Ի՞նչ է վաֆլիի կտրատումը։

A վաֆլիպետք է անցնի երեք փոփոխության միջով՝ իրական կիսահաղորդչային չիպ դառնալու համար. նախ՝ բլոկաձև ձուլակտորը կտրվում է թիթեղների, երկրորդ գործընթացում տրանզիստորները փորագրվում են թիթեղի առջևի մասում՝ նախորդ գործընթացի միջոցով, վերջապես՝ փաթեթավորում է իրականացվում, այսինքն՝ կտրման գործընթացի միջոցով,վաֆլիդառնում է ամբողջական կիսահաղորդչային չիպ։ Կարելի է տեսնել, որ փաթեթավորման գործընթացը պատկանում է հետին գործընթացին։ Այս գործընթացում թիթեղը կտրվում է մի քանի վեցանիստ առանձին չիպերի։ Անկախ չիպեր ստանալու այս գործընթացը կոչվում է «միաձուլում», իսկ թիթեղը անկախ խորանարդաձև սղոցելու գործընթացը՝ «թիթեղի կտրում (մաղով սղոցում)»։ Վերջերս, կիսահաղորդչային ինտեգրման կատարելագործման հետ մեկտեղ, հաստությունըվաֆլիներավելի ու ավելի բարակ է դարձել, ինչը, իհարկե, մեծ դժվարություններ է առաջացնում «մեկնաբանման» գործընթացում։

Վաֆլիի խորանարդաձև կտրատման էվոլյուցիան

Առաջնային և հետին գործընթացները զարգացել են տարբեր ձևերով փոխազդեցության միջոցով. հետին գործընթացների զարգացումը կարող է որոշել մատրիցից առանձնացված վեցանիստ փոքր չիպերի կառուցվածքը և դիրքը։վաֆլի, ինչպես նաև բարձիկների (էլեկտրական միացման ուղիներ) կառուցվածքը և դիրքը վաֆլիի վրա։ Ընդհակառակը, առջևի գործընթացների զարգացումը փոխել է գործընթացն ու մեթոդը։վաֆլիհետին մասի նոսրացում և «մատրիցային կտրատում» հետին գործընթացում: Հետևաբար, փաթեթի ավելի ու ավելի բարդ տեսքը մեծ ազդեցություն կունենա հետին գործընթացի վրա: Ավելին, կտրատման քանակը, ընթացակարգը և տեսակը նույնպես համապատասխանաբար կփոխվեն՝ փաթեթի տեսքի փոփոխությանը համապատասխան:

Գրիչ Դիչինգ

Սկզբնական շրջանում արտաքին ուժ կիրառելով «կոտրելը» միակ զառախաղի մեթոդն էր, որը կարող էր բաժանել...վաֆլիվեցանիստ կաղապարների մեջ։ Սակայն այս մեթոդն ունի փոքր չիպի եզրի ճաքերի կամ կոտրվածքների թերություններ։ Բացի այդ, քանի որ մետաղական մակերեսի վրայի փշրանքները լիովին չեն հեռացվում, կտրված մակերեսը նույնպես շատ կոպիտ է։
Այս խնդիրը լուծելու համար ի հայտ եկավ «Գրիչով» կտրման մեթոդը, այսինքն՝ «կոտրելուց» առաջ, մակերեսըվաֆլիկտրվում է խորության մոտ կեսով։ Ինչպես անունն է հուշում, «գրելը» վերաբերում է թևիկի միջոցով վաֆլիի առջևի մասը նախապես սղոցելուն (կիսակտրելուն)։ Սկզբնական շրջանում 6 դյույմից փոքր վաֆլիների մեծ մասում օգտագործվում էր այս կտրման մեթոդը՝ նախ «կտրելով» չիպերի միջև, ապա «կոտրելով»։

Սայրի կտրում կամ սայրի սղոցում

«Գծավոր» կտրման մեթոդը աստիճանաբար զարգացավ և վերածվեց «Սայրով կտրելու» կտրման (կամ սղոցի) մեթոդի, որը երկու կամ երեք անգամ անընդմեջ կտրելու մեթոդ է շեղբով։ «Սայրով» կտրման մեթոդը կարող է փոխհատուցել «գրելուց» հետո «կոտրվելու» ժամանակ փոքր չիպերի պոկվելու երևույթը և կարող է պաշտպանել փոքր չիպերը «մեկանգամյա» գործընթացի ընթացքում։ «Սայրով» կտրումը տարբերվում է նախորդ «կտրելու» մեթոդից, այսինքն՝ «սայրով» կտրելուց հետո դա «կոտրում» չէ, այլ կրկին կտրում է շեղբով։ Հետևաբար, այն կոչվում է նաև «փուլային կտրման» մեթոդ։

Կտրման ընթացքում վաֆլի արտաքին վնասներից պաշտպանելու համար, վաֆլիի վրա նախապես կտեղադրվի թաղանթ՝ ավելի անվտանգ «մեկուսացում» ապահովելու համար: «Հետևի հղկման» գործընթացի ժամանակ թաղանթը կամրացվի վաֆլիի առջևի մասին: Սակայն, ընդհակառակը, «սայրով» կտրման դեպքում թաղանթը պետք է ամրացվի վաֆլիի հետևի մասին: Էվտեկտիկական մամլիչով միացման ժամանակ (մամլիչով միացում, առանձնացված չիպերի ամրացում PCB-ի կամ ֆիքսված շրջանակի վրա) հետևի մասին ամրացված թաղանթը ավտոմատ կերպով կընկնի: Կտրման ընթացքում բարձր շփման պատճառով, անջատված ջուրը պետք է անընդհատ ցողվի բոլոր ուղղություններից: Բացի այդ, թևը պետք է ամրացվի ադամանդի մասնիկներով, որպեսզի կտորները ավելի լավ կտրվեն: Այս պահին կտրվածքը (սայրի հաստությունը. ակոսի լայնությունը) պետք է լինի միատարր և չպետք է գերազանցի կտրման ակոսի լայնությունը:
Երկար ժամանակ սղոցումը եղել է ամենատարածված ավանդական կտրման մեթոդը: Դրա ամենամեծ առավելությունն այն է, որ այն կարող է կարճ ժամանակում կտրել մեծ քանակությամբ թիթեղներ: Այնուամենայնիվ, եթե կտրվածքի սնուցման արագությունը զգալիորեն մեծացվի, ապա կմեծանա չիպսերի եզրերի պոկման հավանականությունը: Հետևաբար, թևի պտույտների քանակը պետք է վերահսկվի րոպեում մոտ 30,000 անգամ: Կարելի է տեսնել, որ կիսահաղորդչային գործընթացի տեխնոլոգիան հաճախ գաղտնիք է, որը դանդաղորեն կուտակվում է կուտակման և փորձարկումների ու սխալների երկար ժամանակահատվածի միջոցով (էվտեկտիկ կապման հաջորդ բաժնում մենք կքննարկենք կտրման և DAF-ի մասին բովանդակությունը):

Կտրատում մանրացնելուց առաջ (DBG). կտրման հաջորդականությունը փոխել է մեթոդը

Երբ շեղբերով կտրումը կատարվում է 8 դյույմ տրամագծով վաֆլիի վրա, անհրաժեշտ չէ անհանգստանալ չիպսերի եզրի թեփոտման կամ ճաքճքման մասին: Սակայն, երբ վաֆլիի տրամագիծը մեծանում է մինչև 21 դյույմ, և հաստությունը դառնում է չափազանց բարակ, կրկին սկսում են ի հայտ գալ թեփոտման և ճաքճքման երևույթները: Կտրման գործընթացում վաֆլիի վրա ֆիզիկական ազդեցությունը զգալիորեն նվազեցնելու համար, DBG մեթոդը՝ «կտրատել մինչև հղկումը», փոխարինում է ավանդական կտրման հաջորդականությանը: Ի տարբերություն ավանդական «շեղբերով» կտրման մեթոդի, որը անընդհատ կտրում է, DBG-ն նախ կատարում է «շեղբերով» կտրում, ապա աստիճանաբար բարակացնում է վաֆլիի հաստությունը՝ անընդհատ բարակելով հետևի կողմը, մինչև չիպը բաժանվի: Կարելի է ասել, որ DBG-ն նախորդ «շեղբերով» կտրման մեթոդի բարելավված տարբերակն է: Քանի որ այն կարող է նվազեցնել երկրորդ կտրման ազդեցությունը, DBG մեթոդը արագորեն տարածվել է «վաֆլիի մակարդակի փաթեթավորման» մեջ:

Լազերային կտրում

Վաֆլիի մակարդակի չիպային մասշտաբի փաթեթավորման (WLCSP) գործընթացը հիմնականում օգտագործում է լազերային կտրում: Լազերային կտրումը կարող է նվազեցնել այնպիսի երևույթներ, ինչպիսիք են թեփոտումը և ճաքճքումը, այդպիսով ստանալով ավելի լավ որակի չիպսեր, բայց երբ վաֆլիի հաստությունը 100 մկմ-ից ավելի է, արտադրողականությունը զգալիորեն կնվազի: Հետևաբար, այն հիմնականում օգտագործվում է 100 մկմ-ից (համեմատաբար բարակ) պակաս հաստությամբ վաֆլիների վրա: Լազերային կտրումը կտրում է սիլիցիումը վաֆլիի փորագրիչ ակոսին բարձր էներգիայի լազեր կիրառելով: Այնուամենայնիվ, ավանդական լազերային (սովորական լազերային) կտրման մեթոդն օգտագործելիս վաֆլիի մակերեսին պետք է նախապես պաշտպանիչ թաղանթ քսել: Քանի որ վաֆլիի մակերեսը լազերով տաքացնելը կամ ճառագայթելը, այս ֆիզիկական շփումները վաֆլիի մակերեսին ակոսներ կառաջացնեն, և կտրված սիլիցիումի բեկորները նույնպես կպչեն մակերեսին: Կարելի է տեսնել, որ ավանդական լազերային կտրման մեթոդը նույնպես ուղղակիորեն կտրում է վաֆլիի մակերեսը, և այս առումով այն նման է «սայրային» կտրման մեթոդին:

Գաղտագողի կտրումը (ԳԿ) մեթոդ է, որի դեպքում նախ վաֆլիի ներսը կտրվում է լազերային էներգիայով, ապա արտաքին ճնշում է կիրառվում հետևի մասում ամրացված ժապավենի վրա՝ այն կոտրելու համար, այդպիսով առանձնացնելով չիպը: Երբ ճնշում է կիրառվում հետևի մասում գտնվող ժապավենի վրա, վաֆլին անմիջապես բարձրանում է վերև՝ ժապավենի ձգման պատճառով, այդպիսով առանձնացնելով չիպը: ԳԿ-ի առավելությունները ավանդական լազերային կտրման մեթոդի համեմատ հետևյալն են. նախ՝ սիլիկոնային մնացորդներ չկան. երկրորդ՝ կտրվածքը (Կերֆ՝ փորագրող ակոսի լայնությունը) նեղ է, ուստի կարելի է ստանալ ավելի շատ չիպսեր: Բացի այդ, ԳԿ մեթոդի կիրառմամբ զգալիորեն կնվազի կեղևազատման և ճաքերի առաջացման երևույթը, ինչը կարևոր է կտրման ընդհանուր որակի համար: Հետևաբար, ԳԿ մեթոդը, ամենայն հավանականությամբ, ապագայում կդառնա ամենատարածված տեխնոլոգիան:

Պլազմային կտրում
Պլազմային կտրումը վերջերս մշակված տեխնոլոգիա է, որն օգտագործում է պլազմային փորագրություն՝ արտադրության (FAB) գործընթացում կտրելու համար: Պլազմային կտրման ժամանակ հեղուկների փոխարեն օգտագործվում են կիսագազային նյութեր, ուստի շրջակա միջավայրի վրա ազդեցությունը համեմատաբար փոքր է: Եվ ընդունվում է ամբողջ վաֆլիի միաժամանակ կտրման մեթոդը, ուստի «կտրման» արագությունը համեմատաբար արագ է: Այնուամենայնիվ, պլազմային մեթոդը որպես հումք օգտագործում է քիմիական ռեակցիայի գազ, և փորագրման գործընթացը շատ բարդ է, ուստի դրա գործընթացի հոսքը համեմատաբար դժվար է: Սակայն «սայրային» և լազերային կտրման համեմատ, պլազմային կտրումը չի վնասում վաֆլիի մակերեսին, դրանով իսկ նվազեցնելով արատների քանակը և ստանալով ավելի շատ չիպեր:

Վերջերս, քանի որ վաֆլիի հաստությունը նվազեցվել է մինչև 30 մկմ, և օգտագործվում են մեծ քանակությամբ պղինձ (Cu) կամ ցածր դիէլեկտրիկ հաստատուն ունեցող նյութեր (Low-k): Հետևաբար, ճաքերի (Burr) կանխարգելման համար նախապատվությունը կտրվի նաև պլազմային կտրման մեթոդներին: Իհարկե, պլազմային կտրման տեխնոլոգիան նույնպես անընդհատ զարգանում է: Ես կարծում եմ, որ մոտ ապագայում մի օր փորագրման ժամանակ հատուկ դիմակ կրելու կարիք չի լինի, քանի որ սա պլազմային կտրման զարգացման հիմնական ուղղություններից մեկն է:

Քանի որ վաֆլիների հաստությունը անընդհատ կրճատվել է 100 մկմ-ից մինչև 50 մկմ, ապա մինչև 30 մկմ, անկախ չիպեր ստանալու կտրման մեթոդները նույնպես փոխվել և զարգացել են՝ «կոտրվելով» և «սայրով» կտրումից անցնելով լազերային կտրման և պլազմային կտրման: Չնայած ավելի ու ավելի զարգացած կտրման մեթոդները մեծացրել են կտրման գործընթացի ինքնարժեքը, մյուս կողմից, զգալիորեն նվազեցնելով կիսահաղորդչային չիպերի կտրման ժամանակ հաճախ առաջացող անցանկալի երևույթները, ինչպիսիք են կեղևազերծումը և ճաքելը, և ավելացնելով մեկ վաֆլիի միավորի համար ստացված չիպերի քանակը, մեկ չիպի արտադրության արժեքը ցույց է տվել նվազման միտում: Իհարկե, վաֆլիի միավորի մակերեսի համար ստացված չիպերի քանակի աճը սերտորեն կապված է կտրման փողոցի լայնության կրճատման հետ: Պլազմային կտրման միջոցով կարելի է ստանալ գրեթե 20%-ով ավելի չիպեր՝ համեմատած «սայրով» կտրման մեթոդի հետ, ինչը նաև մարդկանց պլազմային կտրումն ընտրելու հիմնական պատճառներից մեկն է: Վաֆլիների, չիպերի տեսքի և փաթեթավորման մեթոդների զարգացման և փոփոխությունների հետ մեկտեղ, ի հայտ են գալիս նաև կտրման տարբեր գործընթացներ, ինչպիսիք են վաֆլիի մշակման տեխնոլոգիան և DBG-ն: