A vaflisturi praeiti tris pakeitimus, kad taptų tikru puslaidininkiniu lustu: pirma, bloko formos luitas supjaustomas į plokšteles; antrajame procese tranzistoriai yra graviruojami plokštelės priekyje ankstesnio proceso metu; galiausiai atliekamas pakavimas, t. y. pjovimo proceso metuvaflistampa visaverčiu puslaidininkiniu lustu. Galima pastebėti, kad pakavimo procesas priklauso galiniam procesui. Šiame procese plokštelė supjaustoma į keletą šešiakampių atskirų lustų. Šis nepriklausomų lustų gavimo procesas vadinamas „izoliacija“, o plokštelės plokštės pjaustymas į nepriklausomus stačiakampius gretasienius – „plokštelių pjovimu (štampavimo pjovimu)“. Pastaruoju metu, tobulėjant puslaidininkių integracijai, storis...vafliaivis plonėjo, o tai, žinoma, sukelia daug sunkumų „išskyrimo“ procese.
Vaflių pjaustymo kubeliais evoliucija
Priekiniai ir galiniai procesai vystėsi įvairiais būdais sąveikaudami: galinių procesų evoliucija gali nulemti nuo kristalo atskirtų heksaedrinių mažų lustų struktūrą ir padėtį antvaflis, taip pat kontaktų (elektros jungčių takų) struktūra ir padėtis ant plokštelės; priešingai, priekinių procesų evoliucija pakeitė procesą ir metodąvaflisretinimas ir „pjaustymas kubeliais“ galutiniame procese. Todėl vis sudėtingesnė pakuotės išvaizda turės didelę įtaką galutiniam procesui. Be to, pjaustymo kubeliais skaičius, procedūra ir tipas taip pat keisis atsižvelgiant į pakuotės išvaizdos pokyčius.
Raštininko kubeliais pjaustymas
Ankstyvosiomis dienomis „laužymas“ naudojant išorinę jėgą buvo vienintelis pjaustymo kubeliais metodas, galėjęs padalintivaflisį heksaedrinius štampus. Tačiau šis metodas turi trūkumų – mažos drožlės kraštas gali nuskilinėti arba įtrūkti. Be to, kadangi metalo paviršiaus šerpetojančios dalelės nėra visiškai pašalinamos, pjūvio paviršius taip pat yra labai šiurkštus.
Siekiant išspręsti šią problemą, atsirado „įbrėžimo“ pjovimo metodas, tai yra, prieš „laužant“, paviršiusvaflisnupjaunama maždaug iki pusės gylio. „Įbrėžimas“, kaip rodo pavadinimas, reiškia plokštelės priekinės pusės išankstinį pjovimą (pusę pjūvį) rotoriaus pagalba. Ankstyvosiomis dienomis daugumai plokštelių, mažesnių nei 6 coliai, buvo naudojamas šis pjovimo metodas, kai pirmiausia „įpjaunami“ tarp drožlių, o tada „nulaužiama“.
Ašmenų pjaustymas kubeliais arba ašmenų pjovimas
„Įbrėžimo“ pjovimo metodas palaipsniui išsivystė į „ašmenų pjaustymo kubeliais“ pjovimo (arba pjovimo) metodą – tai du ar tris kartus iš eilės pjaunant peiliu. „Ašmenų“ pjovimo metodas gali kompensuoti mažų drožlių lupimosi reiškinį „lūžtant“ po „įbrėžimo“ ir apsaugoti mažas drožles „atskyrimo“ proceso metu. „Ašmenų“ pjovimas skiriasi nuo ankstesnio „kubeliais“ pjovimo, tai yra, po „ašmenų“ pjovimo tai ne „laužymas“, o pakartotinis pjovimas peiliu. Todėl jis dar vadinamas „laipsniško pjaustymo kubeliais“ metodu.
Siekiant apsaugoti plokštelę nuo išorinių pažeidimų pjovimo metu, iš anksto ant jos bus uždėta plėvelė, užtikrinanti saugesnį „atskyrimą“. „Atgalinio šlifavimo“ metu plėvelė bus pritvirtinta prie plokštelės priekio. Tačiau pjaustant „ašmenimis“, plėvelė turėtų būti pritvirtinta prie plokštelės galo. Eutektinio štampo klijavimo (štampo klijavimo, atskirtų drožlių tvirtinimo prie spausdintinės plokštės arba fiksuoto rėmo) metu prie galo pritvirtinta plėvelė automatiškai nukris. Dėl didelės trinties pjovimo metu dejonizuotas vanduo turėtų būti nuolat purškiamas iš visų pusių. Be to, sparnuotė turėtų būti pritvirtinta deimantinėmis dalelėmis, kad riekeles būtų galima geriau pjaustyti. Šiuo atveju pjūvis (ašmenų storis: griovelio plotis) turi būti vienodas ir neturi viršyti pjovimo griovelio pločio.
Ilgą laiką pjovimas buvo plačiausiai naudojamas tradicinis pjovimo metodas. Didžiausias jo privalumas yra tas, kad per trumpą laiką galima perpjauti daug plokštelių. Tačiau jei griežinėlio padavimo greitis labai padidėja, padidėja drožlių kraštų lupimosi tikimybė. Todėl sparnuotės apsisukimų skaičius turėtų būti kontroliuojamas maždaug 30 000 kartų per minutę. Matyti, kad puslaidininkių proceso technologija dažnai yra paslaptis, sukaupta lėtai per ilgą kaupimo ir bandymų bei klaidų laikotarpį (kitame skyriuje apie eutektinį sujungimą aptarsime pjaustymo ir DAF turinį).
Pjaustymas prieš malimą (DBG): pjovimo seka pakeitė metodą
Kai 8 colių skersmens plokštelė pjaustoma peiliuku, nereikia nerimauti dėl lupimosi ar įtrūkimų. Tačiau plokštelės skersmeniui padidėjus iki 21 colio ir storiui tampant itin plonam, vėl pradeda rodytis lupimosi ir įtrūkimų reiškiniai. Siekiant žymiai sumažinti fizinį poveikį plokštelei pjovimo metu, DBG metodas „pjaustymas prieš šlifavimą“ pakeičia tradicinę pjovimo seką. Skirtingai nuo tradicinio „ašmenų“ pjovimo metodo, kuris pjauna nuolat, DBG pirmiausia atlieka „ašmenų“ pjovimą, o tada palaipsniui plonina plokštelės storį, nuolat plonindamas galinę pusę, kol lustas suskaidomas. Galima teigti, kad DBG yra patobulinta ankstesnio „ašmenų“ pjovimo metodo versija. Kadangi jis gali sumažinti antrojo pjovimo poveikį, DBG metodas sparčiai išpopuliarėjo „plokštelių lygio pakuotėse“.
Lazerinis pjaustymas kubeliais
Plokštelių lygio lustų mastelio paketo (WLCSP) procese daugiausia naudojamas lazerinis pjovimas. Lazerinis pjovimas gali sumažinti tokius reiškinius kaip lupimasis ir įtrūkimai, taip gaunant geresnės kokybės lustus, tačiau kai plokštelės storis yra didesnis nei 100 μm, našumas labai sumažėja. Todėl jis dažniausiai naudojamas plokštelėms, kurių storis mažesnis nei 100 μm (santykinai plonos). Lazerinis pjovimas silicį pjauna taikant didelės energijos lazerį plokštelės raižymo griovelyje. Tačiau naudojant įprastą lazerinį (įprastinį lazerinį) pjovimo metodą, iš anksto ant plokštelės paviršiaus reikia uždėti apsauginę plėvelę. Kadangi plokštelės paviršius kaitinamas arba apšvitinamas lazeriu, šie fiziniai kontaktai sukurs griovelius plokštelės paviršiuje, o supjaustyti silicio fragmentai taip pat prilips prie paviršiaus. Matyti, kad tradicinis lazerinio pjovimo metodas taip pat tiesiogiai pjauna plokštelės paviršių, ir šiuo atžvilgiu jis panašus į „ašmenų“ pjovimo metodą.
Slaptas pjaustymas kubeliais (SD) – tai metodas, kai pirmiausia lazerio energija perpjaunamas plokštelės vidus, o tada išoriniu slėgiu spaudžiama prie galinės pusės pritvirtinta juosta, kad ji būtų nuplėšta ir taip atskirtas lustas. Paspaudus juostą gale, plokštelė akimirksniu pakyla į viršų dėl juostos tempimo, taip atskiriant lustą. SD pranašumai, palyginti su tradiciniu lazerinio pjovimo metodu, yra šie: pirma, nėra silicio šiukšlių; antra, įpjova (įpjovos griovelio plotis) yra siaura, todėl galima gauti daugiau drožlių. Be to, naudojant SD metodą, lupimosi ir įtrūkimų reiškinys labai sumažėja, o tai yra labai svarbu bendrai pjovimo kokybei. Todėl labai tikėtina, kad SD metodas ateityje taps populiariausia technologija.
Plazminis kubeliais pjaustymas
Plazminis pjovimas yra neseniai sukurta technologija, kai gamybos (Fab) proceso metu pjaustymui naudojamas plazminis ėsdinimas. Plazminiame pjovime vietoj skysčių naudojamos pusiau dujinės medžiagos, todėl poveikis aplinkai yra santykinai mažas. Taip pat taikomas viso vaflinio plokštelės pjovimo vienu metu metodas, todėl „pjovimo“ greitis yra gana didelis. Tačiau plazminiame metode kaip žaliava naudojamos cheminės reakcijos dujos, o ėsdinimo procesas yra labai sudėtingas, todėl jo proceso eiga yra gana nepatogi. Tačiau, palyginti su „ašmenų“ pjovimu ir lazeriniu pjovimu, plazminis pjovimas nepažeidžia plokštelės paviršiaus, todėl sumažėja defektų skaičius ir gaunama daugiau lustų.
Pastaruoju metu, sumažinus plokštelių storį iki 30 μm, naudojama daug vario (Cu) arba mažos dielektrinės konstantos medžiagų (Low-k). Todėl, siekiant išvengti atplaišų (Burr), pirmenybė teikiama plazminio pjovimo metodams. Žinoma, plazminio pjovimo technologija taip pat nuolat tobulėja. Manau, kad netolimoje ateityje vieną dieną ėsdinant nebereikės dėvėti specialios kaukės, nes tai yra pagrindinė plazminio pjovimo plėtros kryptis.
Kadangi plokštelių storis buvo nuolat mažinamas nuo 100 μm iki 50 μm, o vėliau iki 30 μm, keitėsi ir vystėsi ir nepriklausomų lustų gavimo pjovimo metodai – nuo „laužymo“ ir „ašmenų“ pjovimo iki lazerinio ir plazminio pjovimo. Nors vis labiau tobulėjantys pjovimo metodai padidino paties pjovimo proceso gamybos sąnaudas, kita vertus, žymiai sumažindami nepageidaujamus reiškinius, tokius kaip lupimasis ir įtrūkimai, kurie dažnai pasitaiko pjaustant puslaidininkinius lustus, ir padidindami iš vieno plokštelės gaunamų lustų skaičių, vieno lusto gamybos sąnaudos mažėjo. Žinoma, iš vieno plokštelės ploto vieneto gaunamų lustų skaičiaus padidėjimas yra glaudžiai susijęs su pjovimo gatvės pločio sumažėjimu. Naudojant plazminį pjovimą, galima gauti beveik 20 % daugiau lustų, palyginti su „ašmenų“ pjovimo metodu, o tai taip pat yra pagrindinė priežastis, kodėl žmonės renkasi plazminį pjovimą. Tobulėjant ir keičiantis plokštelėms, lustų išvaizdai ir pakavimo būdams, atsiranda ir įvairių pjovimo procesų, tokių kaip plokštelių apdorojimo technologijos ir DBG.
Įrašo laikas: 2024 m. spalio 10 d.