Вафликесу - қуатты жартылай өткізгіштер өндірісіндегі маңызды буындардың бірі. Бұл қадам жартылай өткізгіш пластиналардан жеке интегралды схемаларды немесе чиптерді дәл бөлуге арналған.
Кілтвафликесу дегеніміз - нәзік құрылымдар мен тізбектердің ішіне енгізілгенін қамтамасыз ете отырып, жеке чиптерді бөле алу.вафлизақымдалмаған. Кесу процесінің сәттілігі немесе сәтсіздігі тек жоңқаның бөліну сапасы мен өнімділігіне ғана емес, сонымен қатар бүкіл өндіріс процесінің тиімділігіне тікелей байланысты.
▲Вафли кесудің үш кең таралған түрі | Дереккөз: KLA CHINA
Қазіргі уақытта, жалпывафликесу процестері келесіге бөлінеді:
Пышақпен кесу: арзан, әдетте қалыңырақ кесу үшін қолданыладывафлилер
Лазерлік кесу: жоғары құны, әдетте қалыңдығы 30 мкм-ден асатын пластиналар үшін қолданылады
Плазмалық кесу: жоғары құны, көбірек шектеулер, әдетте қалыңдығы 30 мкм-ден аз пластиналар үшін қолданылады
Механикалық пышақпен кесу
Пышақпен кесу - жоғары жылдамдықты айналмалы тегістеу дискісімен (пышағымен) кесу сызығы бойымен кесу процесі. Пышақ әдетте абразивті немесе ультра жұқа гауһар материалдан жасалған, кремний пластиналарында кесуге немесе ойық жасауға жарамды. Дегенмен, механикалық кесу әдісі ретінде пышақпен кесу материалды физикалық түрде алып тастауға негізделген, бұл оңай сынуға немесе сынуға әкелуі мүмкін, осылайша өнім сапасына әсер етеді және өнімділікті төмендетеді.
Механикалық аралау процесінде алынған соңғы өнімнің сапасына кесу жылдамдығы, пышақтың қалыңдығы, пышақтың диаметрі және пышақтың айналу жылдамдығы сияқты бірнеше параметрлер әсер етеді.
Толық кесу - ең негізгі пышақпен кесу әдісі, ол бекітілген материалға (мысалы, кесу таспасы) кесу арқылы дайындаманы толығымен кеседі.
▲ Механикалық пышақпен кесу - толық кесу | Кескін көзі желісі
Жартылай кесу - бұл дайындаманың ортасына дейін кесу арқылы ойық жасайтын өңдеу әдісі. Ойық кесу процесін үздіксіз орындау арқылы тарақ және ине тәрізді ұштар алуға болады.
▲ Механикалық пышақпен кесу - жартылай кесу | Кескін көзі желісі
Қос кесу - екі өндірістік желіде бір уақытта толық немесе жартылай кесулерді орындау үшін екі шпинделі бар қос кескіш араны пайдаланатын өңдеу әдісі. Қос кескіш араның екі шпинделі осі бар. Бұл процесс арқылы жоғары өнімділікке қол жеткізуге болады.
▲ Механикалық пышақпен кесу - қос кесу | Кескін көзі желісі
Баспалдақпен кесу екі кезеңмен толық және жартылай кесулерді орындау үшін екі шпинделі бар қос кескіш араны пайдаланады. Жоғары сапалы өңдеуге қол жеткізу үшін пластина бетіндегі сым қабатын кесуге оңтайландырылған жүздерді және қалған кремний монокристалына оңтайландырылған жүздерді пайдаланыңыз.
▲ Механикалық пышақпен кесу – сатылы кесу | Кескін көзі желісі
Қиғаш кесу - бұл жартылай кесілген жиегінде V-тәрізді жиегі бар пышақпен пластинаны сатылы кесу процесінде екі кезеңде кесу үшін қолданылатын өңдеу әдісі. Фазалау процесі кесу процесінде орындалады. Сондықтан қалыпқа жоғары беріктік пен жоғары сапалы өңдеуге қол жеткізуге болады.
▲ Механикалық пышақпен кесу – қиғаш кесу | Кескін көзі желісі
Лазерлік кесу
Лазерлік кесу - жартылай өткізгіш пластиналардан жеке чиптерді бөлу үшін фокусталған лазер сәулесін пайдаланатын жанаспайтын пластина кесу технологиясы. Жоғары энергиялы лазер сәулесі пластинаның бетіне фокусталады және абляция немесе термиялық ыдырау процестері арқылы алдын ала белгіленген кесу сызығы бойымен материалды буландырады немесе жояды.
▲ Лазерлік кесу диаграммасы | Сурет көзі: KLA CHINA
Қазіргі уақытта кеңінен қолданылатын лазер түрлеріне ультракүлгін лазерлер, инфрақызыл лазерлер және фемтосекундтық лазерлер жатады. Олардың ішінде ультракүлгін лазерлер фотон энергиясының жоғары болуына байланысты дәл суық абляция үшін жиі қолданылады, ал жылу әсер ететін аймақ өте кішкентай, бұл пластина мен оны қоршаған чиптердің термиялық зақымдану қаупін тиімді түрде азайта алады. Инфрақызыл лазерлер қалың пластиналар үшін жақсырақ қолайлы, себебі олар материалға терең еніп кете алады. Фемтосекундтық лазерлер ультрақысқа жарық импульстары арқылы жылу беруді елеусіз дерлік ескере отырып, материалды жоғары дәлдіктегі және тиімді түрде кетіруге қол жеткізеді.
Лазерлік кесу дәстүрлі пышақпен кесуге қарағанда айтарлықтай артықшылықтарға ие. Біріншіден, жанаспайтын процесс ретінде лазерлік кесу пластинаға физикалық қысым жасауды қажет етпейді, бұл механикалық кесуде жиі кездесетін фрагментация мен жарықшақтану мәселелерін азайтады. Бұл мүмкіндік лазерлік кесуді нәзік немесе өте жұқа пластиналарды, әсіресе күрделі құрылымдары немесе ұсақ ерекшеліктері бар пластиналарды өңдеуге өте қолайлы етеді.
▲ Лазерлік кесу диаграммасы | Кескін көзі желісі
Сонымен қатар, лазерлік кесудің жоғары дәлдігі мен дәлдігі лазер сәулесін өте кішкентай нүктелік өлшемге бағыттауға, күрделі кесу үлгілерін қолдауға және чиптер арасындағы минималды аралықты бөлуге мүмкіндік береді. Бұл мүмкіндік кішірейетін өлшемдері бар озық жартылай өткізгіш құрылғылар үшін әсіресе маңызды.
Дегенмен, лазерлік кесудің де кейбір шектеулері бар. Пышақпен кесумен салыстырғанда, әсіресе ірі көлемді өндірісте, ол баяу және қымбатырақ. Сонымен қатар, белгілі бір материалдар мен қалыңдықтар үшін материалды тиімді алып тастауды және жылу әсер ететін аймақты минималды ету үшін дұрыс лазер түрін таңдау және параметрлерді оңтайландыру қиын болуы мүмкін.
Лазерлік абляциялық кесу
Лазерлік абляциямен кесу кезінде лазер сәулесі пластина бетіндегі белгілі бір жерге дәл бағытталады және лазер энергиясы алдын ала белгіленген кесу үлгісіне сәйкес бағытталады, пластинаны түбіне дейін біртіндеп кеседі. Кесу талаптарына байланысты бұл операция импульсті лазер немесе үздіксіз толқынды лазер көмегімен орындалады. Лазердің шамадан тыс жергілікті қыздырылуына байланысты пластинаның зақымдалуын болдырмау үшін салқындатқыш су пластинаны салқындату және термиялық зақымданудан қорғау үшін қолданылады. Сонымен қатар, салқындатқыш су кесу процесінде пайда болған бөлшектерді тиімді түрде кетіреді, ластанудың алдын алады және кесу сапасын қамтамасыз етеді.
Лазермен көрінбейтін кесу
Лазерді пластинаның негізгі корпусына жылуды беру үшін де фокустауға болады, бұл әдіс «көрінбейтін лазерлік кесу» деп аталады. Бұл әдіс үшін лазерден шығатын жылу сызба жолақтарында саңылаулар жасайды. Содан кейін бұл әлсіреген аймақтар пластина созылған кезде сыну арқылы ұқсас ену әсеріне қол жеткізеді.
▲Лазермен көрінбейтін кесудің негізгі процесі
Көрінбейтін кесу процесі - лазер бетіне сіңірілетін лазерлік абляция емес, ішкі сіңіру лазерлік процесі. Көрінбейтін кесу кезінде пластина негізінің материалына жартылай мөлдір толқын ұзындығы бар лазер сәулесінің энергиясы қолданылады. Процесс екі негізгі кезеңге бөлінеді, бірі - лазерге негізделген процесс, ал екіншісі - механикалық бөлу процесі.
▲Лазер сәулесі пластина бетінің астында тесік жасайды, ал алдыңғы және артқы жағына әсер етпейді | Кескін көзі желісі
Бірінші қадамда, лазер сәулесі пластинаны сканерлеген кезде, лазер сәулесі пластинаның ішіндегі белгілі бір нүктеге фокусталады, ішінде жарықшақ нүктесін қалыптастырады. Сәуле энергиясы ішінде бірқатар жарықшақтардың пайда болуына әкеледі, олар әлі пластинаның бүкіл қалыңдығы арқылы жоғарғы және төменгі беттерге дейін таралмаған.
▲Пышақ әдісімен және лазерлік көрінбейтін кесу әдісімен кесілген 100 мкм қалыңдықтағы кремний пластиналарын салыстыру | Кескін көзі желісі
Екінші кезеңде пластинаның түбіндегі жоңқа таспасы физикалық түрде кеңейеді, бұл пластинаның ішіндегі жарықтарда созылу кернеуін тудырады, бұл бірінші кезеңде лазерлік процесте пайда болады. Бұл кернеу жарықтардың пластинаның жоғарғы және төменгі беттеріне тігінен созылуына әкеледі, содан кейін пластинаны осы кесу нүктелері бойымен жоңқаларға бөледі. Көрінбейтін кесу кезінде пластиналарды жоңқаларға немесе жоңқаларға бөлуді жеңілдету үшін әдетте жартылай кесу немесе төменгі жағындағы жартылай кесу қолданылады.
Көрінбейтін лазерлік кесудің лазерлік абляциямен салыстырғандағы негізгі артықшылықтары:
• Салқындатқыш сұйықтық қажет емес • Салқындатқыш сұйықтық қажет емес
• Қоқыс пайда болмайды
• Сезімтал тізбектерді зақымдауы мүмкін жылу әсер ететін аймақтар жоқ
Плазмалық кесу
Плазмалық кесу (плазмалық ою немесе құрғақ ою деп те аталады) - жартылай өткізгіш пластиналардан жеке чиптерді бөлу үшін реактивті иондық оюды (RIE) немесе терең реактивті иондық оюды (DRIE) пайдаланатын озық пластина кесу технологиясы. Бұл технология плазманы пайдаланып, алдын ала белгіленген кесу сызықтары бойынша материалды химиялық жолмен алып тастау арқылы кесуге қол жеткізеді.
Плазмалық кесу процесінде жартылай өткізгіш пластина вакуумдық камераға орналастырылады, камераға бақыланатын реактивті газ қоспасы енгізіледі және реактивті иондар мен радикалдардың жоғары концентрациясы бар плазманы алу үшін электр өрісі қолданылады. Бұл реактивті түрлер пластина материалымен әрекеттеседі және химиялық реакция мен физикалық тозаңданудың тіркесімі арқылы сызу сызығы бойымен пластина материалын таңдамалы түрде жояды.
Плазмалық кесудің басты артықшылығы - ол пластина мен жоңқаға механикалық кернеуді азайтады және физикалық жанасудан туындауы мүмкін зақымдарды азайтады. Дегенмен, бұл процесс басқа әдістерге қарағанда күрделірек және уақытты қажет етеді, әсіресе қалың пластиналармен немесе жоғары өңдеуге төзімділігі бар материалдармен жұмыс істегенде, сондықтан оны жаппай өндірісте қолдану шектеулі.
▲Кескін көзі желісі
Жартылай өткізгіш өндірісінде пластина кесу әдісін пластина материалының қасиеттері, чиптің өлшемі мен геометриясы, қажетті дәлдік пен дәлдік, сондай-ақ жалпы өндіріс құны мен тиімділігі сияқты көптеген факторларға сүйене отырып таңдау қажет.
Жарияланған уақыты: 20 қыркүйек 2024 ж.