesme modellerini desteklemesine ve talaşlar arasındaki minimum boşluğun ayrılmasını sağlamasına olanak tanır. Bu özellik, boyutları küçülen gelişmiş yarı iletken cihazlar için özellikle önemlidir.
Ancak lazer kesimin de bazı sınırlamaları vardır. Bıçakla kesmeyle karşılaştırıldığında özellikle büyük ölçekli üretimde daha yavaş ve daha pahalıdır. Ayrıca, doğru lazer tipini seçmek ve verimli malzeme kaldırma ve ısıdan etkilenen bölgenin minimum düzeyde olmasını sağlamak için parametreleri optimize etmek, belirli malzemeler ve kalınlıklar için zorlayıcı olabilir.
Lazer ablasyon kesimi
Lazer ablasyonlu kesim sırasında, lazer ışını levhanın yüzeyindeki belirli bir konuma hassas bir şekilde odaklanır ve lazer enerjisi, levhayı kademeli olarak tabana doğru keserek önceden belirlenmiş bir kesme modeline göre yönlendirilir. Kesim gereksinimlerine bağlı olarak bu işlem darbeli lazer veya sürekli dalga lazeri kullanılarak gerçekleştirilir. Lazerin aşırı lokal ısınması nedeniyle levhanın zarar görmesini önlemek amacıyla, levhayı soğutmak ve termal hasardan korumak için soğutma suyu kullanılır. Aynı zamanda soğutma suyu, kesme işlemi sırasında oluşan parçacıkları da etkili bir şekilde giderebilir, kirlenmeyi önleyebilir ve kesme kalitesini garanti edebilir.
Lazer görünmez kesim
Lazer aynı zamanda "görünmez lazer kesim" adı verilen bir yöntemle ısıyı levhanın ana gövdesine aktarmak üzere odaklanabilir. Bu yöntemde lazerden gelen ısı, yazma şeritlerinde boşluklar oluşturur. Bu zayıflatılmış alanlar daha sonra levha gerildiğinde kırılarak benzer bir nüfuz etme etkisi elde eder.
▲Lazer görünmez kesimin ana süreci
Görünmez kesme işlemi, lazerin yüzeyde emildiği lazer ablasyondan ziyade, dahili bir absorbsiyonlu lazer işlemidir. Görünmez kesimde, levha altlık malzemesine yarı saydam dalga boyuna sahip lazer ışını enerjisi kullanılır. İşlem iki ana adıma ayrılır; biri lazer bazlı işlem, diğeri ise mekanik ayırma işlemidir.
▲Lazer ışını levha yüzeyinin altında bir delik oluşturur ve ön ve arka taraflar etkilenmez | Görüntü kaynağı ağı
İlk adımda, lazer ışını levhayı tararken, lazer ışını levhanın içinde belirli bir noktaya odaklanarak içeride bir çatlama noktası oluşturur. Işın enerjisi, iç kısımda henüz levhanın tüm kalınlığı boyunca üst ve alt yüzeylere kadar yayılmamış bir dizi çatlağın oluşmasına neden olur.
▲Bıçak yöntemiyle kesilmiş 100μm kalınlığındaki silikon levhaların lazer görünmez kesme yöntemiyle karşılaştırılması | Görüntü kaynağı ağı
İkinci aşamada, levhanın alt kısmındaki talaş bandı fiziksel olarak genleştirilir ve bu da, birinci adımda lazer işleminde indüklenen levha içindeki çatlaklarda çekme gerilimine neden olur. Bu gerilim, çatlakların levhanın üst ve alt yüzeylerine dikey olarak uzanmasına ve ardından levhanın bu kesme noktaları boyunca talaşlara ayrılmasına neden olur. Görünmez kesmede, gofretlerin talaş veya talaşlara ayrılmasını kolaylaştırmak için genellikle yarım kesme veya alt taraftan yarım kesme kullanılır.
Görünmez lazer kesimin lazer ablasyona göre temel avantajları:
• Soğutma sıvısına gerek yoktur
• Hiçbir kalıntı oluşmaz
• Hassas devrelere zarar verebilecek ısıdan etkilenen bölgeler yoktur
Plazma kesme
Plazma kesme (plazma aşındırma veya kuru aşındırma olarak da bilinir), tek tek yongaları yarı iletken levhalardan ayırmak için reaktif iyon aşındırma (RIE) veya derin reaktif iyon aşındırma (DRIE) kullanan gelişmiş bir levha kesme teknolojisidir. Teknoloji, plazmayı kullanarak önceden belirlenmiş kesme çizgileri boyunca malzemeyi kimyasal olarak çıkararak kesme işlemini gerçekleştirir.
Plazma kesme işlemi sırasında, yarı iletken levha bir vakum odasına yerleştirilir, odaya kontrollü bir reaktif gaz karışımı verilir ve yüksek konsantrasyonda reaktif iyonlar ve radikaller içeren bir plazma oluşturmak için bir elektrik alanı uygulanır. Bu reaktif türler, gofret malzemesi ile etkileşime girer ve kimyasal reaksiyon ve fiziksel püskürtmenin bir kombinasyonu yoluyla, gofret malzemesini çizim çizgisi boyunca seçici olarak uzaklaştırır.
Plazma kesmenin ana avantajı, levha ve talaş üzerindeki mekanik gerilimi azaltması ve fiziksel temasın neden olduğu potansiyel hasarı azaltmasıdır. Ancak bu süreç, özellikle daha kalın plakalar veya yüksek aşındırma direncine sahip malzemelerle çalışırken diğer yöntemlere göre daha karmaşık ve zaman alıcı olduğundan seri üretimdeki uygulaması sınırlıdır.
▲Görüntü kaynağı ağı
Yarı iletken üretiminde, levha kesme yönteminin, levha malzeme özellikleri, talaş boyutu ve geometrisi, gerekli hassasiyet ve doğruluk ve genel üretim maliyeti ve verimliliği dahil olmak üzere birçok faktöre dayalı olarak seçilmesi gerekir.
Gönderim zamanı: Eylül-20-2024