Seyreltmeye neden ihtiyaç var?

Arka uç işlem aşamasında,gofret (silikon levhaÖn yüzünde devreler bulunan çiplerin, paket montaj yüksekliğini azaltmak, çip paket hacmini küçültmek, çipin termal difüzyon verimliliğini, elektriksel performansını, mekanik özelliklerini iyileştirmek ve kesme miktarını azaltmak için, sonraki kesme, kaynak ve paketleme işlemlerinden önce arka yüzeylerinin inceltilmesi gerekir. Arka yüzey taşlama, yüksek verimlilik ve düşük maliyet avantajlarına sahiptir. Geleneksel ıslak aşındırma ve iyon aşındırma işlemlerinin yerini alarak en önemli arka yüzey inceltme teknolojisi haline gelmiştir.

İnceltilmiş gofret

Nasıl zayıflanır?

Geleneksel paketleme sürecinde gofret inceltme işleminin ana aşaması

Aşağıdaki adımların ayrıntılarıgofretİnceltme işlemi, işlenecek silikon levhanın inceltme filmine yapıştırılması ve ardından vakum kullanılarak inceltme filminin ve üzerindeki yonganın gözenekli seramik levha tablasına emdirilmesi, fincan şeklindeki elmas taşlama tekerleğinin çalışma yüzeyinin iç ve dış dairesel tekne merkez çizgilerinin silikon levhanın merkezine ayarlanması ve silikon levha ile taşlama tekerleğinin kendi eksenleri etrafında dönerek kesme taşlaması yapılmasıyla gerçekleştirilir. Taşlama üç aşamadan oluşur: kaba taşlama, ince taşlama ve parlatma.

Yarı iletken fabrikasından çıkan yarı iletken levha, paketleme için gerekli kalınlığa inceltmek amacıyla arka yüzünden taşlama işlemine tabi tutulur. Levha taşlanırken, devre alanını korumak için ön yüze (aktif alan) bant yapıştırılır ve arka yüz de aynı anda taşlanır. Taşlama işleminden sonra bant çıkarılır ve kalınlık ölçülür.
Silikon levha hazırlama işlemlerinde başarıyla uygulanan taşlama yöntemleri arasında döner tabla taşlama yer almaktadır.silikon levhaDöner taşlama, çift taraflı taşlama vb. Tek kristal silikon levhaların yüzey kalitesi gereksinimlerinin daha da geliştirilmesiyle birlikte, TAIKO taşlama, kimyasal mekanik taşlama, parlatma taşlama ve planet disk taşlama gibi yeni taşlama teknolojileri sürekli olarak önerilmektedir.

Döner tabla taşlama:

Döner tabla taşlama (rotary table grinding), silikon levha hazırlama ve arka inceltme işlemlerinde kullanılan eski bir taşlama yöntemidir. Prensibi Şekil 1'de gösterilmiştir. Silikon levhalar, döner tablanın vantuzlarına sabitlenir ve döner tabla tarafından senkronize olarak döndürülür. Silikon levhalar kendi eksenleri etrafında dönmez; taşlama taşı, yüksek hızda dönerken eksenel olarak ilerletilir ve taşlama taşının çapı silikon levhanın çapından daha büyüktür. Döner tabla taşlamanın iki türü vardır: yüzey daldırma taşlama ve yüzey teğetsel taşlama. Yüzey daldırma taşlamada, taşlama taşının genişliği silikon levha çapından daha büyüktür ve taşlama taşı mili, fazla malzeme işlenene kadar eksenel yönde sürekli olarak ilerler ve daha sonra silikon levha, döner tablanın tahriki altında döndürülür; yüzey teğetsel taşlamada, taşlama taşı eksenel yönde ilerler ve silikon levha, döner diskin tahriki altında sürekli olarak döndürülür ve taşlama, karşılıklı besleme (reciprocation) veya sürünme beslemesi (creepfeed) ile tamamlanır.

Şekil 1, döner tabla taşlama (yüzey teğetsel) prensibinin şematik diyagramı.

Döner tabla taşlama yöntemi, geleneksel taşlama yöntemine kıyasla yüksek talaş kaldırma oranı, düşük yüzey hasarı ve kolay otomasyon avantajlarına sahiptir. Bununla birlikte, taşlama işleminde gerçek taşlama alanı (aktif taşlama) B ve kesme açısı θ (taşlama tekerleğinin dış çemberi ile silikon levhanın dış çemberi arasındaki açı), taşlama tekerleğinin kesme pozisyonunun değişmesiyle değişir; bu da kararsız bir taşlama kuvvetine neden olur, ideal yüzey hassasiyetini (yüksek TTV değeri) elde etmeyi zorlaştırır ve kenar çökmesi ve kenar kırılması gibi kusurlara kolayca yol açar. Döner tabla taşlama teknolojisi esas olarak 200 mm'nin altındaki tek kristalli silikon levhaların işlenmesinde kullanılır. Tek kristalli silikon levhaların boyutunun artması, ekipman tezgahının yüzey hassasiyeti ve hareket hassasiyeti için daha yüksek gereksinimler ortaya koymuştur; bu nedenle döner tabla taşlama, 300 mm'nin üzerindeki tek kristalli silikon levhaların taşlanması için uygun değildir.
Öğütme verimliliğini artırmak için, ticari düzlemsel teğetsel taşlama ekipmanları genellikle çoklu taşlama taşı yapısını benimser. Örneğin, ekipmana bir takım kaba taşlama taşı ve bir takım ince taşlama taşı takılır ve döner tabla bir tur dönerek sırasıyla kaba taşlama ve ince taşlama işlemlerini tamamlar. Bu tip ekipmanlara Amerikan GTI Şirketi'nin G-500DS modeli de dahildir (Şekil 2).

Şekil 2, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki GTI Şirketi'nin G-500DS döner tablalı taşlama ekipmanını göstermektedir.

Silikon levhaların dönerek taşlanması:

Büyük boyutlu silikon levha hazırlama ve arka inceltme işlemlerinin ihtiyaçlarını karşılamak ve iyi bir TTV değeriyle yüzey hassasiyeti elde etmek için, 1988 yılında Japon bilim insanı Matsui, silikon levha döndürme taşlama (ileri beslemeli taşlama) yöntemini önerdi. Prensibi Şekil 3'te gösterilmiştir. Tek kristalli silikon levha ve tezgah üzerine yerleştirilmiş fincan şeklindeki elmas taşlama tekerleği kendi eksenleri etrafında döner ve taşlama tekerleği aynı anda eksenel yönde sürekli olarak beslenir. Burada, taşlama tekerleğinin çapı, işlenen silikon levhanın çapından daha büyüktür ve çevresi silikon levhanın merkezinden geçer. Taşlama kuvvetini ve taşlama ısısını azaltmak için, vakum emme kabı genellikle dışbükey veya içbükey bir şekle getirilir veya taşlama tekerleği mili ile emme kabı mil ekseni arasındaki açı, taşlama tekerleği ile silikon levha arasında yarı temaslı taşlama sağlamak için ayarlanır.

Şekil 3, Silikon levha döner taşlama prensibinin şematik diyagramı

Döner tabla taşlama ile karşılaştırıldığında, silikon gofret döner taşlamanın aşağıdaki avantajları vardır: ① Tek seferde tek gofret taşlama, 300 mm'den büyük boyutlu silikon gofretleri işleyebilir; ② Gerçek taşlama alanı B ve kesme açısı θ sabittir ve taşlama kuvveti nispeten stabildir; ③ Taşlama tekerleği ekseni ile silikon gofret ekseni arasındaki eğim açısını ayarlayarak, tek kristalli silikon gofretin yüzey şekli aktif olarak kontrol edilebilir ve daha iyi yüzey şekli doğruluğu elde edilebilir. Ayrıca, silikon gofret döner taşlamanın taşlama alanı ve kesme açısı θ, geniş marjlı taşlama, kolay çevrimiçi kalınlık ve yüzey kalitesi tespiti ve kontrolü, kompakt ekipman yapısı, kolay çok istasyonlu entegre taşlama ve yüksek taşlama verimliliği avantajlarına da sahiptir.
Üretim verimliliğini artırmak ve yarı iletken üretim hatlarının ihtiyaçlarını karşılamak amacıyla, silikon gofret döner taşlama prensibine dayalı ticari taşlama ekipmanı, tek yükleme ve boşaltma işleminde kaba taşlama ve ince taşlamayı tamamlayabilen çok milli çok istasyonlu bir yapıya sahiptir. Diğer yardımcı tesislerle birlikte, tek kristalli silikon gofretlerin "kuru giriş/kuru çıkış" ve "kasetten kasete" tam otomatik taşlamasını gerçekleştirebilir.

Çift taraflı taşlama:

Silikon levha döner taşlama işleminde, silikon levhanın üst ve alt yüzeyleri işlenirken, iş parçasının çevrilmesi ve kademeli olarak işlenmesi gerekir ki bu da verimliliği sınırlar. Aynı zamanda, silikon levha döner taşlama işleminde yüzey hatası kopyalama (kopyalanmış) ve taşlama izleri (taşlama izi) oluşur ve Şekil 4'te gösterildiği gibi, tel kesme (çoklu testere) işleminden sonra tek kristalli silikon levhanın yüzeyindeki dalgalanma ve koniklik gibi kusurların etkili bir şekilde giderilmesi mümkün değildir. Yukarıdaki kusurların üstesinden gelmek için, 1990'larda çift taraflı taşlama teknolojisi (çift taraflı taşlama) ortaya çıkmıştır ve prensibi Şekil 5'te gösterilmiştir. Her iki tarafa simetrik olarak dağıtılmış kelepçeler, tek kristalli silikon levhayı tutma halkasına sıkıştırır ve silindir tarafından tahrik edilerek yavaşça döner. Tek kristalli silikon levhanın her iki tarafına göre konumlandırılmış bir çift fincan şeklinde elmas taşlama diski bulunur. Hava yataklı elektrikli mil tarafından tahrik edilen bu diskler, zıt yönlerde döner ve eksenel olarak ilerleyerek tek kristalli silikon levhanın çift taraflı taşlanmasını sağlar. Şekilden de görülebileceği gibi, çift taraflı taşlama, tel kesiminden sonra tek kristal silikon levhanın yüzeyindeki dalgalanmaları ve konikliği etkili bir şekilde giderebilir. Taşlama tekerleği ekseninin yerleşim yönüne göre, çift taraflı taşlama yatay ve dikey olabilir. Bunlardan yatay çift taraflı taşlama, silikon levhanın kendi ağırlığından kaynaklanan deformasyonun taşlama kalitesi üzerindeki etkisini etkili bir şekilde azaltır ve tek kristal silikon levhanın her iki tarafındaki taşlama işlem koşullarının aynı olmasını sağlamak kolaydır; ayrıca aşındırıcı parçacıkların ve taşlama talaşlarının tek kristal silikon levhanın yüzeyinde kalması kolay değildir. Bu, nispeten ideal bir taşlama yöntemidir.

Şekil 4, Silikon gofretlerin dönme taşlamasında "hatalı kopyalama" ve aşınma izi kusurları.

Şekil 5, çift taraflı taşlama prensibinin şematik diyagramı.

Tablo 1, yukarıdaki üç tip tek kristal silikon levhanın taşlama ve çift taraflı taşlama yöntemleri arasındaki karşılaştırmayı göstermektedir. Çift taraflı taşlama, esas olarak 200 mm'nin altındaki silikon levhaların işlenmesinde kullanılır ve yüksek levha verimine sahiptir. Sabit aşındırıcı taşlama disklerinin kullanımı nedeniyle, tek kristal silikon levhaların taşlanması, çift taraflı taşlamaya göre çok daha yüksek bir yüzey kalitesi elde etmeyi sağlar. Bu nedenle, hem silikon levha döner taşlama hem de çift taraflı taşlama, ana akım 300 mm silikon levhaların işleme kalitesi gereksinimlerini karşılayabilir ve şu anda en önemli düzleştirme işleme yöntemleridir. Silikon levha düzleştirme işleme yöntemi seçilirken, tek kristal silikon levhanın çap boyutu, yüzey kalitesi ve parlatma levha işleme teknolojisi gereksinimleri kapsamlı bir şekilde dikkate alınmalıdır. Levhanın arka inceltilmesi yalnızca silikon levha döner taşlama yöntemi gibi tek taraflı bir işleme yöntemiyle yapılabilir.

Silikon levha taşlamasında taşlama yönteminin seçilmesinin yanı sıra, pozitif basınç, taşlama taşı tane boyutu, taşlama taşı bağlayıcısı, taşlama taşı hızı, silikon levha hızı, taşlama sıvısı viskozitesi ve akış hızı gibi makul işlem parametrelerinin belirlenmesi ve makul bir işlem rotasının oluşturulması da gereklidir. Genellikle, yüksek işleme verimliliği, yüksek yüzey düzlüğü ve düşük yüzey hasarına sahip tek kristalli silikon levhalar elde etmek için kaba taşlama, yarı ince taşlama, ince taşlama, kıvılcımsız taşlama ve yavaş geri taşlama gibi segmentli bir taşlama işlemi kullanılır.