Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

В контексте производства интегральных схем , пластин перетасовки представляет собой процесс , посредством которого умирают отделены от пластины из полупроводника после обработки пластины. Процесс нарезки кубиками может включать разметку и ломку, механическую пилку (обычно с помощью машины, называемой пилой для резки кубиками ) [1] или лазерную резку . Все методы обычно автоматизированы для обеспечения точности и точности. [2] После процесса нарезания кубиками отдельные кремниевые чипы инкапсулируются в держатели чипов.которые затем пригодны для использования в создании электронных устройств, таких как компьютеры и т. д.

Во время нарезки вафли обычно крепят на ленту для нарезки кубиками, которая имеет липкую основу, которая удерживает вафлю на раме из тонкого листового металла. Лента для нарезки кубиками имеет разные свойства в зависимости от области применения. Ленты, отверждаемые УФ-излучением, используются для небольших размеров, а лента для нарезки кубиками без УФ-излучения - для штампов больших размеров. После того, как пластины были нарезанные, кусочки остаются на ленте нарезки называют матрицы , кости или штампами . Каждый будет упакован в подходящую упаковку или помещен непосредственно на подложку печатной платы как «голый кристалл». Области, которые были вырезаны, называются улицами смертиобычно имеют ширину около 75 микрометров (0,003 дюйма). После того, как пластина была нарезана кубиками, матрица будет оставаться на ленте для нарезки кубиков до тех пор, пока они не будут извлечены с помощью оборудования для обработки штампов, такого как устройство для склеивания штампов или сортировщик штампов , в дальнейшем в процессе сборки электроники.

Размер матрицы, оставленной на ленте, может варьироваться от 35 мм (очень большой) до 0,1 мм квадратный (очень маленький). Создаваемый штамп может иметь любую форму, образованную прямыми линиями, но обычно они имеют прямоугольную или квадратную форму. В некоторых случаях они могут иметь и другие формы в зависимости от используемого метода разделения. Полноразмерная лазерная машина для резки кубиков может разрезать и разделять в различных формах.

Нарезанные кубиками материалы включают стекло , оксид алюминия , кремний, арсенид галлия (GaAs), кремний на сапфире (SoS), керамику и сложные полупроводники. [ необходима цитата ]

Скрытность игры в кости [ править ]

Микрофотография поперечного сечения плоскости скола после невидимого разрезания кремниевой пластины толщиной 150 мкм, ср. [3]

Нарезание кубиками кремниевых пластин также может быть выполнено с помощью лазерной техники, так называемого скрытого процесса нарезания кубиков. Он работает как двухэтапный процесс, в котором дефектные области сначала вводятся в пластину путем сканирования луча вдоль намеченных линий разреза, а во-вторых, нижележащая несущая мембрана расширяется, чтобы вызвать разрушение. [4]

Первый шаг работает с импульсным Nd: YAG лазера , длина волны которого (1064 нм) хорошо приспособлен к электронному запрещенной зоны из кремния (1.11 эВ или 1117 нм), так что максимальное поглощение вполне может быть скорректирована с помощью оптической фокусировки . [5] Дефектные области шириной около 10 мкм регистрируются при многократном сканировании лазером вдоль намеченных дорожек нарезки кубиков, где луч фокусируется на разной глубине пластины. [6] На рисунке представлена ​​оптическая микрофотография плоскости скола отдельного чипа толщиной 150 мкм, который был подвергнут четырем лазерным сканированием, сравните. [3]Самые верхние дефекты устраняются лучше всего, и понятно, что один лазерный импульс вызывает дефектную область кристалла, напоминающую форму пламени свечи. Эта форма вызвана быстрым плавлением и затвердеванием облучаемой области в фокусе лазерного луча, где температура небольших объемов размером всего несколько мкм 3 внезапно повышается примерно до 1000 К в течение наносекунд и снова падает до температуры окружающей среды. [5] [6] Лазер обычно излучается с частотой около 100 кГц, а пластина перемещается со скоростью около 1 м / с. Дефектная область шириной около 10 мкм окончательно вписывается в пластину, вдоль которой происходит преимущественное разрушение при механической нагрузке.. Разрушение выполняется на втором этапе и происходит за счет радиального расширения несущей мембраны, к которой прикреплена пластина. Раскол начинается внизу и продвигается к поверхности, из чего следует, что внизу должна быть введена высокая плотность искажения.

Преимущество скрытого процесса нарезки кубиками заключается в том, что он не требует охлаждающей жидкости . Методы сухого нарезания кубиками неизбежно должны применяться для подготовки определенных микроэлектромеханических систем ( МЭМС ), в частности, когда они предназначены для биоэлектронных приложений. [3] Кроме того, незаметное нарезание кубиками практически не приводит к образованию мусора и позволяет улучшить использование поверхности пластины из-за меньших потерь при пропиле по сравнению с пилой для пластин. После этого этапа можно выполнить шлифование пластин для уменьшения толщины матрицы. [7]

Нарезать кубиками перед измельчением [ править ]

DBG или процесс «нарезать кубиками перед измельчением» - это способ разделения штампов без нарезания кубиков. Разделение происходит на этапе утонения пластины. Вафли сначала нарезают кубиками с помощью ножа для резки половинной резки на глубину ниже конечной целевой толщины. Затем пластину утончают до заданной толщины, закрепляя на специальной липкой пленке [8], а затем прикрепляют к съемной ленте, чтобы удерживать матрицы на месте до тех пор, пока они не будут готовы к этапу упаковки. Преимущество процесса DBG - более высокая прочность штампа. [9] В качестве альтернативы можно использовать плазменную резку , которая заменяет пилу для дайсера плазменным травлением DRIE . [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17]

Для процесса DBG требуется обратная шлифовальная лента, которая обладает следующими характеристиками: 1) сильная сила сцепления (предотвращает проникновение шлифовальной жидкости и штамповочной пыли во время шлифования), 2) поглощение и / или снятие напряжения сжатия и напряжения сдвига во время шлифования, 3) подавляет растрескивание из-за контакта между матрицами; 4) адгезионная прочность, которая может быть значительно снижена при УФ-облучении. [18]

См. Также [ править ]

  • Склеивание пластин

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Ключевые факторы распиловки пластин" . Оптокап . Проверено 14 апреля 2013 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  2. ^ http://www.syagrussystems.com/service-overview
  3. ^ a b c М. Биркхольц; К.-Э. Эвальд; М. Кайнак; Т. Семперович; Б. Хольц; С. Нордхофф (2010). «Разделение сверхминиатюрных медицинских датчиков с помощью ИК-лазера» . J. Opto. Adv. Мат . 12 : 479–483.
  4. ^ Kumagai, M .; Uchiyama, N .; Ohmura, E .; Sugiura, R .; Atsumi, K .; Фукумицу, К. (август 2007 г.). «Передовая технология Dicing для полупроводниковой пластины - Stealth Dicing». IEEE Transactions по производству полупроводников . 20 (3): 259–265. DOI : 10.1109 / TSM.2007.901849 . S2CID 6034954 . 
  5. ^ а б Э. Омура, Ф. Фукуё, К. Фукумицу и Х. Морита (2006). «Механизм формирования внутреннего модифицированного слоя в кремнии с помощью наносекундного лазера». Дж. Ачиев. Мат. Manuf. Англ . 17 : 381–384.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  6. ^ а б М. Кумагай, Н. Учияма, Э. Омура, Р. Сугиура, К. Ацуми и К. Фукумицу (2007). «Передовая технология Dicing для полупроводниковой пластины - Stealth Dicing». IEEE Transactions по производству полупроводников . 20 (3): 259–265. DOI : 10.1109 / TSM.2007.901849 . S2CID 6034954 . CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  7. ^ https://www.disco.co.jp/eg/solution/library/sdbg.html
  8. ^ https://www.disco.co.jp/eg/solution/library/dbg.html
  9. ^ "Полупроводниковые ленты" . Полупроводниковые ленты . Проверено 14 апреля 2013 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  10. ^ "Plasma Dicing | Orbotech" . www.orbotech.com .
  11. ^ "APX300: Плазменный сканер - Промышленные устройства и решения - Panasonic" . industrial.panasonic.com .
  12. ^ "Плазменные кристаллы кремния и III-V (GaAs, InP и GaN)" . SAMCO Inc .
  13. ^ https://www.researchgate.net/figure/Example-of-plasma-dicing-process_fig17_283434064/amp
  14. ^ "Plasma-Therm: Plasma Dicing" . www.plasmatherm.com .
  15. ^ https://www.samcointl.com/tech_notes/pdf/Technical_Report_87.pdf
  16. ^ http://www.plasma-therm.com/pdfs/papers/CSR-Plasma-Dicing-Methods-Thin-Wafers.pdf
  17. ^ "Плазменные кубики (кубики перед измельчением) | Orbotech" . www.orbotech.com .
  18. ^ Продукты для процесса DBG (LINTEC) http://www.lintec-usa.com/di_dbg.cfm