ObleaEbaketa potentzia erdieroaleen ekoizpenean lotura garrantzitsuenetako bat da. Urrats hau zirkuitu integratu edo txip indibidualak erdieroaleen obleetatik zehaztasunez bereizteko diseinatuta dago.
Giltzaobleaebaketa txip indibidualak bereizteko gai izatea da, bertan txertatutako egitura eta zirkuitu delikatuak ziurtatuzobleaez dira kaltetzen. Ebaketa-prozesuaren arrakastak edo porrotak ez du soilik txirbilaren bereizketa-kalitatean eta errendimenduan eragiten, baizik eta ekoizpen-prozesu osoaren eraginkortasunarekin ere zuzenean lotuta dago.
▲Oblea mozteko hiru mota ohikoenak | Iturria: KLA CHINA
Gaur egun, ohikoaobleaEbaketa-prozesuak honela banatzen dira:
Xafla ebaketa: kostu baxua, normalean lodiagoak direnetarako erabiltzen daobleak
Laser bidezko ebaketa: kostu handia, normalean 30μm baino gehiagoko lodiera duten obleak egiteko erabiltzen da
Plasma bidezko ebaketa: kostu handia, murrizketa gehiago, normalean 30 μm baino gutxiagoko lodiera duten obleetarako erabiltzen da
Xafla mekanikoen ebaketa
Pala bidezko ebaketa abiadura handiko biraketa-disko (pala) baten bidez ebaki-lerroan zehar ebakitzeko prozesua da. Pala normalean diamantezko material urratzaile edo ultra-mehez egina dago, siliziozko obleetan ebakitzeko edo ildaskatzeko egokia. Hala ere, ebaketa-metodo mekaniko gisa, pala bidezko ebaketak materialaren kentze fisikoan oinarritzen da, eta horrek erraz eragin dezake txirbilaren ertza txirbiltzea edo pitzatzea, eta horrek produktuaren kalitatea kaltetzea eta errendimendua murriztea.
Zerratze mekanikoaren prozesuak ekoitzitako azken produktuaren kalitatea hainbat parametroren araberakoa da, besteak beste, ebaketa-abiadura, xaflaren lodiera, xaflaren diametroa eta xaflaren biraketa-abiadura.
Ebaki osoa xaflarekin ebakitzeko metodorik oinarrizkoena da, pieza guztiz ebakitzen duena material finko batera (xerratzeko zinta bat adibidez) moztuz.
▲ Xafla mekaniko bidezko ebaketa - ebaketa osoa | Irudi iturriaren sarea
Erdi-ebaketa piezaren erdialdera ebakiz ildaska bat sortzen duen prozesatzeko metodo bat da. Ildaskatze-prozesua etengabe eginez, orrazi eta orratz formako puntak sor daitezke.
▲ Xafla mekaniko bidezko ebaketa-erdi ebaki | Irudi iturriaren sarea
Ebaketa bikoitza bi ardatz dituen zerra bikoitz bat erabiltzen duen prozesatzeko metodo bat da, bi ekoizpen-lerrotan aldi berean ebaketa osoak edo erdiak egiteko. Zerra bikoitzak bi ardatz ditu. Prozesu honen bidez errendimendu handia lor daiteke.
▲ Xafla mekaniko bidezko ebaketa-ebaki bikoitza | Irudi iturriaren sarea
Mailakako ebaketak bi ardatz dituen zerra bikoitza erabiltzen du bi etapatan ebaketa osoak eta erdiak egiteko. Oblearen gainazaleko kableatu-geruza ebakitzeko optimizatutako palak eta gainerako siliziozko kristal bakarrerako optimizatutako palak erabiltzen ditu prozesaketa kalitate handikoa lortzeko.
▲ Xafla mekaniko bidezko ebaketa – urratsez urratseko ebaketa | Irudi iturrien sarea
Ebaketa biselatua prozesatzeko metodo bat da, eta bertan, erdi-ebakitako ertzean V formako ertza duen xafla bat erabiltzen da oblea bi etapatan mozteko, urratsez urratseko ebaketa prozesuan. Txanflatze prozesua ebaketa prozesuan zehar egiten da. Beraz, moldearen erresistentzia handia eta prozesatzeko kalitate handia lor daitezke.
▲ Xafla mekaniko bidezko ebaketa – bizel bidezko ebaketa | Irudi iturrien sarea
Laser bidezko ebaketa
Laser bidezko ebaketa kontakturik gabeko oblea ebaketa teknologia bat da, laser izpi fokatu bat erabiltzen duena txipak erdieroaleen obleetatik bereizteko. Energia handiko laser izpia oblearen gainazalean fokatzen da eta lurrundu edo materiala kentzen du aurrez zehaztutako ebaketa-lerroan zehar ablazio edo deskonposizio termiko prozesuen bidez.
▲ Laser bidezko ebaketaren diagrama | Irudiaren iturria: KLA CHINA
Gaur egun gehien erabiltzen diren laser motak laser ultramoreak, laser infragorriak eta femtosegundo laserrak dira. Horien artean, laser ultramoreak askotan erabiltzen dira ablazio hotz zehatzerako, fotoi-energia handia dutelako, eta beroak eragindako eremua oso txikia delako, eta horrek eraginkortasunez murriztu dezake oblean eta inguruko txipean kalte termikoak izateko arriskua. Laser infragorriak egokiagoak dira oblea lodiagoetarako, materialean sakonki sartu daitezkeelako. Femtosegundo laserrek materiala kentzea lortzen dute zehaztasun handikoa eta eraginkorra izanik, bero-transferentzia ia hutsala izanik, argi-pultsu ultralaburren bidez.
Laser bidezko ebaketak abantaila nabarmenak ditu xafla bidezko ebaketa tradizionalaren aldean. Lehenik eta behin, kontakturik gabeko prozesua denez, laser bidezko ebaketak ez du presio fisikorik behar oblean, eta horrek ebaketa mekanikoan ohikoak diren zatiketa eta pitzadura arazoak murrizten ditu. Ezaugarri honek laser bidezko ebaketa bereziki egokia bihurtzen du oblea hauskorrak edo ultra-meheak prozesatzeko, batez ere egitura konplexuak edo ezaugarri finak dituztenak.
▲ Laser bidezko ebaketaren diagrama | Irudi iturriaren sarea
Gainera, laser bidezko ebaketaren zehaztasun eta doitasun handiak laser izpia puntu-tamaina oso txiki batera fokatzea, ebaketa-eredu konplexuak onartzea eta txipen arteko gutxieneko tartea bereiztea lortzea ahalbidetzen du. Ezaugarri hau bereziki garrantzitsua da tamaina txikitzen ari diren erdieroale-gailu aurreratuentzat.
Hala ere, laser bidezko ebaketak baditu muga batzuk ere. Pala bidezko ebaketarekin alderatuta, motelagoa eta garestiagoa da, batez ere eskala handiko ekoizpenean. Gainera, laser mota egokia aukeratzea eta parametroak optimizatzea materiala modu eraginkorrean kentzeko eta beroak eragindako eremu minimoa bermatzeko erronka izan daiteke material eta lodiera jakin batzuetarako.
Laser bidezko ablazio bidezko ebaketa
Laser bidezko ablazio bidezko ebaketa prozesuan, laser izpia zehaztasunez fokatzen da oblearen gainazaleko kokapen zehatz batean, eta laser energia aurrez zehaztutako ebaketa-eredu baten arabera gidatzen da, oblea pixkanaka behealderaino ebakiz. Ebaketa-eskakizunen arabera, eragiketa hau laser pultsatua edo uhin jarraituko laserra erabiliz egiten da. Laserraren gehiegizko berotze lokalaren ondorioz obleari kalterik ez egiteko, hozte-ura erabiltzen da oblea hozteko eta kalte termikoetatik babesteko. Aldi berean, hozte-urak ebaketa-prozesuan sortutako partikulak ere eraginkortasunez ken ditzake, kutsadura saihestu eta ebaketaren kalitatea bermatu.
Laser bidezko ebaketa ikusezina
Laserra fokatu ere egin daiteke beroa oblearen gorputz nagusira transferitzeko, "laser bidezko ebaketa ikusezina" izeneko metodoari. Metodo honetan, laserrak ematen duen beroak hutsuneak sortzen ditu eskribatze-bideetan. Ahuldutako eremu hauek antzeko sartze-efektua lortzen dute oblea luzatzen denean hautsiz.
▲ Laser bidezko ebaketa ikusezinaren prozesu nagusia
Ebaketa ikusezinaren prozesua barne-xurgapeneko laser prozesu bat da, laser ablazioaren ordez, non laserra gainazalean xurgatzen den. Ebaketa ikusezinarekin, oblearen substratu materialarekiko erdi-gardena den uhin-luzera duen laser izpiaren energia erabiltzen da. Prozesua bi urrats nagusitan banatzen da, bata laser bidezko prozesua da, eta bestea bereizketa mekanikoaren prozesua.
▲Laser izpiak zulo bat sortzen du oblearen gainazalaren azpian, eta aurrealdea eta atzealdea ez dira kaltetzen | Irudi iturriaren sarea
Lehen urratsean, laser izpiak oblea eskaneatzen duen heinean, laser izpiak oblearen barruko puntu espezifiko batean fokatzen du, barruan pitzadura puntu bat sortuz. Izpiaren energiak barruan pitzadura sorta bat sortzea eragiten du, eta hauek oraindik ez dira oblearen lodiera osoan zehar goiko eta beheko gainazaletara hedatu.
▲100 μm-ko lodierako siliziozko obleen konparaketa, xafla-metodoarekin eta laser bidezko ebaketa ikusezinaren metodoarekin moztuta | Irudi iturrien sarea
Bigarren urratsean, oblearen beheko aldean dagoen txip-zinta fisikoki zabaltzen da, eta horrek tentsio-tentsioa eragiten du oblearen barruko pitzaduretan, eta hauek lehenengo urratsean laser-prozesuan eragiten dira. Tentsio honek pitzadurak bertikalki hedatzea eragiten du oblearen goiko eta beheko gainazaletara, eta ondoren oblea txipetan bereiztea ebaketa-puntu horietan zehar. Ebaketa ikusezinean, erdi-ebaketa edo beheko aldeko erdi-ebaketa erabiltzen da normalean obleak txipetan edo txipetan bereiztea errazteko.
Laser bidezko ebaketa ikusezinaren abantaila nagusiak laser bidezko ablazioaren aldean:
• Ez da hozgarririk behar
• Ez da hondakinik sortzen
• Zirkuitu sentikorrak kaltetu ditzaketen bero-eremurik ez
Plasma ebaketa
Plasma ebaketa (plasma grabatua edo grabatu lehorra bezala ere ezaguna) oblea ebaketa teknologia aurreratu bat da, ioi erreaktiboaren grabatua (RIE) edo ioi erreaktiboaren grabatu sakona (DRIE) erabiltzen duena txipak erdieroaleen obleetatik bereizteko. Teknologiak plasma erabiliz materiala kimikoki kenduz lortzen du ebaketa-lerro aurrez zehaztuetan zehar.
Plasma bidezko ebaketa prozesuan, erdieroaleen oblea huts-ganbera batean jartzen da, kontrolatutako gas nahasketa erreaktibo bat sartzen da ganberan, eta eremu elektriko bat aplikatzen da ioi eta erradikal erreaktiboen kontzentrazio handia duen plasma bat sortzeko. Espezie erreaktibo hauek oblearen materialarekin elkarreragiten dute eta oblearen materiala selektiboki kentzen dute eskribatze-lerroan zehar, erreakzio kimikoaren eta sputtering fisikoaren konbinazio baten bidez.
Plasma ebaketaren abantaila nagusia da oblearen eta txiparen gaineko tentsio mekanikoa murrizten duela eta kontaktu fisikoak eragindako kalte potentzialak murrizten dituela. Hala ere, prozesu hau beste metodo batzuk baino konplexuagoa eta denbora gehiago eskatzen duena da, batez ere oblea lodiagoak edo grabatzeko erresistentzia handiko materialak lantzen direnean, beraz, masa-ekoizpenean duen aplikazioa mugatua da.
▲Irudi iturriaren sarea
Erdieroaleen fabrikazioan, oblea ebakitzeko metodoa faktore askoren arabera aukeratu behar da, besteak beste, oblearen materialaren propietateak, txiparen tamaina eta geometria, beharrezko zehaztasuna eta zuzentasuna, eta ekoizpen-kostu eta -eraginkortasun orokorra.
Argitaratze data: 2024ko irailaren 20a