A gofretGerçek bir yarı iletken çip haline gelmek için üç aşamadan geçmesi gerekir: ilk olarak, blok şeklindeki külçe, wafer'lara kesilir; ikinci işlemde, önceki işlem yoluyla wafer'ın ön yüzüne transistörler işlenir; son olarak, paketleme işlemi gerçekleştirilir, yani kesme işlemi yoluyla,gofretTam bir yarı iletken çip haline gelir. Paketleme işleminin arka uç işlemine ait olduğu görülebilir. Bu işlemde, gofret birkaç altıgen şekilli ayrı çipe kesilir. Bağımsız çiplerin elde edilmesi işlemine "ayırıcı işlem" (Singulation) ve gofretin bağımsız küpler halinde kesilmesi işlemine "gofret kesimi (Die Sawing)" denir. Son zamanlarda, yarı iletken entegrasyonunun gelişmesiyle birlikte, kalınlıkgofretlerGittikçe inceliyor, bu da elbette "ayırma" sürecini oldukça zorlaştırıyor.
Yonga levha kesme işleminin evrimi
Ön uç ve arka uç süreçleri çeşitli şekillerde etkileşim yoluyla evrimleşmiştir: arka uç süreçlerinin evrimi, yongadan ayrılan altıgen küçük yongaların yapısını ve konumunu belirleyebilir.gofretAyrıca, yonga üzerindeki pedlerin (elektriksel bağlantı yolları) yapısı ve konumu da bu değişime katkıda bulunmuştur; aksine, ön uç süreçlerinin evrimi, süreci ve yöntemi değiştirmiştir.gofretArka uç işleminde inceltme ve "kalıp kesme" işlemleri gerçekleştirilir. Bu nedenle, ambalajın giderek daha karmaşık hale gelen görünümü, arka uç işlemi üzerinde büyük bir etkiye sahip olacaktır. Dahası, ambalajın görünümündeki değişikliğe göre kesme işleminin sayısı, prosedürü ve türü de buna bağlı olarak değişecektir.
Yazıcı Zarları
İlk zamanlarda, dış kuvvet uygulayarak "kırmak", küpleri bölmenin tek yöntemiydi.gofretAltıgen kalıplara dönüştürülür. Ancak bu yöntemin dezavantajı, küçük talaşların kenarlarında kırılma veya çatlama meydana gelmesidir. Ayrıca, metal yüzeyindeki çapaklar tamamen giderilmediği için kesilen yüzey de çok pürüzlü olur.
Bu sorunu çözmek için "çizme" kesme yöntemi ortaya çıktı; yani, "kırmadan" önce yüzeyin işlenmesi.gofretYaklaşık olarak derinliğinin yarısına kadar kesilir. "Çizme", adından da anlaşılacağı gibi, bir pervaneyi kullanarak yonga levhasının ön yüzünü önceden testereyle (yarım kesme) kesmeyi ifade eder. İlk zamanlarda, 6 inçten küçük yonga levhalarının çoğu, önce yongalar arasında "dilimleme" ve ardından "kırma" yöntemiyle kesiliyordu.
Bıçakla doğrama veya bıçakla testereyle kesme
“Çizme” kesme yöntemi, zamanla “bıçakla kesme” (veya testereyle kesme) yöntemine dönüşmüştür; bu yöntem, bir bıçağın iki veya üç kez üst üste kullanılarak yapılan bir kesme yöntemidir. “Bıçakla kesme” yöntemi, “çizme” işleminden sonra “kırılma” sırasında küçük talaşların kopması sorununu telafi edebilir ve “ayırma” işlemi sırasında küçük talaşları koruyabilir. “Bıçakla kesme” yöntemi, önceki “dilimleme” yönteminden farklıdır; yani, bir “bıçakla” kesme işleminden sonra “kırılma” olmaz, tekrar bir bıçakla kesme yapılır. Bu nedenle, “adım adım kesme” yöntemi olarak da adlandırılır.
Kesme işlemi sırasında gofretin dış hasarlardan korunması için, daha güvenli bir "ayırma" işlemi sağlamak amacıyla gofrete önceden bir film uygulanacaktır. "Arka taşlama" işlemi sırasında film gofretin ön tarafına yapıştırılacaktır. Ancak bunun aksine, "bıçak" kesiminde film gofretin arka tarafına yapıştırılmalıdır. Ötektik kalıp bağlama (ayrılmış çiplerin PCB veya sabit çerçeve üzerine sabitlenmesi) sırasında, arka tarafa yapıştırılan film otomatik olarak düşecektir. Kesme sırasında yüksek sürtünme nedeniyle, her yönden sürekli olarak saf su püskürtülmelidir. Ayrıca, dilimlerin daha iyi kesilebilmesi için pervaneye elmas parçacıkları yapıştırılmalıdır. Bu sırada, kesim (bıçak kalınlığı: oluk genişliği) düzgün olmalı ve kesme oluğunun genişliğini aşmamalıdır.
Uzun bir süre boyunca, testereyle kesme en yaygın kullanılan geleneksel kesme yöntemi olmuştur. En büyük avantajı, kısa sürede çok sayıda yonga levhasını kesebilmesidir. Bununla birlikte, dilimleme hızının büyük ölçüde artırılması durumunda, yonga kenarı soyulma olasılığı artar. Bu nedenle, pervanenin dönüş sayısı dakikada yaklaşık 30.000 kez olarak kontrol edilmelidir. Görüldüğü gibi, yarı iletken işleme teknolojisi genellikle uzun bir birikim ve deneme yanılma süreciyle yavaş yavaş elde edilen bir sırdır (ötektik bağlama hakkındaki bir sonraki bölümde, kesme ve DAF ile ilgili içeriği ele alacağız).
Kıyma öncesi doğrama (DBG): kesme sırası yöntemi değiştirdi.
8 inç çapındaki bir wafer üzerinde bıçakla kesme işlemi yapıldığında, yonga kenarı soyulması veya çatlaması konusunda endişelenmeye gerek yoktur. Ancak wafer çapı 21 inçe çıktığında ve kalınlık son derece inceldiğinde, soyulma ve çatlama olayları tekrar ortaya çıkmaya başlar. Kesme işlemi sırasında wafer üzerindeki fiziksel etkiyi önemli ölçüde azaltmak için, geleneksel kesme sırasının yerini "öğütmeden önce dilimleme" (DBG) yöntemi almıştır. Sürekli kesim yapan geleneksel "bıçak" kesme yönteminin aksine, DBG önce bir "bıçak" kesimi yapar ve ardından yonga ayrılana kadar arka tarafı sürekli olarak incelterek wafer kalınlığını kademeli olarak inceltir. DBG'nin önceki "bıçak" kesme yönteminin geliştirilmiş bir versiyonu olduğu söylenebilir. İkinci kesimin etkisini azaltabildiği için, DBG yöntemi "wafer seviyesinde paketleme"de hızla yaygınlaşmıştır.
Lazerle Kesme
Yonga levha seviyesinde çip ölçekli paketleme (WLCSP) işlemi esas olarak lazer kesim kullanır. Lazer kesim, soyulma ve çatlama gibi olayları azaltarak daha kaliteli çipler elde edilmesini sağlar, ancak yonga levha kalınlığı 100 μm'den fazla olduğunda verimlilik büyük ölçüde azalır. Bu nedenle, çoğunlukla 100 μm'den daha ince (nispeten ince) yonga levhalarda kullanılır. Lazer kesim, yüksek enerjili lazeri yonga levhasının üzerindeki oluklara uygulayarak silikonu keser. Bununla birlikte, geleneksel lazer kesim yöntemi kullanıldığında, yonga levha yüzeyine önceden koruyucu bir film uygulanmalıdır. Yonga levhasının yüzeyinin lazerle ısıtılması veya ışınlanması nedeniyle, bu fiziksel temaslar yonga levhasının yüzeyinde oluklar oluşturacak ve kesilen silikon parçaları da yüzeye yapışacaktır. Görüldüğü gibi, geleneksel lazer kesim yöntemi de yonga levhasının yüzeyini doğrudan keser ve bu açıdan "bıçak" kesim yöntemine benzer.
Gizli Kesim (Stealth Dicing - SD), önce lazer enerjisiyle yonga levhasının iç kısmını kesmeyi ve ardından arkasına yapıştırılmış banda dış basınç uygulayarak bandı kırmayı ve böylece yongayı ayırmayı içeren bir yöntemdir. Arkadaki banda basınç uygulandığında, bandın gerilmesi nedeniyle yonga levhası anında yukarı doğru kalkar ve böylece yonga ayrılır. SD'nin geleneksel lazer kesim yöntemine göre avantajları şunlardır: Birincisi, silikon kalıntısı oluşmaz; ikincisi, kesim aralığı (Kerf: oluk genişliği) dardır, bu nedenle daha fazla yonga elde edilebilir. Ayrıca, SD yöntemi kullanılarak soyulma ve çatlama olgusu büyük ölçüde azalır ki bu da kesimin genel kalitesi için çok önemlidir. Bu nedenle, SD yönteminin gelecekte en popüler teknoloji olması çok muhtemeldir.
Plazma Kesme
Plazma kesim, üretim (FAB) sürecinde plazma aşındırma yöntemiyle kesim yapan, yakın zamanda geliştirilmiş bir teknolojidir. Plazma kesim, sıvılar yerine yarı gaz malzemeler kullandığı için çevreye etkisi nispeten azdır. Ayrıca, tüm yonga levhasının tek seferde kesilmesi yöntemi benimsendiği için "kesim" hızı nispeten yüksektir. Bununla birlikte, plazma yöntemi hammadde olarak kimyasal reaksiyon gazı kullanır ve aşındırma işlemi çok karmaşıktır, bu nedenle işlem akışı nispeten zahmetlidir. Ancak "bıçak" kesimi ve lazer kesimiyle karşılaştırıldığında, plazma kesim yonga levhası yüzeyine zarar vermez, böylece kusur oranını azaltır ve daha fazla yonga elde edilmesini sağlar.
Son zamanlarda, yonga kalınlığı 30 μm'ye düşürüldüğünden ve çok sayıda bakır (Cu) veya düşük dielektrik sabitli malzeme (Low-k) kullanıldığından, çapak oluşumunu önlemek için plazma kesme yöntemleri de tercih edilecektir. Elbette, plazma kesme teknolojisi de sürekli gelişmektedir. Yakın gelecekte, bir gün aşındırma sırasında özel bir maske takmaya gerek kalmayacağına inanıyorum, çünkü bu plazma kesmenin önemli bir gelişim yönüdür.
Yarı iletken levhaların kalınlığı 100 μm'den 50 μm'ye ve ardından 30 μm'ye sürekli olarak düşürüldükçe, bağımsız çipler elde etmek için kullanılan kesme yöntemleri de "kırılma" ve "bıçak" kesiminden lazer kesim ve plazma kesimine doğru değişmiş ve gelişmiştir. Giderek olgunlaşan kesme yöntemleri, kesme işleminin üretim maliyetini artırmış olsa da, diğer yandan, yarı iletken çip kesiminde sıklıkla meydana gelen soyulma ve çatlama gibi istenmeyen olayları önemli ölçüde azaltarak ve birim levha başına elde edilen çip sayısını artırarak, tek bir çipin üretim maliyetinde düşüş eğilimi göstermiştir. Elbette, levhanın birim alanı başına elde edilen çip sayısındaki artış, kesme şeridinin genişliğindeki azalmayla yakından ilişkilidir. Plazma kesim kullanılarak, "bıçak" kesim yöntemine kıyasla yaklaşık %20 daha fazla çip elde edilebilmektedir; bu da insanların plazma kesimi tercih etmesinin önemli bir nedenidir. Levhaların, çip görünümünün ve paketleme yöntemlerinin gelişmesi ve değişmesiyle birlikte, levha işleme teknolojisi ve DBG gibi çeşitli kesme süreçleri de ortaya çıkmaktadır.
Yayın tarihi: 10 Ekim 2024