Na czym polega technologia krojenia wafli
Jako kluczowe ogniwo w procesie produkcji półprzewodników, technologia cięcia i krojenia płytek jest bezpośrednio powiązana z wydajnością, wydajnością i kosztami produkcji chipów.
#01Tło i znaczenie cięcia wafli
1.1 Definicja cięcia płytek
Cięcie (lub krojenie) płytki jest ważną częścią procesu produkcyjnego półprzewodników, którego celem jest podzielenie płytki w wielu procesach na wiele niezależnych ziaren. Ziarna te często zawierają kompletne funkcje obwodów i stanowią podstawowe komponenty, które są ostatecznie wykorzystywane do wytwarzania produktów elektronicznych. Wraz ze zmniejszeniem złożoności i rozmiaru konstrukcji chipów, coraz częściej wymagana jest dokładność i wydajność technologii cięcia płytek.
W praktyce do cięcia płytek zwykle wykorzystuje się precyzyjne narzędzia tnące, takie jak tarcze diamentowe, aby zapewnić, że każde ziarno pozostanie nienaruszone i funkcjonalne. Przygotowanie przed cięciem, precyzyjna kontrola procesu cięcia i kontrola jakości po cięciu to kluczowe ogniwa. Przed cięciem płytkę należy oznaczyć i ustawić tak, aby ścieżka cięcia była dokładna; W procesie cięcia należy ściśle kontrolować parametry takie jak docisk i prędkość narzędzia, aby zapobiec uszkodzeniu płytki. Po cięciu wymagana jest również kompleksowa kontrola jakości, aby upewnić się, że każdy chip spełnia standardy wydajności.
Podstawowa zasada technologii cięcia płytek obejmuje nie tylko dobór sprzętu tnącego i ustawienie parametrów procesu, ale także właściwości mechaniczne materiałów i wpływ właściwości materiału na jakość cięcia. Na przykład, dielektryczne płytki krzemowe o niskiej zawartości K łatwo ulegają koncentracji naprężeń podczas cięcia ze względu na ich słabe właściwości mechaniczne, co powoduje problemy z awariami, takie jak pękanie i pękanie. Niska twardość i kruchość materiałów o niskiej zawartości K czyni je bardziej podatnymi na uszkodzenia strukturalne pod wpływem sił mechanicznych lub naprężeń termicznych, szczególnie podczas skrawania, gdzie kontakt narzędzia z powierzchnią płytki i wysokie temperatury dodatkowo zwiększają koncentrację naprężeń.
Wraz z postępem inżynierii materiałowej technologia cięcia płytek jest stosowana nie tylko w przypadku tradycyjnych półprzewodników na bazie krzemu, ale także rozszerzana na nowe materiały półprzewodnikowe, takie jak azotek galu. Te nowe materiały, ze względu na swoją twardość i właściwości strukturalne, stawiają nowe wyzwania w procesie skrawania i wymagają dalszego udoskonalania narzędzi i technologii skrawających.
Cięcie płytek, jako kluczowy proces w przemyśle półprzewodników, jest wciąż optymalizowane w miarę zmian popytu i postępu technologicznego, kładąc podwaliny pod przyszłą mikroelektronikę i technologię układów scalonych.
Oprócz rozwoju materiałów pomocniczych i narzędzi doskonalenie technologii cięcia płytek obejmuje również wiele aspektów, takich jak optymalizacja procesów, poprawa wydajności urządzeń i precyzyjna kontrola parametrów cięcia. Ulepszenia te mają na celu zapewnienie wysokiej precyzji, wysokiej wydajności i stabilności procesu cięcia płytek, aby sprostać zapotrzebowaniu przemysłu półprzewodników na mniejsze, bardziej zintegrowane i bardziej złożone chipy.
1.2 Znaczenie cięcia płytek
Cięcie płytek odgrywa kluczową rolę w procesie produkcji półprzewodników, bezpośrednio wpływając na kolejne procesy oraz jakość i wydajność produktu końcowego. Poniżej szczegółowo opisano znaczenie cięcia płytek z kilku aspektów.
Pierwszy,dokładność i spójność cięciasą kluczem do zapewnienia wydajności i niezawodności wiórów. W procesie produkcyjnym płytka przechodzi wiele procesów, tworząc szereg maleńkich struktur obwodów, które należy precyzyjnie podzielić na niezależne chipy (ziarna). Jeśli błąd pozycjonowania lub cięcia w procesie cięcia jest duży, może spowodować uszkodzenie obwodu, a następnie wpłynąć na działanie i niezawodność chipa. Dlatego technologia precyzyjnego cięcia może nie tylko zapewnić integralność każdego chipa, ale także uniknąć uszkodzenia wewnętrznego obwodu chipa i poprawić wydajność.
Drugi,cięcie płytek ma istotny wpływ na efektywność produkcji i kontrolę kosztów. Cięcie wafli jest ważnym krokiem w procesie produkcyjnym, a jego wydajność bezpośrednio wpływa na przebieg kolejnych procesów. Optymalizując proces cięcia, zwiększając stopień automatyzacji i prędkość cięcia sprzętu, można znacznie poprawić ogólną wydajność produkcji. Z drugiej strony straty materiału podczas cięcia są również ważnym elementem kontroli kosztów przedsiębiorstw. Zastosowanie zaawansowanej technologii cięcia może nie tylko zmniejszyć niepotrzebne straty materiału w procesie cięcia, ale także poprawić stopień wykorzystania wafli, zmniejszając tym samym koszty produkcji.
Wraz z postępem technologii półprzewodników zwiększa się średnica płytek, a także zwiększa się gęstość obwodów, co stawia wyższe wymagania technologii cięcia. Duże płytki wymagają bardziej precyzyjnej kontroli ścieżki cięcia, szczególnie w obszarze obwodu o dużej gęstości, gdzie każde małe odchylenie może spowodować awarię wielu chipów. Ponadto większe płytki oznaczają więcej linii cięcia i bardziej złożone etapy procesu, a technologia cięcia musi być jeszcze lepszadokładność, spójność i wydajnośćaby sprostać tym wyzwaniom.
1.3 Proces cięcia wafli
Przebieg procesu cięcia płytek waflowych od etapu przygotowania do końcowej kontroli jakości, a każdy etap ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia jakości i wydajności wióra po cięciu. Poniżej znajduje się szczegółowe wyjaśnienie poszczególnych etapów.
Proces cięcia płytek obejmuje czyszczenie, pozycjonowanie, cięcie, czyszczenie, kontrolę i sortowanie płytek, a każdy etap jest krytyczny. Dzięki postępowi automatyzacji, cięcia laserowego i technologii kontroli AI, nowoczesne systemy cięcia płytek mogą osiągnąć wyższą dokładność, prędkość i mniejsze straty. W przyszłości nowe technologie cięcia, takie jak laser i plazma, będą stopniowo zastępować tradycyjne cięcie ostrzami, aby dostosować się do bardziej złożonych potrzeb w zakresie projektowania chipów i w dalszym ciągu promować rozwój procesów produkcji półprzewodników.
#02 Technologia cięcia wafli i jej zasada
Na rysunku pokazano trzy popularne techniki cięcia płytek, a mianowicieKrojenie w kostkę, cięcie laserowe i plazmowe. Poniżej znajduje się szczegółowa analiza tych trzech technologii wraz z dodatkowym wyjaśnieniem:
Cięcie płytki jest kluczowym etapem w procesie produkcji półprzewodników, który wymaga doboru odpowiedniej metody cięcia w zależności od grubości płytki. Najpierw musisz określić grubość wafla. Jeżeli grubość wafla jest większa niż 100 mikronów, do cięcia można wybrać metodę cięcia nożem. Jeśli cięcie ostrzem nie ma zastosowania, można zastosować metodę cięcia przez pękanie, która obejmuje zarówno cięcie przez zarysowanie, jak i cięcie ostrzem.
Gdy grubość wafla wynosi od 30 do 100 mikronów, zaleca się metodę DBG (Dice Before Grinding). W takim przypadku możesz wybrać cięcie drapiące, cięcie ostrzem lub zmieniać kolejność cięcia, jeśli to konieczne, aby osiągnąć najlepsze rezultaty.
W przypadku ultracienkich wafli o grubości mniejszej niż 30 mikronów preferowaną metodą staje się cięcie laserowe, ponieważ umożliwia precyzyjne cięcie cienkich wafli bez powodowania nadmiernych uszkodzeń. Jeżeli cięcie laserowe nie jest w stanie spełnić określonych wymagań, alternatywnie można zastosować metody cięcia plazmowego. Ten schemat blokowy zapewnia jasną ścieżkę decyzyjną zapewniającą wybór najodpowiedniejszej technologii cięcia płytek dla różnych warunków grubości.
2.1 Technologia cięcia mechanicznego
Technologia cięcia mechanicznego to tradycyjna metoda cięcia płytek, jej podstawową zasadą jest użycie szybkoobrotowej diamentowej tarczy szlifierskiej do cięcia płytki. Kluczowe wyposażenie obejmujewrzeciona aerostatycznektóre napędzają narzędzia tarcz diamentowych z dużymi prędkościami w celu precyzyjnego cięcia lub wykonywania rowków wzdłuż zadanej ścieżki cięcia. Technologia ta jest szeroko stosowana w przemyśle ze względu na niski koszt, wysoką wydajność i szerokie zastosowanie.
Korzyść
Wysoka twardość i odporność na zużycie narzędzi ściernych diamentowych umożliwia dostosowanie technologii cięcia mechanicznego do potrzeb cięcia różnych materiałów waflowych, niezależnie od tego, czy są to tradycyjne materiały na bazie krzemu, czy nowe półprzewodniki złożone. Prosta obsługa i stosunkowo niskie wymagania techniczne dodatkowo przyczyniły się do jego popularności w masowej produkcji. Ponadto w porównaniu z innymi metodami cięcia, takimi jak cięcie laserowe, koszt jest bardziej kontrolowany, co jest odpowiednie dla potrzeb przedsiębiorstw zajmujących się produkcją masową.
Ograniczenie
Choć technologia cięcia mechanicznego ma wiele zalet, nie można ignorować jej ograniczeń. Przede wszystkim ze względu na fizyczny kontakt narzędzia z płytką dokładność jego cięcia jest stosunkowo ograniczona, a ponadto łatwo jest wytworzyć odchylenie wielkościowe, co wpływa na dokładność późniejszego pakowania i testowania chipa. Po drugie, w procesie cięcia mechanicznego łatwo powstają pęknięcia, pęknięcia i inne defekty, które nie tylko wpływają na wydajność, ale także mogą mieć negatywny wpływ na niezawodność i żywotność chipa. To uszkodzenie mechaniczne wywołane naprężeniami jest szczególnie niekorzystne w przypadku produkcji wiórów o dużej gęstości, zwłaszcza podczas skrawania kruchych materiałów.
Poprawa techniczna
Aby pokonać te ograniczenia, badacze w dalszym ciągu optymalizują proces cięcia mechanicznego. Jest to ważny środek ulepszający, mający na celu poprawę precyzji i trwałości cięcia poprzez poprawę konstrukcji i doboru materiału narzędzia ściernego. Ponadto zoptymalizowano konstrukcję konstrukcyjną i system sterowania sprzętu tnącego, aby jeszcze bardziej poprawić stabilność i poziom automatyzacji procesu cięcia. Te ulepszenia zmniejszają błędy spowodowane działaniem człowieka i poprawiają spójność cięcia. Wprowadzenie zaawansowanej technologii wykrywania i kontroli jakości, monitorowanie w czasie rzeczywistym nieprawidłowych warunków w procesie cięcia, ale także skutecznie poprawia niezawodność cięcia i wydajność.
Przyszły rozwój i nowe technologie
Choć technologia cięcia mechanicznego nadal zajmuje ważną pozycję w dziedzinie cięcia płytek półprzewodnikowych, wraz z postępem procesów półprzewodnikowych szybko rozwijają się także nowe technologie cięcia. Na przykład zastosowanietechnologia cięcia laserem termicznymzapewnia nowy sposób rozwiązywania problemów precyzji i wad cięcia mechanicznego. Ta bezkontaktowa metoda cięcia może zmniejszyć wpływ naprężeń fizycznych na płytkę, znacznie zmniejszając częstość występowania pęknięć i pęknięć krawędzi, szczególnie w przypadku cięcia materiałów kruchych. W przyszłości połączenie technologii cięcia mechanicznego i nowych technologii cięcia zapewni szerszy zakres opcji i elastyczność w produkcji półprzewodników, jeszcze bardziej poprawiając wydajność produkcji i jakość chipów.
Podsumowując, technologia cięcia mechanicznego, pomimo swoich wad, w dalszym ciągu odgrywa ważną rolę w produkcji półprzewodników poprzez ciągłe doskonalenie technologiczne i łączenie z nowymi technologiami cięcia i oczekuje się, że utrzyma swoją konkurencyjność w przyszłych procesach.
2.2 Technologia cięcia laserowego
Technologia cięcia laserowego jako nowa metoda cięcia płytek, ze względu na swoje właściwościwysoka precyzja, brak mechanicznych uszkodzeń stykówIszybkie cięciecharakterystyki, stopniowo zyskały szerokie zainteresowanie w przemyśle półprzewodników. Technologia wykorzystuje wysoką gęstość energii i zdolność skupiania wiązki lasera do tworzenia maleńkich elementówstrefy wpływu ciepłana powierzchni materiału waflowego. Kiedy wiązka lasera zostanie przyłożona do płytki, tzwstres termicznywygenerowane spowodują pęknięcie materiału w określonym miejscu, uzyskując efekt precyzyjnego cięcia.
Zalety technologii cięcia laserowego
1.Wysoka precyzja:Precyzyjna zdolność pozycjonowania wiązki lasera pozwala osiągnąć dokładność cięcia na poziomie mikronów, a nawet nano, spełniając wymagania nowoczesnej produkcji obwodów scalonych o wysokiej precyzji i dużej gęstości.
2.Brak kontaktu mechanicznego:cięcie laserowe nie wymaga kontaktu z płytką, co pozwala uniknąć typowych problemów, takich jak pękanie krawędzi i pęknięcia podczas cięcia mechanicznego, a także znacznie poprawia wydajność i niezawodność wiórów.
3.Duża prędkość cięcia:Duża prędkość cięcia laserowego pomaga poprawić wydajność produkcji, szczególnie w przypadku scenariuszy produkcji na dużą skalę i z dużą szybkością.
Stojące przed nami wyzwania
1. Wysokie koszty sprzętu: początkowa inwestycja w sprzęt do cięcia laserowego jest wysoka, szczególnie w przypadku małych i średnich przedsiębiorstw produkcyjnych, a promocja i zastosowanie nadal podlegają presji ekonomicznej.
2. Złożona kontrola procesu: Cięcie laserowe wymaga precyzyjnej kontroli wielu parametrów, takich jak gęstość energii, położenie ogniska i prędkość cięcia, a proces jest bardzo złożony.
3. Problem ze strefą wpływu ciepła: Chociaż bezkontaktowe właściwości cięcia laserowego zmniejszają uszkodzenia mechaniczne, strefa wpływu ciepła spowodowana naprężeniami termicznymi może niekorzystnie wpływać na wydajność materiału waflowego i wymagana jest dalsza optymalizacja procesu, aby zmniejszyć ten wpływ .
Kierunek doskonalenia technologicznego
Aby rozwiązać te problemy, naukowcy skupiają się nazmniejszenie kosztów sprzętu, poprawa wydajności cięcia i optymalizacja przebiegu procesu.
1.Wydajne lasery i układy optyczne:Dzięki rozwojowi wydajniejszych laserów i zaawansowanych systemów optycznych można nie tylko obniżyć koszty sprzętu, ale także poprawić dokładność i szybkość cięcia.
2.Optymalizacja parametrów procesu:Dogłębne badanie interakcji lasera i materiału waflowego, usprawnienie procesu w celu zmniejszenia strefy wpływu ciepła, poprawa jakości cięcia.
3.Inteligentny system sterowania:Opracuj inteligentną technologię sterowania, aby zrealizować automatyzację i inteligencję procesu cięcia laserowego oraz poprawić stabilność i spójność procesu cięcia.
Technologia cięcia laserowego sprawdza się szczególnie dobrze wultracienkie wafle i scenariusze cięcia o wysokiej precyzji. Wraz ze wzrostem rozmiaru płytek i gęstości obwodów, tradycyjne metody cięcia mechanicznego są trudne do zaspokojenia potrzeb nowoczesnej produkcji półprzewodników w zakresie wysokiej precyzji i wysokiej wydajności, a cięcie laserowe stopniowo staje się pierwszym wyborem w tych dziedzinach ze względu na swoje unikalne zalety.
Chociaż technologia cięcia laserowego wciąż stoi przed wyzwaniami, takimi jak koszt sprzętu i złożoność procesów, jej wyjątkowe zalety w postaci wysokiej precyzji i braku uszkodzeń stykowych czynią ją ważnym kierunkiem rozwoju w dziedzinie produkcji półprzewodników. Dzięki ciągłemu postępowi technologii laserowej i inteligentnych systemów sterowania oczekuje się, że cięcie laserowe w przyszłości jeszcze bardziej poprawi wydajność i jakość cięcia płytek oraz będzie promować zrównoważony rozwój przemysłu półprzewodników.
2.3 Technologia cięcia plazmowego
Jako nowa metoda cięcia płytek, w ostatnich latach duże zainteresowanie wzbudziła technologia cięcia plazmowego. Technologia wykorzystuje wiązkę jonów o wysokiej energii do dokładnego cięcia płytki i pozwala uzyskać idealny efekt cięcia poprzez dokładne kontrolowanie energii, prędkości i ścieżki cięcia wiązki jonów.
Zasada działania i zalety
Proces cięcia płytek plazmowych opiera się na sprzęcie wytwarzającym wiązkę jonów o wysokiej temperaturze i wysokiej energii, która może w bardzo krótkim czasie podgrzać materiał płytki do stanu topnienia lub zgazowania, aby osiągnąć szybkie cięcie. W porównaniu z tradycyjnym cięciem mechanicznym lub laserem, cięcie plazmowe jest szybsze i charakteryzuje się mniejszą powierzchnią oddziaływania ciepła na płytkę, skutecznie redukując pęknięcia i uszkodzenia mogące powstać podczas cięcia.
W zastosowaniach praktycznych technologia cięcia plazmowego szczególnie dobrze radzi sobie ze złożonymi kształtami płytek. Wysokoenergetyczna wiązka plazmy jest elastyczna i regulowana, dzięki czemu z łatwością radzi sobie z nieregularnymi kształtami płytek i zapewnia wysoką precyzję cięcia. Dlatego technologia ta wykazała szerokie perspektywy zastosowania w dziedzinie produkcji mikroelektroniki, zwłaszcza w produkcji wysokiej klasy chipów w produkcji niestandardowej i w małych partiach.
Wyzwania i ograniczenia
Choć technologia cięcia plazmowego ma wiele zalet, wiąże się ona także z pewnymi wyzwaniami. Przede wszystkim proces jest złożony i wymaga użycia bardzo precyzyjnego sprzętu oraz doświadczonych operatorów, aby zapewnić dokładność i stabilność cięcia. Ponadto wysoka temperatura i wysoka charakterystyka energetyczna wiązki izojonowej stawiają wyższe wymagania w zakresie kontroli środowiska i ochrony bezpieczeństwa, zwiększając trudność i koszt zastosowania.
Przyszły kierunek rozwoju
Jakość cięcia płytek ma kluczowe znaczenie dla późniejszego pakowania wiórów, testowania oraz wydajności i niezawodności produktu końcowego. Typowymi problemami w procesie cięcia są pęknięcia, złamania krawędzi i odchyłki cięcia, na które wpływa wiele czynników.
Poprawa jakości cięcia wymaga wszechstronnego uwzględnienia wielu czynników, takich jak parametry procesu, dobór sprzętu i materiału, kontrola i wykrywanie procesu. Dzięki ciągłemu doskonaleniu technologii cięcia i optymalizacji metod przetwarzania można jeszcze bardziej poprawić precyzję i stabilność cięcia płytek, a także zapewnić bardziej niezawodne wsparcie techniczne dla przemysłu produkującego półprzewodniki.
#03 Przetwarzanie i testowanie po cięciu wafla
3.1 Czyszczenie i suszenie
Proces czyszczenia i suszenia po cięciu płytek jest niezbędny dla zapewnienia jakości wiórów i płynnego przebiegu kolejnych procesów. W procesie tym konieczne jest nie tylko dokładne usunięcie wiórów krzemowych, resztek chłodziwa i innych zanieczyszczeń powstających podczas cięcia, ale także zadbanie o to, aby w procesie czyszczenia nie doszło do uszkodzenia wióra oraz o to, aby na powierzchni nie pozostały żadne pozostałości wody. powierzchnię wióra po wyschnięciu, aby zapobiec korozji lub wyładowaniom elektrostatycznym powodowanym przez wodę.
Proces czyszczenia i suszenia po cięciu wafli jest złożonym i delikatnym procesem, który wymaga połączenia czynników, aby zapewnić końcowy efekt obróbki. Dzięki metodom naukowym i rygorystycznym operacjom możemy zapewnić, że każdy chip wejdzie do kolejnego procesu pakowania i testowania w najlepszym stanie.
3.2 Wykrywanie i testowanie
Proces kontroli i testowania wiórów po cięciu płytek jest kluczowym krokiem zapewniającym jakość i niezawodność produktu. Proces ten pozwala nie tylko na wyselekcjonowanie chipów spełniających specyfikacje projektowe, ale także na szybkie znalezienie i rozwiązanie potencjalnych problemów.
Proces kontroli i testowania wiórów po cięciu płytek obejmuje wiele aspektów, takich jak kontrola wyglądu, pomiar rozmiaru, test wydajności elektrycznej, test funkcjonalny, test niezawodności i test kompatybilności. Etapy te są ze sobą powiązane i uzupełniają się, tworząc razem solidną barierę zapewniającą jakość i niezawodność produktu. Dzięki rygorystycznym procesom kontroli i testowania można zidentyfikować potencjalne problemy i rozwiązać je w odpowiednim czasie, zapewniając, że produkt końcowy będzie w stanie spełnić potrzeby i oczekiwania klientów.
3.3 Pakowanie i przechowywanie
Chip cięty wafelkiem stanowi kluczowy produkt w procesie produkcji półprzewodników, dlatego nie można zignorować jego opakowania i przechowywania. Właściwe środki pakowania i przechowywania mogą nie tylko zapewnić bezpieczeństwo i stabilność chipa podczas transportu i przechowywania, ale także zapewnić silną gwarancję późniejszej produkcji, testowania i pakowania.
Pakowanie i przechowywanie wiórów po cięciu wafli ma kluczowe znaczenie. Poprzez dobór odpowiednich materiałów opakowaniowych i ścisłą kontrolę środowiska przechowywania można zapewnić bezpieczeństwo i stabilność chipa podczas transportu i przechowywania. Jednocześnie regularne prace kontrolne i oceniające stanowią silną gwarancję jakości i niezawodności chipa.
#04 Wyzwania podczas trasowania opłatków
4.1 Mikropęknięcia i problemy z uszkodzeniami
Podczas trasowania płytek mikropęknięcia i problemy z uszkodzeniami są pilnymi problemami wymagającymi rozwiązania w produkcji półprzewodników. Główną przyczyną tego zjawiska są naprężenia tnące, które powodują drobne pęknięcia i uszkodzenia powierzchni płytki, co skutkuje wzrostem kosztów produkcji i obniżoną jakością produktu.
Jako materiał kruchy, wewnętrzna struktura płytek jest podatna na zmiany pod wpływem naprężeń mechanicznych, termicznych lub chemicznych, co powoduje mikropęknięcia. Chociaż pęknięcia te mogą początkowo nie być zauważalne, w miarę postępu procesu produkcyjnego mogą się rozszerzyć i spowodować poważniejsze uszkodzenia. Zwłaszcza w późniejszym procesie pakowania i testowania, ze względu na zmiany temperatury i dalsze naprężenia mechaniczne, te mikropęknięcia mogą przekształcić się w oczywiste pęknięcia, a nawet doprowadzić do uszkodzenia chipa.
Nie można pominąć również uszkodzeń powierzchni płytek. Obrażenia te mogą wynikać z niewłaściwego użycia narzędzi skrawających, nieprawidłowego ustawienia parametrów cięcia lub wad materiałowych samej płytki. Niezależnie od przyczyny, uszkodzenia te mogą negatywnie wpłynąć na wydajność i stabilność chipa. Na przykład uszkodzenie może spowodować zmianę wartości rezystancji lub pojemności w obwodzie, wpływając na ogólną wydajność.
Aby rozwiązać te problemy, z jednej strony zmniejsza się powstawanie naprężeń w procesie skrawania poprzez optymalizację narzędzi i parametrów skrawania. Na przykład użycie ostrzejszego ostrza oraz dostosowanie prędkości i głębokości cięcia może w pewnym stopniu zmniejszyć koncentrację i przenoszenie naprężeń. Z drugiej strony badacze badają także nowe technologie cięcia, takie jak cięcie laserowe i cięcie plazmowe, w celu dalszego ograniczenia uszkodzeń płytki przy jednoczesnym zapewnieniu dokładności cięcia.
Ogólnie rzecz biorąc, mikropęknięcia i problemy z uszkodzeniami są kluczowymi wyzwaniami do rozwiązania w technologii cięcia płytek. Tylko poprzez ciągłe badania i praktykę, w połączeniu z różnymi środkami, takimi jak innowacje technologiczne i testowanie jakości, można skutecznie poprawić jakość i konkurencyjność rynkową produktów półprzewodnikowych.
4.2 Obszary narażone na działanie ciepła i ich wpływ na wydajność
W procesach cięcia termicznego, takich jak cięcie laserowe i cięcie plazmowe, na powierzchni płytki nieuchronnie powstają obszary narażone na działanie ciepła z powodu wysokich temperatur. Na wielkość i zasięg tego obszaru wpływa wiele czynników, w tym prędkość cięcia, moc i przewodność cieplna materiału. Obecność obszarów podlegających wpływowi ciepła ma znaczący wpływ na właściwości materiału płytki, a co za tym idzie, na wydajność końcowego chipa.
Skutki obszarów dotkniętych ciepłem:
1.Zmiana struktury kryształu:Pod wpływem wysokiej temperatury atomy w materiale płytkowym mogą zmienić układ, powodując zniekształcenie struktury kryształu. To zniekształcenie zmniejsza wytrzymałość mechaniczną i stabilność materiału, zwiększając ryzyko uszkodzenia chipa podczas użytkowania.
2.Zmiany wydajności elektrycznej:Pod wpływem wysokiej temperatury stężenie nośnika i ruchliwość w materiale półprzewodnikowym może się zmienić, co wpływa na wydajność przewodzenia i wydajność transmisji prądu przez chip. Zmiany te mogą spowodować pogorszenie wydajności chipa lub nawet niespełnienie wymagań projektowych.
Środki kontroli obszarów dotkniętych ciepłem:
1.Optymalizacja parametrów procesu cięcia:Zmniejszając prędkość skrawania i zmniejszając moc, można skutecznie zmniejszyć powstawanie obszarów narażonych na działanie ciepła.
2.Zastosowanie zaawansowanej technologii chłodzenia:chłodzenie ciekłym azotem, chłodzenie mikroprzepływowe i inne technologie mogą skutecznie ograniczyć zakres obszarów dotkniętych ciepłem i zmniejszyć wpływ na wydajność materiału płytki.
3.Wybór materiału:Naukowcy badają nowe materiały, takie jak nanorurki węglowe i grafen, które mają doskonałe właściwości przewodzenia ciepła i wytrzymałość mechaniczną, a także mogą poprawić wydajność chipów, jednocześnie zmniejszając obszary narażone na działanie ciepła.
Ogólnie rzecz biorąc, strefa wpływu ciepła jest nieuniknionym problemem w technologii cięcia termicznego, ale jej wpływ na właściwości materiału płytkowego można skutecznie kontrolować poprzez rozsądną optymalizację procesu i dobór materiału. Przyszłe badania będą zwracać większą uwagę na udoskonalanie i inteligentny rozwój technologii cięcia termicznego, aby osiągnąć bardziej wydajne i dokładne cięcie płytek.
4.3 Kompromisy pomiędzy wydajnością płytek a efektywnością produkcji
Kompromis pomiędzy wydajnością wafli a wydajnością produkcji jest złożonym i krytycznym problemem przy cięciu i krojeniu wafli. Te dwa czynniki bezpośrednio wpływają na korzyści ekonomiczne producentów półprzewodników i są związane z szybkością rozwoju i konkurencyjnością całego przemysłu półprzewodników.
Poprawa efektywności produkcjito jeden z celów, jakie przyświecają producentom półprzewodników. W miarę nasilenia się konkurencji na rynku i przyspieszenia tempa wymiany produktów półprzewodnikowych producenci muszą szybko i wydajnie produkować dużą liczbę chipów, aby sprostać zapotrzebowaniu rynku. Dlatego zwiększenie wydajności produkcji oznacza, że przetwarzanie płytek i oddzielanie wiórów można zakończyć szybciej, co skraca cykle produkcyjne, zmniejsza koszty i zwiększa udział w rynku.
Wyzwania związane z wydajnością:Jednak dążenie do wysokiej wydajności produkcji często ma negatywny wpływ na wydajność płytek. Podczas cięcia płytek, dokładność sprzętu do cięcia, umiejętności operatora, jakość surowca i inne czynniki mogą prowadzić do defektów, uszkodzeń lub rozbieżności wymiarowych płytek, zmniejszając w ten sposób wydajność. Nadmierne poświęcenie wydajności w celu poprawy wydajności produkcji może prowadzić do wytworzenia dużej liczby niekwalifikowanych produktów, powodując marnowanie zasobów i niszcząc reputację i pozycję rynkową producenta.
Strategia równowagi:Znalezienie najlepszej równowagi między wydajnością wafli a wydajnością produkcji stało się problemem, który technologia cięcia wafli musi stale badać i optymalizować. Wymaga to od producentów uwzględnienia popytu rynkowego, kosztów produkcji i jakości produktu oraz innych czynników w celu opracowania rozsądnej strategii produkcji i parametrów procesu. Jednocześnie wprowadzenie zaawansowanego sprzętu do cięcia, doskonalenie umiejętności operatorów i wzmocnienie kontroli jakości surowców, aby zapewnić wydajność produkcji przy jednoczesnym utrzymaniu lub poprawie wydajności.
Przyszłe wyzwania i możliwości:Wraz z rozwojem technologii półprzewodników, technologia cięcia płytek również staje przed nowymi wyzwaniami i możliwościami. Ciągłe zmniejszanie wielkości wiórów i poprawa integracji stawiają wyższe wymagania dotyczące dokładności i jakości cięcia. Jednocześnie pojawienie się nowych technologii dostarcza nowych pomysłów na rozwój technologii cięcia płytek. Dlatego producenci muszą zwracać szczególną uwagę na dynamikę rynku i trendy rozwoju technologicznego oraz w dalszym ciągu dostosowywać i optymalizować strategie produkcji i parametry procesów, aby dostosować się do zmian rynkowych i wymagań technicznych.
Krótko mówiąc, biorąc pod uwagę popyt rynkowy, koszty produkcji i jakość produktu, a także wprowadzając zaawansowany sprzęt i technologię, poprawiając umiejętności operatorów i wzmacniając kontrolę surowców, producenci mogą osiągnąć najlepszą równowagę pomiędzy wydajnością wafli a wydajnością produkcji w procesie cięcia wafli, co skutkuje wydajną i wysokiej jakości produkcją produktów półprzewodnikowych.
4.4 Perspektywy na przyszłość
Wraz z szybkim rozwojem nauki i technologii, technologia półprzewodników postępuje z niespotykaną dotąd szybkością, a technologia cięcia płytek, jako kluczowe ogniwo, zapoczątkuje nowy rozdział rozwoju. Patrząc w przyszłość, oczekuje się, że technologia cięcia płytek umożliwi znaczną poprawę precyzji, wydajności i kosztów, dodając nowej energii dalszemu rozwojowi przemysłu półprzewodników.
Popraw dokładność
W pogoni za wyższą precyzją technologia cięcia płytek będzie w dalszym ciągu przesuwać granice istniejących procesów. Dzięki dogłębnemu badaniu mechanizmów fizycznych i chemicznych procesu cięcia, a także precyzyjnej kontroli parametrów cięcia, w przyszłości można uzyskać dokładniejsze efekty cięcia, aby sprostać coraz bardziej złożonym potrzebom w zakresie projektowania obwodów. Ponadto badanie nowych materiałów i metod cięcia również znacząco poprawi wydajność i jakość.
Zwiększ wydajność
Nowe urządzenia do cięcia płytek będą zwracać większą uwagę na inteligentne i zautomatyzowane projektowanie. Wprowadzenie zaawansowanych systemów sterowania i algorytmów umożliwia automatyczne dostosowanie parametrów cięcia do różnych wymagań materiałowych i konstrukcyjnych, co skutkuje znacznym wzrostem wydajności produkcji. Jednocześnie innowacyjne środki, takie jak technologia jednoczesnego cięcia wielu plasterków i technologia szybkiej wymiany ostrzy, staną się kluczem do poprawy wydajności.
Zmniejsz koszty
Redukcja kosztów jest ważnym kierunkiem rozwoju technologii cięcia płytek. Oczekuje się, że wraz z rozwojem nowych materiałów i metod cięcia koszty sprzętu i koszty konserwacji będą skutecznie kontrolowane. Ponadto optymalizując proces produkcyjny i zmniejszając ilość złomów, można jeszcze bardziej ograniczyć ilość odpadów w procesie produkcyjnym, osiągając w ten sposób ogólną redukcję kosztów.
Inteligentna produkcja i Internet rzeczy
Integracja inteligentnej produkcji i technologii Internetu Rzeczy przyniesie nowe zmiany w technologii cięcia płytek. Dzięki wzajemnym połączeniom i udostępnianiu danych między urządzeniami każdy etap procesu produkcyjnego można monitorować i optymalizować w czasie rzeczywistym. To nie tylko poprawia wydajność produkcji i jakość produktów, ale także zapewnia dokładniejsze prognozowanie rynku i wsparcie decyzji dla przedsiębiorstw.
W przyszłości technologia cięcia płytek umożliwi znaczny postęp w wielu aspektach, takich jak dokładność, wydajność i koszt. Postępy te będą sprzyjać dalszemu rozwojowi przemysłu półprzewodników i zapewnią społeczeństwu więcej innowacji naukowych i technologicznych oraz wygodę.
Odniesienie:
ZMKJ posiada zaawansowany sprzęt produkcyjny i zespół techniczny, który może dostosować wafle SiC, wafle szafirowe, wafle SOI, podłoża krzemowe i inne specyfikacje, grubości i kształty zgodnie ze specyficznymi wymaganiami klientów.
Podział, moment, w którym płytka jest rozdzielana na wiele chipów półprzewodnikowych - SK hynix Newsroom
Wykrywanie defektów odprysków podczas krojenia wafli | SALOMON 3D (solomon-3d.com)
Panasonic i Tokyo Seimitsu zaczynają przyjmować zamówienia na wspólnie opracowaną laserową maszynę do wzorcowania do cięcia plazmowego|NEWS | ACCRETECH - TOKIO SEIMITSU
Proces krojenia w kostkę | Inne | Rozwiązania | Firma DISCO
Krojenie w kostkę za pomocą lasera (kostkowanie laserowe) | Technologia DISCO rozwijająca najnowocześniejsze rozwiązania (discousa.com)
Podstawowe procesy z użyciem pił kostkowych | Cięcie Ostrzem | Rozwiązania | Firma DISCO
Kostki Plazmowe 101: Podstawy | Innowacja | KLA