A obleaten que pasar por tres cambios para converterse nun chip semicondutor real: primeiro, o lingote en forma de bloque córtase en obleas; no segundo proceso, os transistores grávanse na parte frontal da oblea mediante o proceso anterior; finalmente, realízase o empaquetado, é dicir, mediante o proceso de corte, oobleaconvértese nun chip semicondutor completo. Pódese ver que o proceso de empaquetado pertence ao proceso de back-end. Neste proceso, a oblea cortarase en varios chips individuais de hexaedros. Este proceso de obtención de chips independentes chámase "Singulación", e o proceso de serrar a placa da oblea en cuboides independentes chámase "corte de obleas (serrado con matriz)". Recentemente, coa mellora da integración de semicondutores, o grosor deobleasvolveuse cada vez máis delgada, o que por suposto dificulta moito o proceso de "singulación".
A evolución do corte en dados de obleas
Os procesos front-end e back-end evolucionaron a través da interacción de varias maneiras: a evolución dos procesos back-end pode determinar a estrutura e a posición dos pequenos chips hexaédricos separados do dado nooblea, así como a estrutura e a posición das almofadas (rutas de conexión eléctrica) na oblea; pola contra, a evolución dos procesos front-end cambiou o proceso e o método deobleaadelgazamento posterior e "troceado en dados" no proceso final. Polo tanto, a aparencia cada vez máis sofisticada do envase terá un grande impacto no proceso final. Ademais, o número, o procedemento e o tipo de corte en dados tamén cambiarán en consecuencia segundo o cambio na aparencia do envase.
Escriba dados
Nos primeiros tempos, "romper" aplicando forza externa era o único método de corte en dados que podía dividir oobleaen matrices hexaédricas. Non obstante, este método ten as desvantaxes de lascar ou rachar o bordo da pequena lasca. Ademais, dado que as rebabas da superficie metálica non se eliminan por completo, a superficie cortada tamén é moi rugosa.
Para solucionar este problema, xurdiu o método de corte "Rasgado", é dicir, antes de "romper" a superficie daobleacórtase aproximadamente á metade da profundidade. O "rastriado", como o nome indica, refírese ao uso dun impulsor para serrar (cortar á metade) a parte frontal da oblea con antelación. Nos primeiros tempos, a maioría das obleas de menos de 6 polgadas usaban este método de corte que primeiro "cortaba" entre as lascas e despois "rompía".
Corte en dados ou serra de lámina
O método de corte por "rastro" desenvolveuse gradualmente ata converterse no método de corte (ou serra) por "corte con lámina", que é un método de corte cunha lámina dúas ou tres veces seguidas. O método de corte por "lámina" pode compensar o fenómeno de pequenas lascas que se desprenden ao "romper" despois do "rastro" e pode protexer as lascas pequenas durante o proceso de "singulación". O corte por "lámina" é diferente do corte por "corte" anterior, é dicir, despois dun corte por "lámina", non se "rompe", senón que se corta de novo cunha lámina. Polo tanto, tamén se denomina método de "corte por pasos".
Para protexer a oblea de danos externos durante o proceso de corte, aplicarase unha película á oblea con antelación para garantir unha "unión" máis segura. Durante o proceso de "molición traseira", a película fixarase á parte dianteira da oblea. Pola contra, no corte con "lámina", a película debe fixarse á parte traseira da oblea. Durante a unión eutéctica de matrices (unión de matrices, fixación dos chips separados na PCB ou no marco fixo), a película fixada á parte traseira caerá automaticamente. Debido á alta fricción durante o corte, a auga desionizada debe pulverizarse continuamente desde todas as direccións. Ademais, o impulsor debe estar unido con partículas de diamante para que as rebandas se poidan cortar mellor. Neste momento, o corte (grosor da lámina: ancho da ranura) debe ser uniforme e non debe exceder o ancho da ranura de corte.
Durante moito tempo, o serrado foi o método de corte tradicional máis empregado. A súa maior vantaxe é que permite cortar un gran número de obleas nun curto período de tempo. Non obstante, se se aumenta considerablemente a velocidade de alimentación da rebanda, aumentará a posibilidade de que se desprenda o bordo do chiplet. Polo tanto, o número de rotacións do impulsor debe controlarse a unhas 30.000 veces por minuto. Pódese observar que a tecnoloxía do proceso de semicondutores adoita ser un segredo acumulado lentamente durante un longo período de acumulación e ensaio e erro (na seguinte sección sobre a unión eutéctica, trataremos o contido sobre o corte e a DAF).
Corte en dados antes da moenda (DBG): a secuencia de corte cambiou o método
Cando se realiza o corte con lámina nunha oblea de 8 polgadas de diámetro, non hai necesidade de preocuparse de que o bordo do chiplet se desprenda ou se rache. Pero a medida que o diámetro da oblea aumenta a 21 polgadas e o grosor se volve extremadamente fino, os fenómenos de desprenda e rache comezan a aparecer de novo. Para reducir significativamente o impacto físico na oblea durante o proceso de corte, o método DBG de "cortar en dados antes de moer" substitúe a secuencia de corte tradicional. A diferenza do método tradicional de corte con "lámina" que corta continuamente, o DBG primeiro realiza un corte con "lámina" e despois adelgaza gradualmente o grosor da oblea adelgazando continuamente a parte traseira ata que o chip se divide. Pódese dicir que o DBG é unha versión mellorada do método de corte con "lámina" anterior. Debido a que pode reducir o impacto do segundo corte, o método DBG popularizouse rapidamente no "empaquetado a nivel de oblea".
Corte láser en dados
O proceso de encapsulado a escala de chip a nivel de oblea (WLCSP) emprega principalmente o corte por láser. O corte por láser pode reducir fenómenos como o descamación e o rachado, obtendo así chips de mellor calidade, pero cando o grosor da oblea é superior a 100 μm, a produtividade redúcese considerablemente. Polo tanto, úsase principalmente en obleas cun grosor inferior a 100 μm (relativamente delgado). O corte por láser corta o silicio aplicando láser de alta enerxía á ranura de trazado da oblea. Non obstante, cando se usa o método de corte por láser convencional (láser convencional), débese aplicar previamente unha película protectora á superficie da oblea. Debido ao quecemento ou irradiación da superficie da oblea con láser, estes contactos físicos producirán ranuras na superficie da oblea e os fragmentos de silicio cortados tamén se adherirán á superficie. Pódese ver que o método tradicional de corte por láser tamén corta directamente a superficie da oblea e, neste sentido, é similar ao método de corte con "lámina".
O corte furtivo en dados (SD) é un método que consiste primeiro en cortar o interior da oblea con enerxía láser e, a continuación, aplicar presión externa á cinta unida á parte traseira para rompela, separando así o chip. Cando se aplica presión á cinta da parte traseira, a oblea elevarase instantaneamente cara arriba debido ao estiramento da cinta, separando así o chip. As vantaxes do SD sobre o método tradicional de corte por láser son: en primeiro lugar, non hai restos de silicio; en segundo lugar, o corte (Kerf: o ancho da ranura de trazado) é estreito, polo que se poden obter máis lascas. Ademais, o fenómeno de pelado e rachadura reducirase considerablemente usando o método SD, o que é crucial para a calidade xeral do corte. Polo tanto, é moi probable que o método SD se converta na tecnoloxía máis popular no futuro.
Corte por plasma
O corte por plasma é unha tecnoloxía de desenvolvemento recente que emprega o gravado por plasma para cortar durante o proceso de fabricación (Fab). O corte por plasma emprega materiais semigasosos en lugar de líquidos, polo que o impacto sobre o medio ambiente é relativamente pequeno. E adóptase o método de cortar toda a oblea á vez, polo que a velocidade de "corte" é relativamente rápida. Non obstante, o método de plasma emprega gas de reacción química como materia prima e o proceso de gravado é moi complicado, polo que o seu fluxo de proceso é relativamente engorroso. Pero en comparación co corte por "lámina" e o corte por láser, o corte por plasma non causa danos na superficie da oblea, polo que se reduce a taxa de defectos e se obteñen máis chips.
Recentemente, dado que o grosor da oblea se reduciu a 30 μm, utilízase moito cobre (Cu) ou materiais de baixa constante dieléctrica (Low-k). Polo tanto, para evitar rebabas (Burr), tamén se favorecerán os métodos de corte por plasma. Por suposto, a tecnoloxía de corte por plasma tamén está en constante desenvolvemento. Creo que nun futuro próximo, algún día non haberá necesidade de usar unha máscara especial ao gravar, porque esta é unha das principais direccións de desenvolvemento do corte por plasma.
A medida que o grosor das obleas se foi reducindo continuamente de 100 μm a 50 μm e despois a 30 μm, os métodos de corte para obter chips independentes tamén foron cambiando e desenvolvéndose, desde o corte por "rotura" e "coitela" ata o corte por láser e o corte por plasma. Aínda que os métodos de corte cada vez máis maduros aumentaron o custo de produción do propio proceso de corte, por outra banda, ao reducir significativamente os fenómenos indesexables como o descamación e o rachado que adoitan producirse no corte de chips semicondutores e aumentar o número de chips obtidos por unidade de oblea, o custo de produción dun só chip mostrou unha tendencia á baixa. Por suposto, o aumento do número de chips obtidos por unidade de área da oblea está estreitamente relacionado coa redución do ancho da rúa de corte. Usando o corte por plasma, pódense obter case un 20 % máis de chips en comparación co uso do método de corte por "coitela", que tamén é unha das principais razóns polas que a xente elixe o corte por plasma. Co desenvolvemento e os cambios nas obleas, a aparencia dos chips e os métodos de empaquetado, tamén están a xurdir varios procesos de corte como a tecnoloxía de procesamento de obleas e o DBG.
Data de publicación: 10 de outubro de 2024