A cialdadeve passà per trè cambiamenti per diventà un veru chip semiconduttore: prima, u lingotto in forma di bloccu hè tagliatu in wafer; in u secondu prucessu, i transistor sò incisi nantu à a parte anteriore di u wafer per mezu di u prucessu precedente; infine, l'imballaggio hè realizatu, vale à dì, per mezu di u prucessu di taglio, ucialdadiventa un chip semiconduttore cumpletu. Si pò vede chì u prucessu di imballaggio appartene à u prucessu back-end. In questu prucessu, a wafer serà tagliata in parechji chip individuali esaedrichi. Stu prucessu di ottene chip indipendenti hè chjamatu "Singulazione", è u prucessu di segatura di a scheda di wafer in cuboidi indipendenti hè chjamatu "taglio di wafer (Segatura a fustella)". Recentemente, cù u miglioramentu di l'integrazione di i semiconduttori, u spessore dicialdehè diventatu sempre più magre, ciò chì benintesa porta assai difficultà à u prucessu di "singulazione".
L'evoluzione di u tagliu di e cialde
I prucessi front-end è back-end anu evolutu per via di l'interazione in parechji modi: l'evoluzione di i prucessi back-end pò determinà a struttura è a pusizione di i picculi chip esaedrichi separati da u dadu nantu à ucialda, è ancu a struttura è a pusizione di i pads (percorsi di cunnessione elettrica) nantu à a cialda; à u cuntrariu, l'evoluzione di i prucessi front-end hà cambiatu u prucessu è u metudu dicialdaassottigliatura di u spinu è "tagliatura à cubetti" in u prucessu di back-end. Dunque, l'aspettu sempre più sofisticatu di l'imballu avarà un grande impattu annantu à u prucessu di back-end. Inoltre, u numeru, a prucedura è u tipu di tagliatura à cubetti cambieranu ancu di cunsiguenza secondu u cambiamentu in l'aspettu di l'imballu.
Scribe Dicing
In i primi tempi, "rompere" applicendu una forza esterna era l'unicu metudu di tagliu chì pudia dividisce ucialdain stampi esaedrichi. Tuttavia, questu metudu hà i svantaghji di scheggià o screpolà u bordu di u picculu chip. Inoltre, postu chì e bave nantu à a superficia metallica ùn sò micca cumpletamente eliminate, a superficia tagliata hè ancu assai ruvida.
Per risolve stu prublema, hè natu u metudu di tagliu "Scribing", vale à dì, prima di "rompe", a superficia di ucialdahè tagliatu à circa a mità di a prufundità. "Scribing", cum'è u nome suggerisce, si riferisce à l'usu di una girante per segà (meza tagliata) a parte anteriore di a cialda in anticipu. In i primi tempi, a maiò parte di e cialde sottu à 6 pollici utilizavanu stu metudu di tagliu di prima "taglià" trà i chips è dopu "rompe".
Tagliu di lama o sega di lama
U metudu di tagliu "Scribing" s'hè sviluppatu gradualmente in u metudu di tagliu (o sega) "Blade dicing", chì hè un metudu di tagliu cù una lama duie o trè volte di fila. U metudu di tagliu "Blade" pò cumpensà u fenomenu di i picculi trucioli chì si staccanu quandu si "rompenu" dopu à "scribing", è pò prutege i picculi trucioli durante u prucessu di "singulazione". U tagliu "Blade" hè diversu da u tagliu "dicing" precedente, vale à dì, dopu à un tagliu "Blade", ùn si "rompe", ma si taglia di novu cù una lama. Dunque, hè ancu chjamatu metudu "step dicing".
Per prutege a cialda da danni esterni durante u prucessu di tagliu, una pellicola serà applicata in anticipu à a cialda per assicurà una "singolatura" più sicura. Durante u prucessu di "remacinazione posteriore", a pellicola serà attaccata à a parte anteriore di a cialda. Ma à u cuntrariu, in u tagliu "à lama", a pellicola deve esse attaccata à u spinu di a cialda. Durante u legame eutetticu di u die (legame di u die, fissazione di i chip separati nantu à u PCB o quadru fissu), a pellicola attaccata à u spinu cascherà automaticamente. A causa di l'alta frizione durante u tagliu, l'acqua DI deve esse spruzzata continuamente da tutte e direzzione. Inoltre, a girante deve esse attaccata cù particelle di diamante in modu chì e fette possinu esse tagliate megliu. In questu mumentu, u tagliu (spessore di a lama: larghezza di a scanalatura) deve esse uniforme è ùn deve micca superà a larghezza di a scanalatura di tagliu.
Per un bellu pezzu, a segatura hè stata u metudu di tagliu tradiziunale u più utilizatu. U so più grande vantaghju hè chì pò taglià un gran numeru di cialde in pocu tempu. Tuttavia, se a velocità di alimentazione di a fetta hè aumentata assai, a pussibilità di sbucciatura di u bordu di u chiplet aumenterà. Dunque, u numeru di rotazioni di a girante deve esse cuntrullatu à circa 30.000 volte per minutu. Si pò vede chì a tecnulugia di u prucessu di semiconduttori hè spessu un sicretu accumulatu lentamente per mezu di un longu periodu di accumulazione è di prova è errore (in a prossima sezione nantu à u ligame eutecticu, discuteremu u cuntenutu nantu à u tagliu è u DAF).
Tagliu prima di a macinazione (DBG): a sequenza di tagliu hà cambiatu u metudu
Quandu u tagliu di a lama hè realizatu nantu à una cialda di 8 pollici di diametru, ùn ci hè bisognu di preoccupassi di u sbucciamentu o di a crepatura di u bordu di u chiplet. Ma quandu u diametru di a cialda aumenta à 21 pollici è u spessore diventa estremamente finu, i fenomeni di sbucciatura è di crepatura cumincianu à cumparisce di novu. Per riduce significativamente l'impattu fisicu nantu à a cialda durante u prucessu di tagliu, u metudu DBG di "tagliatura à cubetti prima di macinazione" rimpiazza a sequenza di tagliu tradiziunale. À u cuntrariu di u metudu tradiziunale di tagliu "a lama" chì taglia continuamente, DBG esegue prima un tagliu "a lama", è dopu assottiglia gradualmente u spessore di a cialda assottigliendu continuamente u latu posteriore finu à chì u chip sia divisu. Si pò dì chì DBG hè una versione aghjurnata di u precedente metudu di tagliu "a lama". Perchè pò riduce l'impattu di u secondu tagliu, u metudu DBG hè statu rapidamente pupularizatu in "imballaggi à livellu di cialda".
Tagliu laser à dadi
U prucessu di pacchettu di scala di chip à livellu di wafer (WLCSP) usa principalmente u tagliu laser. U tagliu laser pò riduce fenomeni cum'è u sbucciamentu è u screpulamentu, ottenendu cusì chip di qualità megliu, ma quandu u spessore di u wafer hè più di 100 μm, a produttività serà assai ridutta. Dunque, hè principalmente adupratu nantu à wafer cù un spessore inferiore à 100 μm (relativamente sottile). U tagliu laser taglia u siliciu applicendu un laser à alta energia à a scanalatura di scrittura di u wafer. Tuttavia, quandu si usa u metudu di tagliu laser cunvinziunale (Laser Cunvinziunale), una pellicola protettiva deve esse applicata in anticipu à a superficia di u wafer. Perchè u riscaldamentu o l'irradiazione di a superficia di u wafer cù u laser, questi cuntatti fisichi produrranu scanalature nantu à a superficia di u wafer, è i frammenti di siliciu tagliati aderiscenu ancu à a superficia. Si pò vede chì u metudu tradiziunale di tagliu laser taglia ancu direttamente a superficia di u wafer, è in questu sensu, hè simile à u metudu di tagliu "lama".
U Stealth Dicing (SD) hè un metudu di taglià prima l'internu di a cialda cù energia laser, è dopu applicà una pressione esterna à u nastro attaccatu à u spinu per rompe lu, separendu cusì u chip. Quandu a pressione hè applicata à u nastro nantu à u spinu, a cialda serà istantaneamente alzata versu l'altu per via di u stiramentu di u nastro, separendu cusì u chip. I vantaghji di SD rispetto à u metudu tradiziunale di tagliu laser sò: prima, ùn ci sò micca detriti di siliciu; secondu, u kerf (Kerf: a larghezza di a scanalatura di scrittura) hè strettu, dunque si ponu ottene più chips. Inoltre, u fenomenu di sbucciatura è screpolatura serà assai riduttu cù u metudu SD, chì hè cruciale per a qualità generale di u tagliu. Dunque, hè assai prubabile chì u metudu SD diventi a tecnulugia più pupulare in u futuru.
Tagliu à u plasma
U tagliu à plasma hè una tecnulugia sviluppata di recente chì usa l'incisione à plasma per taglià durante u prucessu di fabricazione (Fab). U tagliu à plasma usa materiali semi-gas invece di liquidi, dunque l'impattu annantu à l'ambiente hè relativamente chjucu. È u metudu di taglià tutta a cialda in una volta hè aduttatu, dunque a velocità di "tagliu" hè relativamente rapida. Tuttavia, u metudu à plasma usa u gasu di reazione chimica cum'è materia prima, è u prucessu di incisione hè assai cumplicatu, dunque u so flussu di prucessu hè relativamente ingombrante. Ma paragunatu à u tagliu "à lama" è u tagliu laser, u tagliu à plasma ùn provoca micca danni à a superficia di a cialda, riducendu cusì u tassu di difetti è ottenendu più chip.
Recentemente, dapoi chì u spessore di a cialda hè statu riduttu à 30 μm, è si usa assai rame (Cu) o materiali à bassa costante dielettrica (Low-k). Dunque, per prevene e bave (Burr), i metudi di taglio al plasma saranu ancu privilegiati. Benintesa, a tecnulugia di taglio al plasma hè ancu in costante sviluppu. Credu chì in un futuru vicinu, un ghjornu ùn ci serà bisognu di portà una maschera speciale durante l'incisione, perchè questa hè una direzzione di sviluppu maiò di u taglio al plasma.
Siccomu u spessore di e cialde hè statu riduttu continuamente da 100 μm à 50 μm è dopu à 30 μm, i metudi di tagliu per ottene chip indipendenti sò ancu cambiati è sviluppati da u tagliu "rottura" è "lama" à u tagliu laser è u tagliu plasma. Ancu s'è i metudi di tagliu sempre più maturi anu aumentatu u costu di pruduzzione di u prucessu di tagliu stessu, invece, riducendu significativamente i fenomeni indesiderati cum'è u sbucciamentu è a screpolatura chì si verificanu spessu in u tagliu di chip semiconduttori è aumentendu u numeru di chip ottenuti per unità di cialde, u costu di pruduzzione di un unicu chip hà mostratu una tendenza à a calata. Benintesa, l'aumentu di u numeru di chip ottenuti per unità di area di a cialde hè strettamente ligatu à a riduzione di a larghezza di a strada di tagliu. Usendu u tagliu plasma, si ponu ottene quasi u 20% in più di chip paragunatu à l'usu di u metudu di tagliu "lama", chì hè ancu una di e ragioni principali per chì a ghjente sceglie u tagliu plasma. Cù u sviluppu è i cambiamenti di e cialde, l'aspettu di i chip è i metudi di imballaggio, emergenu ancu vari prucessi di tagliu cum'è a tecnulugia di trasfurmazione di e cialde è DBG.
Data di publicazione: 10 ottobre 2024