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    劃片刀怎么選?手把手教你
    發布時間:2022-08-03 點擊數:1555

    隨著終端電子產品往多功能化、智能化和小型化方向發展,芯片尺寸越做越小,留給晶圓切割的空間不斷壓縮,既要保證足夠的良品率,又要確保加工效率,這對晶圓劃切刀片以及切割工藝是不小的挑戰。


    從劃片刀本身的制作來看,影響刀片性能乃至影響晶圓切割的幾個重要因素是:金剛石顆粒大小、顆粒集中度、結合劑強度、刀片厚度、刀片長度、修刀工藝。


    本文主要分析這幾個因素的影響作用,幫助大家合理選刀。


    金剛石顆粒大小的影響

    主要參與劃切加工的就是金剛石,結合劑主要起粘結金剛石的作用。不同顆粒大小的金剛石對切割品質的影響是比較明顯的。大顆粒金剛石撞擊力比較大,工件產生的裂紋比較大;


    根據磨劃機理特性,金剛石顆粒尺寸越大,對晶圓的撞擊力越大,導致正面崩邊尺寸越大。金剛石顆粒尺寸越大,越不容易產生刀片堵塞,就可以有效降低產品的背面崩邊。小顆粒金剛石撞擊力較小,正面崩邊尺寸會越小。


    然而這個原理只適合300um左右及以上厚度的晶圓,當處理200μm以下這種極薄的晶圓時,大顆粒金剛石產生的撞擊力大,薄晶圓無法承受大的沖擊力,這時候就需要選擇顆粒較小的金剛石來保證良好的切割品質。


    除了切割品質,金剛石顆粒大小還影響刀片壽命。顆粒越大,刀片壽命越長;顆粒越小,刀片壽命越短。


    顆粒集中度的影響

    顆粒集中度對切割質量也十分關鍵。對于相同的金剛石顆粒大小會生產出不同集中度的刀片,切割效果也會有很大差異。目前,劃片刀常見有5種規格,分別是:50、70、90、110、130。


    根據實際測試得出,高集中度的金剛石顆粒,切割阻力小,切割速度快,效率高,還可以延長劃片刀的壽命,減少晶圓正面崩缺。但是高集中度刀片結合劑少,刀片韌性低,正面崩邊大,容易斷刀。


    而低集中度的金剛石顆粒,負載小,切割阻力小,切割速度慢,效率低,但是可以減少背面崩缺。


    結合劑強度的影響

    結合劑的作用是將金剛石牢固地黏在一起,不同硬度的結合劑對刀片的壽命影響比較大。


    軟性結合劑能夠加速金剛石顆粒的“自我鋒利”,使劃片刀始終保持比較鋒利的狀態,能減小晶圓的正面崩缺、分層及毛刺問題。硬性結合劑能更好地把持金剛石顆粒,增加刀片的耐磨性,提高刀片的壽命。


    軟性結合劑的缺點是刀片壽命的縮短,硬性結合劑的缺點是切割產品的品質較差。


    刀片厚度的影響

    1)刀片厚:一是刀片震動小、產品品質有保障;二是刀片強度強、不易斷刀;三是切割接觸面積大、阻力大、產生的碎屑多、進給速度慢、易污染。


    2)刀片?。阂皇乔懈罱佑|面積小、阻力小、進給速度快;二是刀片震動小、產品品質有保障;三是刀片強度弱、易斷刀。


    刀片長度的影響

    1)刀片長:一是使用壽命長;二是刀片強度弱、進給速度慢、易斷刀;三是震動大、易發生偏擺、切割蛇形。


    2)刀片短:一是使用壽命短;二是刀片強度強、進給速度快、不易斷刀;三是震動小、不易發生偏擺、品質好。


    修刀環節的影響

    修刀的目的一是為了使刀刃表面的金剛石暴露,二是修正刀片與輪轂、法蘭的偏心量。當新刀安裝在主軸和法蘭上,雖刀片與主軸頂部直接接觸,但兩者間依然是存在縫隙,這就是刀片的“偏心”。


    如刀片在“偏心”的情況下使用,那刀片只有一部分刀片工作,負載過大,易造成逆刀與過載出現,影響產品品質。


    為一個既定的劃切材料選擇合適的刀片,要求在刀片壽命與切割品質之間作出平衡。高壽命,品質降低;高品質,壽命降低。


    選擇刀片還要理解刀片外表硬度的影響,刀片外表硬度通常叫做基體硬度?;w硬度通過金剛石尺寸、濃度和粘合物硬度來決定。通常,較細的磨料尺寸、較高的金剛石濃度和較硬的粘合物將得到相對增加的基體硬度。通常建議,與其它因素綜合考慮,較硬的材料需要較軟的(基體)刀片來切,反之亦然。例如,砷化鎵(GaAs)晶圓一般要求較細的金剛砂尺寸(較硬的刀片),而鉭酸鋰(LiTaO3)晶圓最適合用較粗的金剛砂尺寸和較低的金剛石濃度(較軟的刀片)。


    除此外,諸如進給速度、主軸轉速、膜、冷卻水、切割方式等都也可能影響刀片選擇。深圳西斯特會對這些影響因素的相互關聯做深入研究,以應對市場諸多材料精密劃切過程中面臨的多樣需求。


    我們下期再分析其它因素對刀片選擇的影響。


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