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方案概述
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方案推荐 刀片划片 原理 激光划片
在晶圆划片行业,主要有两种切割工艺,一个是传统的刀片切割,另一个新型的现代工艺激光划片。下面,将通过对比两种切割工艺,证明激光划片的优势。
刀片划片
最早的晶圆是用划片系统进行划片(切割)的,现在这种方法仍然占据了世界芯片切割市场的较大份额,特别是在非集成电路晶圆划片领域。金刚石锯片(砂轮)划片方法是目前常见的晶圆划片方法。原理:当工作物是属于硬、脆的材质,钻石颗粒会以撞击(Fracturing)的方式,将工作物敲碎,再利用刀口将粉末移除。
存在的问题
● 刀片划片直接作用于晶圆表面,在晶体内部产生损伤,容易产生晶圆崩边及晶片破损;
● 刀片具有一定的厚度,导致刀具的划片线宽较大;
● 耗材大,刀片需每半个月更换一次;
● 环境污染大,切割后的硅粉水难处理。
激光划片
由于激光在聚焦上的优点, 聚焦点可小到亚微米数量级, 从而对晶圆的微处理更具优势, 可以进行小部件的加工。即使在不高的脉冲能量水平下, 也能得到较高的能量密度, 有效地进行材料加工。激光划片属于非接触式加工,可以避免出现芯片破碎和其它损坏现象。
加工优势
● 激光划片采用的高光束质量的光纤激光器对芯片的电性影响小,可提高的划片成品率;
● 激光划片速度快,高达150mm/s;
● 激光可以对不同厚度的晶圆进行作业,具有更好的兼容性和通用性;
● 激光可以切割一些较复杂的晶圆芯片,如六边形管芯等;
● 激光划片不需要去离子水,不存在刀具磨损问题,并可连续24小时作业。划片设备 传统划片方式(砂轮) 激光划片方式(光) 切割速度 5-8mm/s 1-150mm/s 切割线宽 30~40微米 30~45微米 切割效果 易崩边,破碎 光滑平整,不易破碎 热影响区 较大 较小 残留应力 较大 极小 对晶圆厚度要求 100 um以上 基本无厚度要求 适应性 不同类型晶圆片需更换刀具 可适应不同类型晶圆片 有无损耗 需去离子水,更换刀具,损耗大 损耗很小 -
客户受益
华工激光致力于为客户提供全套的解决方案。在分析了客户的工艺问题后,华工激光建议客户使用激光切割,激光切割是由激光束经透镜聚焦,在焦点处聚成一极小的光斑,可以达到几十微米最小几微米,将焦点调制到工件平面,当足够功率的光束照射到物体上时,光能迅速转换为热能,会产生10000°C以上的局部高温使工件瞬间熔化甚至汽化,从而将工件切割到我们需要的深度或者切透。
通过对比华工激光晶圆划片机和刀片机,我们得到以下数据:
华工激光晶圆划片机运行成本与刀片切对比参考表 华工激光激光切割 刀片切割 项目 计算 计算 设备购买费用 600000元/台*1台=600000元/台 480000元/台*1台=300000元 设备均按6年折旧计算 24小时/天*365天*6年=52560小时 24小时/天*365天*6年=52560小时 3寸片的背面切割 切割速度每片=1.2分钟 切割速度每片=3.5分钟 折旧期内总产量 (52560小时*60分钟)/1.2分钟每片=2628000片 (52560小时*60分钟)/3.5分钟每片=902019片 维护费用(1年免保 +5年包修) 基本无费用,就算2万维护费用 软刀费用折合0.2元/片*902019片=18万 每片单价 (60000+20000)元/2628000片=0.23元/片 (300000+1800000)元/902019片 =0.53 经过我们不断的努力与设备升级,我们成功使用激光切割替代了刀片切割设备,可以满足客户电泳法、光阻法、刀刮法制作的GPP芯片,使客户不仅提升了切割效率,更节省了成本,促进了整体效益的提升,现激光切割设备在客户处稳定生产已达3年之久。
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相关应用
应用于半导体制造行业单、双台面玻璃钝化二极管晶圆,单、双台面可控硅晶圆,IC晶圆切割等半导体晶圆片的切割划片。
二极管GPP晶圆触发管GPP晶圆
直线六边形GPP晶圆硅放电管晶圆
双台面方片可控硅晶圆
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推荐机型