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划片刀怎么选?手把手教你
发布时间:2021-08-03 点击数:1689

随着终端电子产品往多功能化、智能化和小型化方向发展,芯片尺寸越做越小,留给晶圆切割的空间不断压缩,既要保证足够的良品率,又要确保加工太阳集团网站,这对晶圆划切刀片以及切割工艺是不小的挑战。


从划片刀本身的制作来看,影响刀片性能乃至影响晶圆切割的几个重要因素是:金刚石颗粒大小、颗粒集中度、结合剂强度、刀片厚度、刀片长度、修刀工艺。


本文主要分析这几个因素的影响作用,帮助大家合理选刀。


金刚石颗粒大小的影响

主要参与划切加工的就是金刚石,结合剂主要起粘结金刚石的作用。不同颗粒大小的金刚石对切割品质的影响是比较明显的。大颗粒金刚石撞击力比较大,工件产生的裂纹比较大;


根据磨划机理特性,金刚石颗粒尺寸越大,对晶圆的撞击力越大,导致正面崩边尺寸越大。金刚石颗粒尺寸越大,越不容易产生刀片堵塞,就可以有效降低产品的背面崩边。小颗粒金刚石撞击力较小,正面崩边尺寸会越小。


然而这个原理只适合300um左右及以上厚度的晶圆,当处理200μm以下这种极薄的晶圆时,大颗粒金刚石产生的撞击力大,薄晶圆无法承受大的冲击力,这时候就需要选择颗粒较小的金刚石来保证良好的切割品质。


除了切割品质,金刚石颗粒大小还影响刀片寿命。颗粒越大,刀片寿命越长;颗粒越小,刀片寿命越短。


颗粒集中度的影响

颗粒集中度对切割质量也十分关键。对于相同的金刚石颗粒大小会生产出不同集中度的刀片,切割效果也会有很大差异。目前,划片刀常见有5种规格,分别是:50、70、90、110、130。


根据实际测试得出,高集中度的金刚石颗粒,切割阻力小,切割速度快,太阳集团网站高,还可以延长划片刀的寿命,减少晶圆正面崩缺。但是高集中度刀片结合剂少,刀片韧性低,正面崩边大,容易断刀。


而低集中度的金刚石颗粒,负载小,切割阻力小,切割速度慢,太阳集团网站低,但是可以减少背面崩缺。


结合剂强度的影响

结合剂的作用是将金刚石牢固地黏在一起,不同硬度的结合剂对刀片的寿命影响比较大。


软性结合剂能够加速金刚石颗粒的“自我锋利”,使划片刀始终保持比较锋利的状态,能减小晶圆的正面崩缺、分层及毛刺问题。硬性结合剂能更好地把持金刚石颗粒,增加刀片的耐磨性,提高刀片的寿命。


软性结合剂的缺点是刀片寿命的缩短,硬性结合剂的缺点是切割产品的品质较差。


刀片厚度的影响

1)刀片厚:一是刀片震动小、产品品质有保障;二是刀片强度强、不易断刀;三是切割接触面积大、阻力大、产生的碎屑多、进给速度慢、易污染。


2)刀片薄:一是切割接触面积小、阻力小、进给速度快;二是刀片震动小、产品品质有保障;三是刀片强度弱、易断刀。


刀片长度的影响

1)刀片长:一是使用寿命长;二是刀片强度弱、进给速度慢、易断刀;三是震动大、易发生偏摆、切割蛇形。


2)刀片短:一是使用寿命短;二是刀片强度强、进给速度快、不易断刀;三是震动小、不易发生偏摆、品质好。


修刀环节的影响

修刀的目的一是为了使刀刃表面的金刚石暴露,二是修正刀片与轮毂、法兰的偏心量。当新刀安装在主轴和法兰上,虽刀片与主轴顶部直接接触,但两者间依然是存在缝隙,这就是刀片的“偏心”。


如刀片在“偏心”的情况下使用,那刀片只有一部分刀片工作,负载过大,易造成逆刀与过载出现,影响产品品质。


为一个既定的划切材料选择合适的刀片,要求在刀片寿命与切割品质之间作出平衡。高寿命,品质降低;高品质,寿命降低。


选择刀片还要理解刀片外表硬度的影响,刀片外表硬度通常叫做基体硬度。基体硬度通过金刚石尺寸、浓度和粘合物硬度来决定。通常,较细的磨料尺寸、较高的金刚石浓度和较硬的粘合物将得到相对增加的基体硬度。通常建议,与其它因素综合考虑,较硬的材料需要较软的(基体)刀片来切,反之亦然。例如,砷化镓(GaAs)晶圆一般要求较细的金刚砂尺寸(较硬的刀片),而钽酸锂(LiTaO3)晶圆最适合用较粗的金刚砂尺寸和较低的金刚石浓度(较软的刀片)。


除此外,诸如进给速度、主轴转速、膜、冷却水、切割方式等都也可能影响刀片选择。深圳太阳集团网站会对这些影响因素的相互关联做深入研究,以应对市场诸多材料精密划切过程中面临的多样需求。


我们下期再分析其它因素对刀片选择的影响。