A vafliƏsl yarımkeçirici çipə çevrilmək üçün üç dəyişiklikdən keçməlidir: birincisi, blok formalı külçə lövhələrə kəsilir; ikinci prosesdə tranzistorlar əvvəlki proses vasitəsilə lövhənin ön hissəsinə həkk olunur; nəhayət, qablaşdırma, yəni kəsmə prosesi vasitəsilə həyata keçirilirvaflitam yarımkeçirici çipə çevrilir. Qablaşdırma prosesinin arxa tərəf prosesinə aid olduğu görülür. Bu prosesdə lövhə bir neçə altıbucaqlı fərdi çipə kəsiləcək. Müstəqil çiplərin əldə edilməsi prosesi "Sinqulyasiya", lövhənin müstəqil kuboidlərə mişarlanması prosesi isə "lövhə kəsmə (Die Sawing)" adlanır. Son zamanlar yarımkeçirici inteqrasiyanın təkmilləşdirilməsi ilə qalınlığıvaflilərgetdikcə daha da incəlmişdir ki, bu da təbii ki, “təkləmə” prosesinə çox çətinlik yaradır.
Vafli doğramasının təkamülü
Ön və arxa proseslər müxtəlif yollarla qarşılıqlı təsir yolu ilə inkişaf etmişdir: arxa proseslərin təkamülü qəlibdən ayrılmış altıbucaqlı kiçik çiplərin quruluşunu və mövqeyini müəyyən edə bilər.vafli, eləcə də lövhədəki yastıqların (elektrik bağlantısı yollarının) quruluşu və mövqeyi; əksinə, ön uç proseslərinin təkamülü prosesi və metodunu dəyişdirmişdirvafliarxa hissə prosesində arxa hissənin incəlməsi və "kəsmə" üsulu. Buna görə də, qablaşdırmanın getdikcə daha mürəkkəb görünüşü arxa hissə prosesinə böyük təsir göstərəcək. Bundan əlavə, qablaşdırmanın görünüşünün dəyişməsinə uyğun olaraq, kəsmə üsulunun sayı, proseduru və növü də müvafiq olaraq dəyişəcək.
Katib Qiymətləndirmə
İlk dövrlərdə xarici qüvvə tətbiq etməklə "qırmaq", bölməyə imkan verən yeganə üsul idivaflialtıbucaqlı qəliblərə. Lakin, bu üsulun kiçik qırıntının kənarının sınması və ya çatlaması kimi mənfi cəhətləri var. Bundan əlavə, metal səthdəki qırışlar tamamilə təmizlənmədiyi üçün kəsilmiş səth də çox kobud olur.
Bu problemi həll etmək üçün, səthi “sındırmazdan” əvvəl, yəni “Qırmaq” üsulu ortaya çıxdı.vafliAdından da göründüyü kimi, "xətt çəkmək" lövhənin ön tərəfini əvvəlcədən mişarlamaq (yarı kəsmək) üçün bir pervane istifadə etməyi nəzərdə tutur. İlk dövrlərdə, 6 düymdən aşağı olan lövhələrin əksəriyyəti əvvəlcə qırıntılar arasında "dilimləmə" və sonra "sındırma" kimi bu kəsmə üsulundan istifadə edirdi.
Bıçaqla Kəsmə və ya Bıçaqla Mişarlama
“Qızdırma” kəsmə üsulu tədricən “Bıçaqla doğrama” kəsmə (və ya mişarlama) üsuluna çevrildi ki, bu da bıçaqdan iki və ya üç dəfə ardıcıl olaraq istifadə etməklə kəsmə üsuludur. “Bıçaqla” kəsmə üsulu “qırılma”dan sonra “sınma” zamanı kiçik qırıntıların qopması fenomenini kompensasiya edə və “təkləmə” prosesi zamanı kiçik qırıntıları qoruya bilər. “Bıçaqla” kəsmə əvvəlki “doğrama” kəsmə üsulundan fərqlidir, yəni “bıçaqla” kəsildikdən sonra “sınma” deyil, bıçaqla yenidən kəsmə aparılır. Buna görə də buna “mərhələli doğrama” üsulu da deyilir.
Kəsmə prosesi zamanı lövhəni xarici zədələrdən qorumaq üçün, daha təhlükəsiz "təkləmə" təmin etmək üçün lövhəyə əvvəlcədən bir təbəqə çəkiləcək. "Arxa üyütmə" prosesi zamanı təbəqə lövhənin ön hissəsinə yapışdırılacaq. Əksinə, "bıçaq" kəsməsində təbəqə lövhənin arxa hissəsinə yapışdırılmalıdır. Evtektik qəlib yapışdırılması (qalıb yapışdırılması, ayrılmış çiplərin PCB-yə və ya sabit çərçivəyə bərkidilməsi) zamanı arxaya yapışdırılmış təbəqə avtomatik olaraq düşəcək. Kəsmə zamanı yüksək sürtünmə səbəbindən DI suyu hər tərəfdən davamlı olaraq püskürdülməlidir. Bundan əlavə, dilimlərin daha yaxşı kəsilməsi üçün pervane almaz hissəcikləri ilə yapışdırılmalıdır. Bu zaman kəsim (bıçaq qalınlığı: yiv eni) vahid olmalı və doğranma yivinin enindən çox olmamalıdır.
Uzun müddətdir ki, mişarlama ən çox istifadə edilən ənənəvi kəsmə üsulu olmuşdur. Onun ən böyük üstünlüyü qısa müddətdə çox sayda lövhəni kəsə bilməsidir. Lakin, dilimin qidalanma sürəti xeyli artırılarsa, yonqar kənarının soyulması ehtimalı artacaq. Buna görə də, çarxın fırlanma sayı dəqiqədə təxminən 30.000 dəfə idarə olunmalıdır. Göründüyü kimi, yarımkeçirici proses texnologiyası çox vaxt uzun müddətli yığılma və sınaq və səhv yolu ilə yavaş-yavaş toplanan bir sirrdir (evtektik birləşmə haqqında növbəti bölmədə kəsmə və DAF haqqında məzmunu müzakirə edəcəyik).
Üyüdülmədən əvvəl doğranma (DBG): kəsmə ardıcıllığı metodu dəyişdirib
Bıçaq kəsimi 8 düym diametrli lövhədə aparıldıqda, çiplet kənarının soyulması və ya çatlaması barədə narahat olmağa ehtiyac yoxdur. Lakin lövhənin diametri 21 düymə qədər artdıqca və qalınlığı son dərəcə incəldikcə, soyulma və çatlama hadisələri yenidən görünməyə başlayır. Kəsmə prosesi zamanı lövhəyə fiziki təsiri əhəmiyyətli dərəcədə azaltmaq üçün DBG-nin "üyüdülməzdən əvvəl doğramaq" metodu ənənəvi kəsmə ardıcıllığını əvəz edir. Davamlı olaraq kəsən ənənəvi "bıçaq" kəsmə metodundan fərqli olaraq, DBG əvvəlcə "bıçaq" kəsimi həyata keçirir və sonra çip bölünənə qədər arxa tərəfi davamlı olaraq incəltməklə lövhənin qalınlığını tədricən incəldir. Deyə bilərik ki, DBG əvvəlki "bıçaq" kəsmə metodunun təkmilləşdirilmiş versiyasıdır. İkinci kəsimin təsirini azalda bildiyinə görə, DBG metodu "vərəq səviyyəli qablaşdırma"da sürətlə populyarlaşmışdır.
Lazerlə ölçüləmə
Plitələr səviyyəli çip miqyaslı paket (WLCSP) prosesi əsasən lazer kəsimindən istifadə edir. Lazer kəsmə soyma və çatlama kimi hadisələri azalda bilər və bununla da daha keyfiyyətli çiplər əldə edə bilər, lakin plitənin qalınlığı 100μm-dən çox olduqda məhsuldarlıq xeyli azalacaq. Buna görə də, əsasən qalınlığı 100μm-dən az (nisbətən nazik) olan plitələr üzərində istifadə olunur. Lazer kəsmə plitənin cızma yivinə yüksək enerjili lazer tətbiq etməklə silikonu kəsir. Lakin, ənənəvi lazer (Ənənəvi Lazer) kəsmə metodundan istifadə edərkən, plitənin səthinə əvvəlcədən qoruyucu təbəqə çəkilməlidir. Plitənin səthini lazerlə qızdırmaq və ya şüalandırmaq üçün bu fiziki təmaslar plitənin səthində yivlər əmələ gətirəcək və kəsilmiş silikon parçaları da səthə yapışacaq. Göründüyü kimi, ənənəvi lazer kəsmə metodu plitənin səthini də birbaşa kəsir və bu baxımdan "bıçaq" kəsmə metoduna bənzəyir.
Gizli Kəsmə (SD) əvvəlcə lövhənin iç hissəsini lazer enerjisi ilə kəsmək, sonra arxa tərəfə bərkidilmiş lentə xarici təzyiq tətbiq etməklə onu qırmaq və bununla da çipi ayırmaq üsuludur. Arxa tərəfdəki lentə təzyiq tətbiq edildikdə, lentin dartılması səbəbindən lövhə dərhal yuxarı qaldırılacaq və bununla da çipi ayıracaq. SD-nin ənənəvi lazer kəsmə metodundan üstünlükləri bunlardır: birincisi, silikon qalıqları yoxdur; ikincisi, kerf (Kerf: scribing oluğun eni) dardır, buna görə də daha çox çip əldə etmək mümkündür. Bundan əlavə, kəsmənin ümumi keyfiyyəti üçün vacib olan SD metodu istifadə edilərək soyulma və çatlama fenomeni xeyli azaldılacaq. Buna görə də, SD metodunun gələcəkdə ən populyar texnologiyaya çevrilməsi ehtimalı çox yüksəkdir.
Plazma Dicing
Plazma kəsmə, istehsal (Fab) prosesi zamanı kəsmə üçün plazma aşındırmasından istifadə edən yeni inkişaf etmiş bir texnologiyadır. Plazma kəsmə maye əvəzinə yarı qaz materiallarından istifadə edir, buna görə də ətraf mühitə təsiri nisbətən azdır. Bütün lövhəni bir anda kəsmə üsulu qəbul edilir, buna görə də "kəsmə" sürəti nisbətən sürətlidir. Bununla belə, plazma metodu xammal kimi kimyəvi reaksiya qazından istifadə edir və aşındırma prosesi çox mürəkkəbdir, buna görə də onun proses axını nisbətən çətin olur. Lakin "bıçaq" kəsmə və lazer kəsmə ilə müqayisədə plazma kəsmə lövhə səthinə zərər vermir, bununla da qüsur nisbətini azaldır və daha çox qırıntı əldə edir.
Son zamanlar lövhənin qalınlığı 30μm-ə endirildiyindən və çoxlu mis (Cu) və ya aşağı dielektrik sabit materiallardan (Low-k) istifadə edildiyindən. Buna görə də, burrs (Burr) qarşısını almaq üçün plazma kəsmə üsullarına da üstünlük veriləcək. Əlbəttə ki, plazma kəsmə texnologiyası da daim inkişaf edir. İnanıram ki, yaxın gələcəkdə bir gün aşındırma zamanı xüsusi maska taxmağa ehtiyac qalmayacaq, çünki bu, plazma kəsmənin əsas inkişaf istiqamətidir.
Plastinkaların qalınlığı davamlı olaraq 100μm-dən 50μm-ə, daha sonra isə 30μm-ə endirildikcə, müstəqil çiplərin alınması üçün kəsmə üsulları da "qırılma" və "bıçaq" kəsmə üsullarından lazer kəsmə və plazma kəsmə üsullarına qədər dəyişir və inkişaf edir. Getdikcə daha da təkmilləşən kəsmə üsulları kəsmə prosesinin özünün istehsal xərclərini artırsa da, digər tərəfdən, yarımkeçirici çip kəsməsində tez-tez baş verən soyma və çatlama kimi arzuolunmaz hadisələri əhəmiyyətli dərəcədə azaltmaqla və vahid plastina başına əldə edilən çiplərin sayını artırmaqla tək bir çipin istehsal xərcləri azalma meyli göstərib. Əlbəttə ki, plastina vahid sahəsinə görə əldə edilən çiplərin sayının artması doğrama küçəsinin eninin azalması ilə sıx bağlıdır. Plazma kəsmə üsulundan istifadə etməklə, "bıçaq" kəsmə üsulundan istifadə etməklə müqayisədə təxminən 20% daha çox çip əldə etmək olar ki, bu da insanların plazma kəsmə üsulunu seçməsinin əsas səbəbidir. Plastinkaların, çiplərin görünüşü və qablaşdırma üsullarının inkişafı və dəyişiklikləri ilə plastina emalı texnologiyası və DBG kimi müxtəlif kəsmə prosesləri də ortaya çıxır.
Yazı vaxtı: 10 oktyabr 2024