Яагаад сийрэгжүүлэх шаардлагатай вэ?

Арын төгсгөлийн үйл явцын үе шатанд,вафли (цахиурын нимгэн талстурд талдаа хэлхээтэй) дараа нь шоо дөрвөлжин зүсэх, гагнах, савлахаас өмнө ар талыг нь нимгэрүүлэх шаардлагатай бөгөөд ингэснээр багцын угсралтын өндрийг багасгаж, чипийн багцын эзэлхүүнийг багасгаж, чипийн дулааны диффузийн үр ашиг, цахилгаан гүйцэтгэл, механик шинж чанарыг сайжруулж, шоо дөрвөлжин зүсэлтийн хэмжээг бууруулна. Ар талын нунтаглалт нь өндөр үр ашигтай, хямд өртөгтэй давуу талтай. Энэ нь уламжлалт нойтон сийлбэр болон ион сийлбэрийн процессыг орлож, хамгийн чухал ар талын сийлбэрийн технологи болсон.

Нимгэн вафли

Хэрхэн турах вэ?

Уламжлалт сав баглаа боодлын процесст вафли нимгэрүүлэх үндсэн үйл явц

Тодорхой алхамууд ньвафлиНимгэрүүлэх ажил нь боловсруулагдах хавтанг нимгэрүүлэх хальстай холбож, дараа нь вакуум ашиглан нимгэрүүлэх хальс болон түүн дээрх чипийг сүвэрхэг керамик хавтангийн ширээнд шингээж, аяга хэлбэртэй алмазан нунтаглах дугуйны ажлын гадаргуугийн дотор болон гадна дугуй завины төвийн шугамыг цахиурын хавтангийн төвд тохируулж, цахиурын хавтанг болон нунтаглах дугуй нь тус тусын тэнхлэгээ тойрон эргэлдэж, зүсэх нунтаглалт хийдэг. Нунтаглах нь гурван үе шаттай: барзгар нунтаглах, нарийн нунтаглах, өнгөлөх.

Вафлийн үйлдвэрээс гарч буй вафлийг савлахад шаардлагатай зузаан хүртэл нимгэн болгохын тулд буцааж нунтагладаг. Вафлийг нунтаглахдаа хэлхээний хэсгийг хамгаалахын тулд урд талд (идэвхтэй хэсэг) тууз наах шаардлагатай бөгөөд ар талыг нь нэгэн зэрэг нунтаглана. Нунтагласны дараа туузыг авч, зузааныг нь хэмжинэ.
Цахиурын нимгэн хавтанг бэлтгэхэд амжилттай хэрэгжсэн нунтаглах процессуудад эргэлдэгч ширээний нунтаглалт орно.цахиурын нимгэн талстэргэлтийн нунтаглалт, хоёр талт нунтаглалт гэх мэт. Ганц талст цахиурын вафлийн гадаргуугийн чанарын шаардлагыг улам сайжруулж байгаатай холбогдуулан TAIKO нунтаглалт, химийн механик нунтаглалт, өнгөлгөөний нунтаглалт болон гаригийн диск нунтаглалт зэрэг шинэ нунтаглалтын технологиудыг байнга санал болгож байна.

Эргэлдэгч ширээний нунтаглалт:

Эргэлдэгч ширээний нунтаглалт (эргэлдэгч ширээний нунтаглалт) нь цахиурын хавтанг бэлтгэх болон арагш сийрэгжүүлэхэд ашигладаг эрт үеийн нунтаглалтын процесс юм. Үүний зарчмыг Зураг 1-т үзүүлэв. Цахиурын хавтангууд нь эргэлдэгч ширээний сорох аяган дээр бэхлэгдсэн бөгөөд эргэлдэгч ширээний тусламжтайгаар синхроноор эргэлддэг. Цахиурын хавтангууд өөрсдөө тэнхлэгээ тойрон эргэлддэггүй; нунтаглах дугуй нь өндөр хурдтайгаар эргэлдэж байх үед тэнхлэгийн дагуу тэжээгддэг бөгөөд нунтаглах дугуйны диаметр нь цахиурын хавтангийн диаметрээс том байдаг. Эргэлдэгч ширээний нунтаглалтын хоёр төрөл байдаг: нүүрэн талын нунтаглалт ба нүүрэн талын тангенциал нунтаглалт. Нүүрэн талын нунтаглалтад нунтаглах дугуйны өргөн нь цахиурын хавтангийн диаметрээс том бөгөөд нунтаглах дугуйны гол нь илүүдэл нь боловсруулагдах хүртэл тэнхлэгийн чиглэлдээ тасралтгүй тэжээгддэг бөгөөд дараа нь цахиурын хавтанг эргэлдэгч ширээний хөтлөгч дор эргэлддэг; нүүрэн талын тангенциал нунтаглалтад нунтаглах дугуй нь тэнхлэгийн чиглэлдээ тэжээгддэг бөгөөд цахиурын хавтанг эргэлдэгч дискний хөтлөгч дор тасралтгүй эргэлддэг бөгөөд нунтаглалт нь харилцан тэжээл (харилцан тэжээл) эсвэл мөлхөх тэжээл (мөлхөх тэжээл)-ээр дуусдаг.

Зураг 1, эргэлдэгч ширээний нунтаглалтын (нүүрний тангенциал) зарчмын бүдүүвч диаграмм

Нунтаглах аргатай харьцуулахад эргэлдэгч ширээний нунтаглалт нь өндөр зайлуулах хурд, гадаргуугийн гэмтэл бага, автоматжуулалт хялбар зэрэг давуу талуудтай. Гэсэн хэдий ч нунтаглах процесст бодит нунтаглах талбай (идэвхтэй нунтаглалт) B болон зүсэх өнцөг θ (нунтаглах дугуйны гаднах тойрог ба цахиурын хавтангийн гаднах тойргийн хоорондох өнцөг) нь нунтаглах дугуйны зүсэх байрлал өөрчлөгдөхтэй зэрэгцэн өөрчлөгдөж, тогтворгүй нунтаглах хүч үүсгэж, гадаргуугийн хамгийн тохиромжтой нарийвчлалыг (өндөр TTV утга) олж авахад хэцүү болгож, ирмэгийн нуралт, ирмэгийн нуралт зэрэг согогийг амархан үүсгэдэг. Эргэлдэгч ширээний нунтаглалтын технологийг голчлон 200 мм-ээс доош дан талст цахиурын хавтанг боловсруулахад ашигладаг. Дан талст цахиурын хавтангийн хэмжээ нэмэгдэх нь тоног төхөөрөмжийн ажлын ширээний гадаргуугийн нарийвчлал болон хөдөлгөөний нарийвчлалд өндөр шаардлага тавьсан тул эргэлдэгч ширээний нунтаглалт нь 300 мм-ээс дээш дан талст цахиурын хавтанг нунтаглахад тохиромжгүй.
Нунтаглах үр ашгийг сайжруулахын тулд арилжааны хавтгай тангенциал нунтаглах төхөөрөмж нь ихэвчлэн олон нунтаглах дугуйны бүтцийг ашигладаг. Жишээлбэл, тоног төхөөрөмж дээр барзгар нунтаглах дугуй болон нарийн нунтаглах дугуйны багц суурилуулсан бөгөөд эргэлдэгч ширээ нь нэг тойрог эргүүлж, барзгар нунтаглах болон нарийн нунтаглах ажлыг ээлжлэн гүйцэтгэдэг. Энэ төрлийн тоног төхөөрөмжид Америкийн GTI компанийн G-500DS багтдаг (Зураг 2).

Зураг 2, АНУ-ын GTI компанийн G-500DS эргэлдэгч ширээний нунтаглах төхөөрөмж

Цахиурын нимгэн талстыг эргүүлэх нунтаглалт:

Том хэмжээтэй цахиурын хавтанг бэлтгэх болон арагш сийрэгжүүлэх боловсруулалтын хэрэгцээг хангах, гадаргуугийн нарийвчлалыг сайн TTV утгатайгаар авахын тулд 1988 онд Японы эрдэмтэн Мацуй цахиурын хавтанг эргүүлэх нунтаглах (дотор нунтаглах) аргыг санал болгосон. Үүний зарчмыг Зураг 3-т үзүүлэв. Ажлын ширээн дээр шингэсэн дан талст цахиурын хавтанг болон аяга хэлбэртэй алмазан нунтаглах дугуй нь тус тусын тэнхлэгээ тойрон эргэлддэг бөгөөд нунтаглах дугуй нь тэнхлэгийн чиглэлд нэгэн зэрэг тасралтгүй тэжээгддэг. Тэдгээрийн дотор нунтаглах дугуйны диаметр нь боловсруулсан цахиурын хавтангийн диаметрээс том бөгөөд түүний тойрог нь цахиурын хавтангийн төвөөр дамждаг. Нунтаглах хүчийг бууруулж, нунтаглах дулааныг бууруулахын тулд вакуум сорох аягаг ихэвчлэн гүдгэр эсвэл хотгор хэлбэртэй болгон зүсдэг эсвэл нунтаглах дугуйны гол болон сорох аяганы голын тэнхлэгийн хоорондох өнцгийг тохируулж, нунтаглах дугуй болон цахиурын хавтангийн хооронд хагас холбоо барих нунтаглалтыг баталгаажуулдаг.

Зураг 3, Цахиурын хавтангийн эргэлтэт нунтаглалтын зарчмын бүдүүвч диаграмм

Эргэлдэгч ширээний нунтаглалттай харьцуулахад цахиурын вафлийг эргэлтэт нунтаглах нь дараах давуу талуудтай: 1 Нэг удаагийн нэг вафлийг нунтаглах нь 300 мм-ээс дээш хэмжээтэй том хэмжээтэй цахиурын вафлийг боловсруулж чаддаг; 2 Бодит нунтаглалтын талбай B ба зүсэх өнцөг θ нь тогтмол бөгөөд нунтаглах хүч харьцангуй тогтвортой; 3 Нунтаглах дугуйны тэнхлэг ба цахиурын вафлийн тэнхлэгийн хоорондох налуу өнцгийг тохируулснаар дан талст цахиурын вафлийн гадаргуугийн хэлбэрийг идэвхтэй хянаж, гадаргуугийн хэлбэрийн нарийвчлалыг сайжруулж болно. Үүнээс гадна, цахиурын вафлийн эргэлтэт нунтаглалтын нунтаглалтын талбай ба зүсэх өнцөг θ нь том ирмэгтэй нунтаглах, онлайн зузаан болон гадаргуугийн чанарыг хялбархан илрүүлэх, хянах, авсаархан тоног төхөөрөмжийн бүтэц, олон станцын нэгтгэсэн нунтаглалтын хялбар байдал, өндөр нунтаглалтын үр ашиг зэрэг давуу талуудтай.
Үйлдвэрлэлийн үр ашгийг дээшлүүлэх, хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн шугамын хэрэгцээг хангахын тулд цахиурын вафлийг эргэлдэгч нунтаглах зарчимд суурилсан арилжааны нунтаглах тоног төхөөрөмж нь олон голтой олон станцын бүтцийг ашигладаг бөгөөд энэ нь нэг ачаалах, буулгах үед барзгар нунтаглах, нарийн нунтаглах ажлыг гүйцэтгэж чаддаг. Бусад туслах байгууламжуудтай хослуулан дан талст цахиурын вафлийг "хатах/хатах" болон "кассетаас кассет руу" бүрэн автомат нунтаглах боломжтой.

Хоёр талт нунтаглах:

Цахиурын хавтангийн эргэлтэт нунтаглалт нь цахиурын хавтангийн дээд ба доод гадаргууг боловсруулах үед ажлын хэсгийг эргүүлж, үе шаттайгаар хийх шаардлагатай болдог бөгөөд энэ нь үр ашгийг хязгаарладаг. Үүний зэрэгцээ, цахиурын хавтангийн эргэлтэт нунтаглалт нь гадаргуугийн алдаатай хуулбарлах (хуулбарлах) болон нунтаглах тэмдэг (нунтаглах тэмдэг)-тэй байдаг бөгөөд утас зүссэний дараа (олон хөрөөтэй) дан талст цахиурын хавтангийн гадаргуу дээрх долгион болон конус зэрэг согогийг үр дүнтэй арилгах боломжгүй бөгөөд Зураг 4-т үзүүлсэн шиг. Дээрх согогийг арилгахын тулд 1990-ээд онд хоёр талт нунтаглах технологи (давхар талт нунтаглалт) гарч ирсэн бөгөөд түүний зарчмыг Зураг 5-д үзүүлэв. Хоёр талдаа тэгш хэмтэй тархсан хавчаарууд нь дан талст цахиурын хавтанг бэхэлгээний цагирагт хавчуулж, өнхрүүлгээр хөдөлгөгдөж аажмаар эргэлддэг. Аяга хэлбэртэй алмазан нунтаглах хос дугуй нь дан талст цахиурын хавтангийн хоёр талд харьцангуй байрладаг. Агаар агуулсан цахилгаан ээрүүлээр хөдөлгөгдсөн тэдгээр нь эсрэг чиглэлд эргэлдэж, дан талст цахиурын хавтанг хоёр талт нунтаглахын тулд тэнхлэгийн дагуу тэжээгддэг. Зурагнаас харахад хоёр талт нунтаглалт нь утсыг зүссэний дараа дан талст цахиурын вафлийн гадаргуу дээрх долгион болон нарийсалтыг үр дүнтэй арилгаж чадна. Нунтаглах дугуйны тэнхлэгийн зохион байгуулалтын чиглэлийн дагуу хоёр талт нунтаглалт нь хэвтээ ба босоо байж болно. Тэдгээрийн дотроос хэвтээ хоёр талт нунтаглалт нь цахиурын вафлийн үхсэн жингээс үүдэлтэй цахиурын вафлийн деформацийн нунтаглалтын чанарт үзүүлэх нөлөөллийг үр дүнтэй бууруулж чаддаг бөгөөд дан талст цахиурын вафлийн хоёр талын нунтаглалтын үйл явцын нөхцөл ижил байгаа эсэхийг баталгаажуулахад хялбар бөгөөд зүлгүүрийн хэсгүүд болон нунтаглах чипс нь дан талст цахиурын вафлийн гадаргуу дээр үлдэхэд хялбар биш юм. Энэ нь харьцангуй тохиромжтой нунтаглалтын арга юм.

Зураг 4, Цахиурын хавтанг эргүүлэх нунтаглалтын "Хуулбарлах алдаа" болон элэгдлийн тэмдгийн согог

Зураг 5, хоёр талт нунтаглах зарчмын бүдүүвч диаграмм

Хүснэгт 1-т дээрх гурван төрлийн дан талст цахиурын вафлиг нунтаглах болон хоёр талт нунтаглах харьцуулалтыг харуулав. Хоёр талт нунтаглах аргыг голчлон 200 мм-ээс доош цахиурын вафли боловсруулахад ашигладаг бөгөөд вафлины гарц өндөр байдаг. Тогтмол зүлгүүрийн нунтаглах дугуй ашигласны улмаас дан талст цахиурын вафлиг нунтаглах нь хоёр талт нунтаглахаас хамаагүй өндөр гадаргуугийн чанарыг олж авах боломжтой. Тиймээс цахиурын вафлиг эргэлдэгч нунтаглах болон хоёр талт нунтаглах нь хоёулаа 300 мм-ийн цахиурын вафлигийн боловсруулалтын чанарын шаардлагыг хангаж чаддаг бөгөөд одоогоор хамгийн чухал тэгшлэх боловсруулалтын аргууд юм. Цахиурын вафлиг тэгшлэх боловсруулалтын аргыг сонгохдоо дан талст цахиурын вафлигийн диаметрийн хэмжээ, гадаргуугийн чанар, өнгөлөх вафли боловсруулах технологийн шаардлагыг цогцоор нь авч үзэх шаардлагатай. Вафлиг арын сийрэгжүүлэх нь зөвхөн дан талт боловсруулалтын аргыг, тухайлбал цахиурын вафлиг эргэлдэгч нунтаглах аргыг сонгож болно.

Цахиурын ялтас нунтаглахад нунтаглах аргыг сонгохоос гадна эерэг даралт, нунтаглах дугуйны үр тарианы хэмжээ, нунтаглах дугуйны холбогч, нунтаглах дугуйны хурд, цахиурын ялтас хурд, нунтаглах шингэний зуурамтгай чанар ба урсгалын хурд гэх мэт боломжийн процессын параметрүүдийг сонгож, боломжийн процессын замыг тодорхойлох шаардлагатай. Ихэвчлэн өндөр боловсруулалтын үр ашигтай, өндөр тэгш гадаргуутай, бага гадаргуугийн гэмтэлтэй дан талст цахиурын ялтас авахын тулд барзгар нунтаглах, хагас өнгөлгөөтэй нунтаглах, өнгөлгөөтэй нунтаглах, очгүй нунтаглах, удаан арын хэсэгчилсэн нунтаглах процессыг ашигладаг.