Tehnologija rezanja pločica, kao kritični korak u procesu proizvodnje poluvodiča, direktno je povezana s performansama čipa, prinosom i troškovima proizvodnje.
#01 Pozadina i značaj sečenja oblata
1.1 Definicija sečenja napolitanki
Rezanje vafla (također poznato kao scribing) je bitan korak u proizvodnji poluvodiča, čiji je cilj podjelu obrađenih vafla na više pojedinačnih kalupa. Ove matrice obično sadrže kompletnu funkcionalnost kola i osnovne su komponente koje se na kraju koriste u proizvodnji elektronskih uređaja. Kako dizajn čipova postaje složeniji, a dimenzije nastavljaju da se smanjuju, zahtjevi za preciznošću i efikasnošću za tehnologiju rezanja pločica postaju sve stroži.
U praktičnim operacijama, kockanje vafla obično koristi visoko precizne alate kao što su dijamantske oštrice kako bi se osiguralo da svaka matrica ostane netaknuta i potpuno funkcionalna. Ključni koraci uključuju pripremu prije rezanja, preciznu kontrolu tokom procesa rezanja i provjeru kvaliteta nakon rezanja.
Prije rezanja, oblanda mora biti označena i pozicionirana kako bi se osigurale tačne putanje rezanja. Tokom rezanja, parametri kao što su pritisak alata i brzina moraju biti strogo kontrolirani kako bi se spriječilo oštećenje pločice. Nakon rezanja, provode se sveobuhvatne inspekcije kvaliteta kako bi se osiguralo da svaki čip ispunjava standarde performansi.
Osnovni principi tehnologije rezanja vafla obuhvataju ne samo izbor opreme za sečenje i postavljanje parametara procesa već i uticaj mehaničkih svojstava i karakteristika materijala na kvalitet rezanja. Na primjer, niskok dielektrične silikonske pločice, zbog svojih inferiornih mehaničkih svojstava, vrlo su podložne koncentraciji naprezanja tokom rezanja, što dovodi do kvarova kao što su lomljenje i pucanje. Niska tvrdoća i lomljivost materijala niske k čini ih sklonijim strukturnim oštećenjima pod mehaničkom silom ili termičkim naprezanjem, posebno tijekom rezanja. Kontakt između alata i površine pločice, zajedno s visokim temperaturama, može dodatno pogoršati koncentraciju naprezanja.
Sa napretkom u nauci o materijalima, tehnologija rezanja pločica proširila se izvan tradicionalnih poluvodiča baziranih na silicijumu i uključila nove materijale kao što je galijum nitrid (GaN). Ovi novi materijali, zbog svoje tvrdoće i strukturnih svojstava, predstavljaju nove izazove za procese kockanja, zahtijevajući daljnja poboljšanja alata i tehnika za rezanje.
Kao kritičan proces u industriji poluprovodnika, izrezivanje pločica nastavlja se optimizirati kao odgovor na evoluirajuće zahtjeve i tehnološka dostignuća, postavljajući temelje za buduću mikroelektroniku i tehnologije integriranih kola.
Poboljšanja u tehnologiji rezanja napolitanki nadilaze razvoj pomoćnih materijala i alata. Oni također obuhvataju optimizaciju procesa, poboljšanja u performansama opreme i preciznu kontrolu parametara kockanja. Ova poboljšanja imaju za cilj da obezbede visoku preciznost, efikasnost i stabilnost u procesu kockanja vafla, zadovoljavajući potrebe industrije poluprovodnika za manjim dimenzijama, većom integracijom i složenijim strukturama čipova.
| mprovement Area | Specifične mjere | Efekti |
| Optimizacija procesa | - Poboljšajte početne pripreme, kao što je preciznije pozicioniranje pločice i planiranje putanje. | - Smanjite greške rezanja i poboljšajte stabilnost. |
| - Minimizirajte greške rezanja i poboljšajte stabilnost. | - Usvojite nadzor u realnom vremenu i mehanizme povratnih informacija za podešavanje pritiska alata, brzine i temperature. | |
| - Smanjenje stope lomljenja pločice i poboljšanje kvaliteta čipova. | ||
| Poboljšanje performansi opreme | - Koristite mehaničke sisteme visoke preciznosti i naprednu tehnologiju upravljanja automatizacijom. | - Povećajte tačnost rezanja i smanjite gubitak materijala. |
| - Uvesti tehnologiju laserskog rezanja prikladnu za pločice materijala visoke tvrdoće. | - Poboljšajte efikasnost proizvodnje i smanjite ručne greške. | |
| - Povećati automatizaciju opreme za automatsko praćenje i podešavanja. | ||
| Precizna kontrola parametara | - Fino podesite parametre kao što su dubina rezanja, brzina, tip alata i metode hlađenja. | - Osigurajte integritet matrice i električne performanse. |
| - Prilagodite parametre na osnovu materijala pločice, debljine i strukture. | - Povećajte stope prinosa, smanjite materijalni otpad i smanjite troškove proizvodnje. | |
| Strateški značaj | - Kontinuirano istraživati nove tehnološke puteve, optimizirati procese i poboljšati mogućnosti opreme kako bi se zadovoljile zahtjeve tržišta. | - Poboljšajte prinos i performanse u proizvodnji čipova, podržavajući razvoj novih materijala i naprednih dizajna čipova. |
1.2 Važnost sečenja napolitanke
Rezanje pločica igra ključnu ulogu u procesu proizvodnje poluvodiča, direktno utječući na sljedeće korake, kao i na kvalitetu i performanse konačnog proizvoda. Njegov značaj se može detaljno opisati na sljedeći način:
Prvo, tačnost i konzistentnost sečenja su ključni za osiguravanje prinosa i pouzdanosti čipsa. Tokom proizvodnje, oblatne prolaze kroz više koraka obrade kako bi se formirale brojne složene strukture kola, koje se moraju precizno podijeliti na pojedinačne čipove (matrice). Ako postoje značajne greške u poravnanju ili rezanju tokom procesa rezanja na kockice, strujna kola mogu biti oštećena, što utiče na funkcionalnost i pouzdanost čipa. Stoga, tehnologija visoke preciznosti ne samo da osigurava integritet svakog čipa, već i sprječava oštećenje unutrašnjih kola, poboljšavajući ukupnu stopu prinosa.
Drugo, rezanje napolitanki ima značajan uticaj na efikasnost proizvodnje i kontrolu troškova. Kao ključni korak u procesu proizvodnje, njegova efikasnost direktno utiče na napredak narednih koraka. Optimizacijom procesa rezanja na kockice, povećanjem nivoa automatizacije i poboljšanjem brzine rezanja, ukupna efikasnost proizvodnje može se znatno poboljšati.
S druge strane, rasipanje materijala tokom sečenja je kritičan faktor u upravljanju troškovima. Korištenje naprednih tehnologija rezanja na kockice ne samo da smanjuje nepotrebne gubitke materijala tokom procesa rezanja, već i povećava iskorištenje pločica, čime se smanjuju troškovi proizvodnje.
Sa napretkom u tehnologiji poluvodiča, prečnici pločice nastavljaju da rastu, a gustoća kola raste u skladu s tim, postavljajući veće zahtjeve za tehnologiju kockanja. Veće pločice zahtevaju precizniju kontrolu putanja rezanja, posebno u oblastima strujnih kola velike gustine, gde čak i manja odstupanja mogu dovesti do kvara na više čipova. Osim toga, veće oblatne uključuju više linija za sečenje i složenije procesne korake, što zahtijeva daljnja poboljšanja u preciznosti, konzistentnosti i efikasnosti tehnologija za rezanje kockica kako bi se odgovorilo na ove izazove.
1.3 Proces rezanja vafla
Proces kockanja vafla obuhvata sve korake od pripremne faze do završne inspekcije kvaliteta, pri čemu je svaka faza ključna za osiguranje kvaliteta i performansi čipsa narezanog na kockice. Ispod je detaljno objašnjenje svake faze.
| Faza | Detaljan opis |
| Pripremna faza | -Wafer Cleaning: Koristite vodu visoke čistoće i specijalizirana sredstva za čišćenje, u kombinaciji sa ultrazvučnim ili mehaničkim ribanjem, za uklanjanje nečistoća, čestica i zagađivača, osiguravajući čistu površinu. -Precizno pozicioniranje: Koristite opremu visoke preciznosti kako biste osigurali da je pločica precizno podijeljena duž dizajniranih putanja rezanja. -Vafer Fixation: Pričvrstite pločicu na okvir trake kako biste održali stabilnost tijekom rezanja, sprječavajući oštećenja od vibracija ili kretanja. |
| Faza rezanja | -Blade Dicing: Koristite brze rotirajuće oštrice obložene dijamantom za fizičko rezanje, pogodne za materijale na bazi silikona i isplative. -Lasersko kockanje: Koristite visokoenergetske laserske zrake za beskontaktno rezanje, idealno za krhke ili materijale visoke tvrdoće kao što je galijum nitrid, nudeći veću preciznost i manji gubitak materijala. -Nove tehnologije: Uvesti tehnologije laserskog i plazma rezanja radi daljeg poboljšanja efikasnosti i preciznosti uz minimiziranje zona pogođenih toplinom. |
| Faza čišćenja | - Koristite dejoniziranu vodu (DI voda) i specijalizirana sredstva za čišćenje, u kombinaciji s ultrazvučnim čišćenjem ili čišćenjem sprejom, kako biste uklonili ostatke i prašinu nastalu tokom rezanja, sprječavajući da ostaci utječu na naknadne procese ili električne performanse čipova. - DI voda visoke čistoće izbjegava unošenje novih zagađivača, osiguravajući čisto okruženje za pločice. |
| Faza inspekcije | -Optical Inspection: Koristite optičke sisteme za detekciju u kombinaciji sa AI algoritmima da brzo identifikujete defekte, obezbeđujući da nema pukotina ili lomljenja na kockicama čipova, poboljšavajući efikasnost inspekcije i smanjujući ljudske greške. -Mjerenje dimenzija: Provjerite da li dimenzije čipa zadovoljavaju specifikacije dizajna. -Ispitivanje električnih performansi: Osigurajte da električne performanse kritičnih čipova ispunjavaju standarde, garantirajući pouzdanost u narednim primjenama. |
| Faza sortiranja | - Koristite robotske ruke ili vakuumske usisne čaše da odvojite kvalifikovane čipove od okvira trake i automatski ih sortirate na osnovu performansi, osiguravajući efikasnost i fleksibilnost proizvodnje uz poboljšanje preciznosti. |
Proces rezanja pločice uključuje čišćenje, pozicioniranje, rezanje, čišćenje, inspekciju i sortiranje, pri čemu je svaki korak kritičan. Sa napretkom u automatizaciji, laserskom rezanju i AI inspekcijskim tehnologijama, moderni sistemi za rezanje pločica mogu postići veću preciznost, brzinu i manji gubitak materijala. U budućnosti, nove tehnologije rezanja kao što su laser i plazma postupno će zamijeniti tradicionalno sečenje oštricama kako bi zadovoljile potrebe sve složenijih dizajna čipova, što će dalje pokretati razvoj procesa proizvodnje poluvodiča.
Tehnologija rezanja vafla i njeni principi
Slika ilustruje tri uobičajene tehnologije rezanja vafla:Blade Dicing,Lasersko kockanje, iPlasma Dicing. Ispod je detaljna analiza i dodatno objašnjenje ove tri tehnike:
U proizvodnji poluprovodnika, rezanje vafla je ključni korak koji zahtijeva odabir odgovarajuće metode rezanja na osnovu debljine pločice. Prvi korak je određivanje debljine vafla. Ako debljina pločice prelazi 100 mikrona, kao metodu rezanja može se odabrati kockanje nožem. Ako sečenje oštricama nije prikladno, može se koristiti metoda lomljenja, koja uključuje i tehniku rezanja šiljkom i tehniku sječiva.
Kada je debljina vafla između 30 i 100 mikrona, preporučuje se metoda DBG (Dice Before Grinding). U ovom slučaju, sečenje šiljkom, sječivo na kockice ili podešavanje redoslijeda rezanja prema potrebi može se odabrati kako bi se postigli najbolji rezultati.
Za ultra tanke oblatne debljine manje od 30 mikrona, lasersko rezanje postaje poželjna metoda zbog svoje sposobnosti da precizno seče tanke oblatne bez izazivanja prevelikog oštećenja. Ako lasersko rezanje ne može zadovoljiti specifične zahtjeve, plazma rezanje se može koristiti kao alternativa. Ovaj dijagram toka pruža jasan put donošenja odluka kako bi se osiguralo da je najprikladnija tehnologija rezanja pločica odabrana pod različitim uvjetima debljine.
2.1 Tehnologija mehaničkog rezanja
Tehnologija mehaničkog rezanja je tradicionalna metoda u rezanju napolitanki. Osnovni princip je korištenje dijamantske brusne ploče velike brzine kao alata za rezanje za rezanje oblatne. Ključna oprema uključuje vreteno sa zračnim ležajem, koje pokreće dijamantski alat za brušenje pri velikim brzinama kako bi izvršio precizno sečenje ili žlijebove duž unaprijed definirane putanje rezanja. Ova tehnologija se široko koristi u industriji zbog niske cijene, visoke efikasnosti i široke primjene.
Prednosti
Visoka tvrdoća i otpornost na habanje dijamantskih alata za brušenje omogućavaju tehnologiju mehaničkog rezanja da se prilagodi potrebama rezanja različitih materijala za pločice, bilo da su tradicionalni materijali na bazi silicija ili noviji složeni poluvodiči. Njegov rad je jednostavan, sa relativno niskim tehničkim zahtjevima, što dodatno promovira njegovu popularnost u masovnoj proizvodnji. Dodatno, u poređenju sa drugim metodama rezanja kao što je lasersko rezanje, mehaničko rezanje ima više kontrolisane troškove, što ga čini pogodnim za potrebe proizvodnje velikog obima.
Ograničenja
Uprkos brojnim prednostima, tehnologija mehaničkog rezanja ima i ograničenja. Prvo, zbog fizičkog kontakta između alata i pločice, preciznost rezanja je relativno ograničena, što često dovodi do odstupanja u dimenzijama koja mogu utjecati na točnost naknadnog pakiranja čipova i testiranja. Drugo, defekti kao što su strugotine i pukotine mogu se lako pojaviti tokom mehaničkog procesa rezanja, što ne samo da utječe na stopu prinosa već može negativno utjecati na pouzdanost i vijek trajanja strugotine. Oštećenja uzrokovana mehaničkim naprezanjem posebno su štetna za proizvodnju čipova visoke gustine, posebno kod rezanja krhkih materijala, gdje su ovi problemi izraženiji.
Tehnološka poboljšanja
Da bi prevazišli ova ograničenja, istraživači kontinuirano optimizuju proces mehaničkog rezanja. Ključna poboljšanja uključuju poboljšanje dizajna i odabira materijala brusnih ploča kako bi se poboljšala preciznost i izdržljivost rezanja. Dodatno, optimizacija strukturalnog dizajna i sistema upravljanja reznom opremom dodatno je poboljšala stabilnost i automatizaciju procesa rezanja. Ovi napretci smanjuju greške uzrokovane ljudskim operacijama i poboljšavaju konzistentnost rezova. Uvođenje naprednih tehnologija inspekcije i kontrole kvaliteta za praćenje anomalija u realnom vremenu tokom procesa rezanja je takođe značajno poboljšalo pouzdanost rezanja i prinos.
Budući razvoj i nove tehnologije
Iako tehnologija mehaničkog rezanja još uvijek ima značajnu poziciju u rezanju pločica, nove tehnologije rezanja brzo napreduju kako se poluvodički procesi razvijaju. Na primjer, primjena tehnologije termičkog laserskog rezanja pruža nova rješenja za probleme preciznosti i nedostataka u mehaničkom rezanju. Ova metoda beskontaktnog rezanja smanjuje fizički stres na pločici, značajno smanjujući učestalost lomljenja i pucanja, posebno pri rezanju krhkih materijala. U budućnosti, integracija tehnologije mehaničkog rezanja sa novim tehnikama rezanja pružit će proizvodnji poluvodiča više opcija i fleksibilnosti, dodatno povećavajući efikasnost proizvodnje i kvalitet čipova.
Zaključno, iako tehnologija mehaničkog rezanja ima određene nedostatke, stalna tehnološka poboljšanja i njena integracija s novim tehnikama rezanja omogućavaju joj da i dalje igra važnu ulogu u proizvodnji poluvodiča i održava svoju konkurentnost u budućim procesima.
2.2 Tehnologija laserskog rezanja
Tehnologija laserskog rezanja, kao nova metoda u rezanju pločica, postepeno je zadobila široku pažnju u industriji poluvodiča zbog svoje visoke preciznosti, nedostatka mehaničkih oštećenja kontakta i brzih mogućnosti rezanja. Ova tehnologija koristi veliku gustoću energije i sposobnost fokusiranja laserskog snopa da stvori malu zonu pod utjecajem topline na površini materijala pločice. Kada se laserski snop primijeni na pločicu, toplinski stres koji se stvara uzrokuje lomljenje materijala na određenoj lokaciji, čime se postiže precizno sečenje.
Prednosti tehnologije laserskog rezanja
• Visoka preciznost: Sposobnost preciznog pozicioniranja laserskog snopa omogućava preciznost rezanja na mikronskom ili čak nanometarskom nivou, ispunjavajući zahtjeve moderne visoke preciznosti proizvodnje integriranih kola visoke gustine.
• Nema mehaničkog kontakta: Lasersko sečenje izbjegava fizički kontakt s pločicom, sprječavajući uobičajene probleme u mehaničkom rezanju, kao što su lomljenje i pucanje, značajno poboljšavajući stopu prinosa i pouzdanost čipova.
• Velika brzina rezanja: Velika brzina laserskog rezanja doprinosi povećanju efikasnosti proizvodnje, što ga čini posebno pogodnim za velike scenarije proizvodnje velike brzine.
Challenges Faced
• Visoka cijena opreme: Početna investicija u opremu za lasersko sečenje je velika, što predstavlja ekonomski pritisak, posebno za mala i srednja proizvodna preduzeća.
• Složena kontrola procesa: Lasersko rezanje zahtijeva preciznu kontrolu nekoliko parametara, uključujući gustinu energije, poziciju fokusa i brzinu rezanja, čineći proces složenim.
• Problemi sa zonama pogođenim toplotom: Iako beskontaktna priroda laserskog rezanja smanjuje mehanička oštećenja, toplinsko naprezanje uzrokovano zonom pod utjecajem topline (HAZ) može negativno utjecati na svojstva materijala pločice. Potrebna je dalja optimizacija procesa da bi se ovaj efekat sveo na minimum.
Pravci tehnološkog poboljšanja
Kako bi odgovorili na ove izazove, istraživači se fokusiraju na smanjenje troškova opreme, poboljšanje efikasnosti rezanja i optimizaciju toka procesa.
• Efikasni laseri i optički sistemi: Razvojem efikasnijih lasera i naprednih optičkih sistema, moguće je smanjiti troškove opreme uz povećanje preciznosti i brzine rezanja.
• Optimizacija parametara procesa: Provodi se dubinsko istraživanje interakcije između lasera i materijala za pločice kako bi se poboljšali procesi koji smanjuju zonu pod utjecajem topline, čime se poboljšava kvalitet rezanja.
• Inteligentni kontrolni sistemi: Razvoj inteligentnih kontrolnih tehnologija ima za cilj automatizaciju i optimizaciju procesa laserskog rezanja, poboljšavajući njegovu stabilnost i konzistentnost.
Tehnologija laserskog rezanja je posebno efikasna u ultra tankim pločicama i scenarijima visokopreciznog rezanja. Kako se veličine pločice povećavaju i gustoća kola raste, tradicionalne metode mehaničkog rezanja bore se da zadovolje zahtjeve visoke preciznosti i visoke efikasnosti moderne proizvodnje poluvodiča. Zbog svojih jedinstvenih prednosti, lasersko rezanje postaje poželjno rješenje u ovim oblastima.
Iako se tehnologija laserskog rezanja još uvijek suočava s izazovima kao što su visoki troškovi opreme i složenost procesa, njene jedinstvene prednosti u visokoj preciznosti i beskontaktnom oštećenju čine je važnim smjerom razvoja u proizvodnji poluvodiča. Kako laserska tehnologija i inteligentni kontrolni sistemi nastavljaju da napreduju, očekuje se da će lasersko rezanje dodatno poboljšati efikasnost i kvalitet rezanja pločica, pokretajući kontinuirani razvoj industrije poluprovodnika.
2.3 Tehnologija rezanja plazmom
Tehnologija rezanja plazmom, kao nova metoda rezanja vafla, posljednjih godina je privukla značajnu pažnju. Ova tehnologija koristi visokoenergetske snopove plazme za precizno rezanje pločica kontroliranjem energije, brzine i putanje rezanja plazma zraka, postižući optimalne rezultate rezanja.
Princip rada i prednosti
Proces plazma rezanja se oslanja na visokotemperaturni, visokoenergetski snop plazme koji generira oprema. Ovaj snop može zagrijati materijal pločice do tačke topljenja ili isparavanja u vrlo kratkom vremenu, omogućavajući brzo rezanje. U poređenju sa tradicionalnim mehaničkim ili laserskim rezanjem, plazma rezanje je brže i proizvodi manju zonu zahvaćenu toplotom, efektivno smanjujući pojavu pukotina i oštećenja tokom rezanja.
U praktičnim primjenama, tehnologija plazma rezanja je posebno vješta u rukovanju oblatama složenih oblika. Njegov visokoenergetski, podesivi snop plazme može lako rezati oblatne nepravilnog oblika sa velikom preciznošću. Stoga, u proizvodnji mikroelektronike, posebno u prilagođenoj i maloserijskoj proizvodnji vrhunskih čipova, ova tehnologija pokazuje veliko obećanje za široku upotrebu.
Izazovi i ograničenja
Unatoč brojnim prednostima tehnologije rezanja plazmom, ona se također suočava s nekim izazovima.
• Složen proces: Proces plazma rezanja je složen i zahtijeva visoko preciznu opremu i iskusne operatere kako bi se osiguralotačnost i stabilnost u rezanju.
• Kontrola životne sredine i bezbednost: Visokotemperaturna, visokoenergetska priroda snopa plazme zahtijeva strogu kontrolu okoliša i sigurnosne mjere, što povećava složenost i troškove implementacije.
Smjerovi budućeg razvoja
Sa tehnološkim napretkom, očekuje se da će izazovi povezani sa rezanjem plazmom biti postepeno prevaziđeni. Razvojem pametnije i stabilnije opreme za rezanje, ovisnost o ručnim operacijama može se smanjiti, čime se poboljšava efikasnost proizvodnje. U isto vrijeme, optimizacija parametara procesa i okruženja rezanja pomoći će u smanjenju sigurnosnih rizika i operativnih troškova.
U industriji poluprovodnika, inovacije u tehnologiji rezanja pločica i kockica su ključne za pokretanje razvoja industrije. Tehnologija plazma rezanja, sa svojom visokom preciznošću, efikasnošću i sposobnošću rukovanja složenim oblicima pločica, pojavila se kao značajan novi igrač u ovoj oblasti. Iako neki izazovi ostaju, ova pitanja će se postepeno rješavati kontinuiranim tehnološkim inovacijama, donoseći više mogućnosti i mogućnosti proizvodnji poluvodiča.
Izgledi za primjenu tehnologije plazma rezanja su ogromni i očekuje se da će u budućnosti igrati važniju ulogu u proizvodnji poluvodiča. Kroz stalnu tehnološku inovaciju i optimizaciju, rezanje plazmom ne samo da će se pozabaviti postojećim izazovima već će i postati snažan pokretač rasta industrije poluvodiča.
2.4 Kvalitet rezanja i faktori utjecaja
Kvalitet rezanja pločica je kritičan za naknadno pakovanje čipova, testiranje i ukupne performanse i pouzdanost konačnog proizvoda. Uobičajeni problemi sa kojima se susreću tokom rezanja uključuju pukotine, strugotine i odstupanja rezanja. Na ove probleme utiče nekoliko faktora koji rade zajedno.
| Kategorija | Sadržaj | Uticaj |
| Procesni parametri | Brzina rezanja, pomak i dubina rezanja direktno utiču na stabilnost i preciznost procesa rezanja. Nepravilne postavke mogu dovesti do koncentracije naprezanja i prekomjerne zone utjecaja topline, što rezultira pucanjem i lomljenjem. Odgovarajuće podešavanje parametara na osnovu materijala pločice, debljine i zahtjeva rezanja je ključ za postizanje željenih rezultata rezanja. | Pravi parametri procesa osiguravaju precizno sečenje i smanjuju rizik od oštećenja kao što su pukotine i strugotine. |
| Faktori opreme i materijala | -Blade Quality: Materijal, tvrdoća i otpornost na habanje oštrice utiču na glatkoću procesa rezanja i ravnost površine reza. Oštrice lošeg kvaliteta povećavaju trenje i toplinsko naprezanje, što može dovesti do pucanja ili lomljenja. Odabir pravog materijala oštrice je ključan. -Performanse rashladne tečnosti: Rashladna sredstva pomažu u smanjenju temperature rezanja, minimiziraju trenje i uklanjaju ostatke. Neefikasna rashladna tečnost može dovesti do visokih temperatura i nakupljanja krhotina, što utiče na kvalitet i efikasnost rezanja. Odabir efikasnih i ekološki prihvatljivih rashladnih tečnosti je od vitalnog značaja. | Kvalitet sečiva utiče na preciznost i glatkoću reza. Neefikasna rashladna tečnost može dovesti do lošeg kvaliteta i efikasnosti rezanja, naglašavajući potrebu za optimalnom upotrebom rashladne tečnosti. |
| Kontrola procesa i inspekcija kvaliteta | -Kontrola procesa: Praćenje u realnom vremenu i podešavanje ključnih parametara rezanja kako bi se osigurala stabilnost i konzistentnost u procesu rezanja. -Inspekcija kvaliteta: Provjere izgleda nakon rezanja, mjerenja dimenzija i testiranje električnih performansi pomažu da se brzo identificiraju i riješe problemi s kvalitetom, poboljšavajući točnost i konzistentnost rezanja. | Pravilna kontrola procesa i inspekcija kvaliteta pomažu da se osiguraju dosljedni, visokokvalitetni rezultati rezanja i rano otkrivanje potencijalnih problema. |
Poboljšanje kvaliteta rezanja
Poboljšanje kvaliteta rezanja zahtijeva sveobuhvatan pristup koji uzima u obzir procesne parametre, izbor opreme i materijala, kontrolu procesa i inspekciju. Kontinuiranim usavršavanjem tehnologija rezanja i optimizacijom metoda procesa, preciznost i stabilnost rezanja pločica mogu se dodatno poboljšati, pružajući pouzdaniju tehničku podršku za industriju proizvodnje poluvodiča.
#03 Rukovanje i testiranje nakon rezanja
3.1 Čišćenje i sušenje
Koraci čišćenja i sušenja nakon rezanja vafla su kritični za osiguranje kvaliteta strugotine i nesmetanog napredovanja narednih procesa. Tokom ove faze, neophodno je temeljno ukloniti ostatke silikona, ostatke rashladne tečnosti i druge zagađivače nastale tokom rezanja. Jednako je važno osigurati da se strugotine ne oštete tokom procesa čišćenja, a nakon sušenja osigurati da na površini čipa ne ostane vlaga kako biste spriječili probleme kao što su korozija ili elektrostatičko pražnjenje.
Rukovanje nakon rezanja: proces čišćenja i sušenja
| Korak procesa | Sadržaj | Uticaj |
| Proces čišćenja | -Metoda: Za čišćenje koristite specijalizirana sredstva za čišćenje i čistu vodu u kombinaciji s ultrazvučnim ili mehaničkim tehnikama četkanja. | Osigurava temeljno uklanjanje zagađivača i sprječava oštećenje strugotine tokom čišćenja. |
| -Odabir sredstva za čišćenje: Odaberite na osnovu materijala pločice i vrste zagađivača kako biste osigurali efikasno čišćenje bez oštećenja čipa. | Pravilan odabir sredstva je ključ za efikasno čišćenje i zaštitu od strugotina. | |
| -Kontrola parametara: Strogo kontrolirajte temperaturu, vrijeme čišćenja i koncentraciju otopine za čišćenje kako biste spriječili probleme s kvalitetom uzrokovane nepravilnim čišćenjem. | Kontrole pomažu da se izbjegne oštećenje vafla ili ostavljanje zagađivača, osiguravajući dosljedan kvalitet. | |
| Proces sušenja | -Tradicionalne metode: Prirodno sušenje i sušenje toplim vazduhom, koji imaju nisku efikasnost i mogu dovesti do nakupljanja statičkog elektriciteta. | Može rezultirati sporijim vremenom sušenja i potencijalnim statičkim problemima. |
| -Moderne tehnologije: Koristite napredne tehnologije kao što su vakuumsko sušenje i infracrveno sušenje kako biste osigurali da se čips brzo suše i izbjegle štetne posljedice. | Brži i efikasniji proces sušenja, smanjujući rizik od statičkog pražnjenja ili problema povezanih s vlagom. | |
| Odabir i održavanje opreme | -Odabir opreme: Mašine za čišćenje i sušenje visokih performansi poboljšavaju efikasnost obrade i fino kontrolišu potencijalne probleme tokom rukovanja. | Visokokvalitetne mašine obezbeđuju bolju obradu i smanjuju verovatnoću grešaka tokom čišćenja i sušenja. |
| -Održavanje opreme: Redovni pregled i održavanje opreme osiguravaju da ona ostane u optimalnom radnom stanju, garantirajući kvalitet čipova. | Pravilno održavanje sprječava kvarove opreme, osiguravajući pouzdanu i kvalitetnu obradu. |
Čišćenje i sušenje nakon rezanja
Koraci čišćenja i sušenja nakon rezanja vafla su složeni i delikatni procesi koji zahtijevaju pažljivo razmatranje više faktora kako bi se osigurao konačni rezultat obrade. Koristeći naučne metode i rigorozne procedure, moguće je osigurati da svaki čip uđe u naredne faze pakiranja i testiranja u optimalnom stanju.
Inspekcija i testiranje nakon rezanja
| Korak | Sadržaj | Uticaj |
| Korak inspekcije | 1.Vizuelni pregled: Koristite opremu za vizualnu ili automatsku inspekciju kako biste provjerili ima li vidljivih nedostataka kao što su pukotine, strugotine ili kontaminacija na površini čipa. Brzo identificirajte fizički oštećene čipove kako biste izbjegli otpad. | Pomaže u identifikaciji i eliminaciji neispravnih čipova u ranoj fazi procesa, smanjujući gubitak materijala. |
| 2.Mjerenje veličine: Koristite precizne mjerne uređaje za precizno mjerenje dimenzija strugotine, osiguravajući da veličina reza zadovoljava specifikacije dizajna i sprječavajući probleme s performansama ili poteškoće s pakovanjem. | Osigurava da su čipovi unutar potrebnih ograničenja veličine, sprječavajući degradaciju performansi ili probleme sa sklapanjem. | |
| 3.Ispitivanje električnih performansi: Procijenite ključne električne parametre kao što su otpor, kapacitivnost i induktivnost, da biste identificirali neusklađene čipove i osigurali da samo čipovi kvalifikovani za performanse pređu u sljedeću fazu. | Osigurava da samo funkcionalni i testirani čipovi napreduju u procesu, smanjujući rizik od kvara u kasnijim fazama. | |
| Korak testiranja | 1.Funkcionalno testiranje: Provjerite da osnovna funkcionalnost čipa funkcionira kako je predviđeno, identificirajući i eliminirajući čipove s funkcionalnim abnormalnostima. | Osigurava da čipovi ispunjavaju osnovne operativne zahtjeve prije nego što pređu u kasnije faze. |
| 2.Testiranje pouzdanosti: Procijenite stabilnost performansi čipa pod produženom upotrebom ili teškim okruženjima, što obično uključuje starenje pri visokim temperaturama, testiranje na niskim temperaturama i testiranje vlažnosti kako biste simulirali ekstremne uvjete u stvarnom svijetu. | Osigurava da čipovi mogu pouzdano funkcionirati u nizu uvjeta okoline, poboljšavajući dugovječnost i stabilnost proizvoda. | |
| 3.Testiranje kompatibilnosti: Provjerite radi li čip ispravno s drugim komponentama ili sistemima, osiguravajući da nema kvarova ili degradacije performansi zbog nekompatibilnosti. | Osigurava nesmetan rad u aplikacijama iz stvarnog svijeta sprječavanjem problema s kompatibilnošću. |
3.3 Pakovanje i skladištenje
Nakon rezanja vafla, čipovi su ključni proizvod u procesu proizvodnje poluvodiča, a faze njihovog pakovanja i skladištenja su podjednako važne. Pravilne mjere pakovanja i skladištenja su od suštinskog značaja ne samo za osiguranje sigurnosti i stabilnosti čipsa tokom transporta i skladištenja, već i za pružanje snažne podrške za naredne faze proizvodnje, testiranja i pakovanja.
Sažetak faza inspekcije i testiranja:
Koraci inspekcije i testiranja strugotina nakon rezanja pločice pokrivaju niz aspekata, uključujući vizualnu inspekciju, mjerenje veličine, testiranje električnih performansi, funkcionalno testiranje, testiranje pouzdanosti i testiranje kompatibilnosti. Ovi koraci su međusobno povezani i komplementarni, formirajući čvrstu barijeru za osiguranje kvaliteta i pouzdanosti proizvoda. Kroz stroge procedure inspekcije i testiranja, potencijalni problemi se mogu identificirati i brzo riješiti, osiguravajući da konačni proizvod ispunjava zahtjeve i očekivanja kupaca.
| Aspekt | Sadržaj |
| Mjere pakovanja | 1.Antistatički: Materijali za pakovanje treba da imaju odlična antistatička svojstva kako bi sprečili da statički elektricitet ošteti uređaje ili utiče na njihove performanse. |
| 2.Otporan na vlagu: Materijali za pakovanje treba da imaju dobru otpornost na vlagu kako bi se sprečila korozija i pogoršanje električnih performansi uzrokovano vlagom. | |
| 3.Otporan na udarce: Materijali za pakovanje treba da obezbede efikasnu apsorpciju udara kako bi zaštitili strugotine od vibracija i udara tokom transporta. | |
| Okruženje za skladištenje | 1.Kontrola vlažnosti: Strogo kontrolirajte vlažnost unutar odgovarajućeg raspona kako biste spriječili apsorpciju vlage i koroziju uzrokovanu prekomjernom vlagom ili statičkim problemima uzrokovanim niskom vlagom. |
| 2.Čistoća: Održavajte čisto okruženje za skladištenje kako biste izbjegli kontaminaciju čipsa prašinom i nečistoćama. | |
| 3.Kontrola temperature: Postavite razuman temperaturni raspon i održavajte temperaturnu stabilnost kako biste spriječili ubrzano starenje zbog prekomjerne topline ili problema s kondenzacijom uzrokovanih niskim temperaturama. | |
| Redovni pregled | Redovno pregledajte i procijenite uskladištene čipove, koristeći vizualne inspekcije, mjerenja veličine i testove električnih performansi kako biste pravovremeno identificirali i riješili potencijalne probleme. Na osnovu vremena i uslova skladištenja, planirajte upotrebu čipsa kako biste osigurali da se koriste u optimalnom stanju. |
Problem mikropukotina i oštećenja tokom procesa rezanja vafla je značajan izazov u proizvodnji poluprovodnika. Napon rezanja je primarni uzrok ove pojave, jer stvara sitne pukotine i oštećenja na površini pločice, što dovodi do povećanja troškova proizvodnje i smanjenja kvaliteta proizvoda.
Kako bi se riješio ovaj izazov, ključno je minimizirati napon rezanja i implementirati optimizirane tehnike, alate i uvjete rezanja. Pažljiva pažnja na faktore kao što su materijal oštrice, brzina rezanja, pritisak i metode hlađenja mogu pomoći u smanjenju stvaranja mikropukotina i poboljšanju ukupnog prinosa procesa. Osim toga, tekuća istraživanja naprednijih tehnologija rezanja, kao što je lasersko kockanje, istražuju načine za dalje ublažavanje ovih problema.
Kao krhki materijal, pločice su sklone unutrašnjim strukturnim promjenama kada su podvrgnute mehaničkom, termičkom ili kemijskom naprezanju, što dovodi do stvaranja mikropukotina. Iako se ove pukotine možda neće odmah primijetiti, mogu se proširiti i uzrokovati veća oštećenja kako proizvodni proces napreduje. Ovaj problem postaje posebno problematičan tokom narednih faza pakovanja i testiranja, gdje temperaturne fluktuacije i dodatna mehanička naprezanja mogu uzrokovati da se ove mikropukotine razviju u vidljive lomove, što potencijalno dovodi do kvara čipa.
Da biste ublažili ovaj rizik, neophodno je pažljivo kontrolirati proces rezanja optimizacijom parametara kao što su brzina rezanja, pritisak i temperatura. Korištenje manje agresivnih metoda rezanja, kao što je lasersko rezanje, može smanjiti mehanički stres na pločici i minimizirati stvaranje mikropukotina. Osim toga, primjena naprednih inspekcijskih metoda kao što je infracrveno skeniranje ili rendgensko snimanje tokom procesa rezanja vafla može pomoći u otkrivanju ovih pukotina u ranoj fazi prije nego što prouzrokuju daljnja oštećenja.
Oštećenje površine pločice predstavlja značajnu zabrinutost u procesu rezanja na kockice, jer može imati direktan utjecaj na performanse i pouzdanost čipa. Takva oštećenja mogu biti uzrokovana nepravilnim korištenjem alata za rezanje, pogrešnim parametrima rezanja ili materijalnim nedostacima koji su svojstveni samoj pločici. Bez obzira na uzrok, ova oštećenja mogu dovesti do promjena u električnom otporu ili kapacitivnosti kola, što utiče na ukupne performanse.
Za rješavanje ovih problema istražuju se dvije ključne strategije:
1.Optimiziranje reznih alata i parametara: Korištenjem oštrijih noževa, podešavanjem brzine rezanja i modificiranjem dubine rezanja, koncentracija naprezanja tokom procesa rezanja može se svesti na minimum, čime se smanjuje mogućnost oštećenja.
2. Istraživanje novih tehnologija rezanja: Napredne tehnike poput laserskog i plazma rezanja nude poboljšanu preciznost dok potencijalno smanjuju nivo oštećenja nanesene pločici. Ove tehnologije se proučavaju kako bi se pronašli načini za postizanje visoke preciznosti rezanja uz minimiziranje toplinskog i mehaničkog naprezanja na pločici.
Područje toplinskog udara i njegovi efekti na performanse
U procesima termičkog rezanja kao što je lasersko i plazma rezanje, visoke temperature neizbježno stvaraju zonu termičkog udara na površini pločice. Ovo područje, gdje je temperaturni gradijent značajan, može promijeniti svojstva materijala, utičući na konačne performanse čipa.
Utjecaj termalno pogođene zone (TAZ):
Promjene kristalne strukture: Pod visokim temperaturama, atomi unutar materijala pločice mogu se preurediti, uzrokujući izobličenja u kristalnoj strukturi. Ovo izobličenje slabi materijal, smanjujući njegovu mehaničku čvrstoću i stabilnost, što povećava rizik od kvara strugotine tokom upotrebe.
Promjene električnih svojstava: Visoke temperature mogu promijeniti koncentraciju nosača i mobilnost u poluvodičkim materijalima, utičući na električnu provodljivost čipa i efikasnost prijenosa struje. Ove promjene mogu dovesti do pada performansi čipa, što ga može učiniti neprikladnim za namjeravanu svrhu.
Za ublažavanje ovih efekata, kontrola temperature tokom rezanja, optimizacija parametara rezanja i istraživanje metoda kao što su mlaznice za hlađenje ili tretmani nakon obrade su ključne strategije za smanjenje obima toplotnog uticaja i održavanje integriteta materijala.
Sve u svemu, i mikropukotine i zone termičkog udara su ključni izazovi u tehnologiji kockanja vafla. Kontinuirano istraživanje, uz tehnološki napredak i mjere kontrole kvaliteta, bit će neophodno za poboljšanje kvaliteta poluvodičkih proizvoda i povećanje njihove tržišne konkurentnosti.
Mjere za kontrolu zone toplotnog udara:
Optimiziranje parametara procesa rezanja: Smanjenje brzine i snage rezanja može efikasno minimizirati veličinu zone termičkog udara (TAZ). Ovo pomaže u kontroli količine toplote koja se stvara tokom procesa rezanja, što direktno utiče na svojstva materijala vafla.
Napredne tehnologije hlađenja: Primena tehnologija kao što su hlađenje tečnim azotom i mikrofluidno hlađenje može značajno ograničiti opseg zone toplotnog udara. Ove metode hlađenja pomažu u efikasnijem rasipanju topline, čime se čuvaju svojstva materijala vafla i minimiziraju termička oštećenja.
Odabir materijala: Istraživači istražuju nove materijale, kao što su ugljenične nanocevi i grafen, koji poseduju odličnu toplotnu provodljivost i mehaničku čvrstoću. Ovi materijali mogu smanjiti zonu toplotnog udara dok istovremeno poboljšavaju ukupne performanse čipova.
Ukratko, iako je zona termičkog udara neizbježna posljedica tehnologije termičkog rezanja, ona se može efikasno kontrolisati kroz optimizovane tehnike obrade i odabir materijala. Buduća istraživanja će se vjerovatno fokusirati na fino podešavanje i automatizaciju procesa termičkog rezanja kako bi se postiglo efikasnije i preciznije rezanje vafla.
Strategija ravnoteže:
Postizanje optimalne ravnoteže između prinosa vafla i efikasnosti proizvodnje je stalni izazov u tehnologiji rezanja vafla. Proizvođači moraju uzeti u obzir više faktora, kao što su potražnja na tržištu, troškovi proizvodnje i kvalitet proizvoda, kako bi razvili racionalnu proizvodnu strategiju i parametre procesa. U isto vrijeme, uvođenje napredne opreme za rezanje, poboljšanje vještina operatera i poboljšanje kontrole kvaliteta sirovina su od suštinskog značaja za održavanje ili čak poboljšanje prinosa uz povećanje efikasnosti proizvodnje.
Budući izazovi i mogućnosti:
Sa napretkom tehnologije poluvodiča, rezanje pločica suočava se s novim izazovima i mogućnostima. Kako se veličine čipova smanjuju, a integracija povećava, zahtjevi za preciznošću i kvalitetom rezanja značajno rastu. Istovremeno, nove tehnologije daju nove ideje za razvoj tehnika rezanja vafla. Proizvođači moraju ostati usklađeni s tržišnom dinamikom i tehnološkim trendovima, kontinuirano prilagođavajući i optimizirajući proizvodne strategije i procesne parametre kako bi ispunili tržišne promjene i tehnološke zahtjeve.
U zaključku, integracijom razmatranja tržišne potražnje, troškova proizvodnje i kvaliteta proizvoda, te uvođenjem napredne opreme i tehnologije, poboljšanjem vještina operatera i jačanjem kontrole sirovina, proizvođači mogu postići najbolju ravnotežu između prinosa vafla i efikasnosti proizvodnje tokom rezanja vafla. , što dovodi do efikasne i visokokvalitetne proizvodnje poluvodičkih proizvoda.
Budućnost:
Sa brzim tehnološkim napretkom, poluvodička tehnologija napreduje brzinom bez presedana. Kao kritični korak u proizvodnji poluprovodnika, tehnologija rezanja pločica spremna je za uzbudljive nove razvoje. Gledajući unaprijed, očekuje se da će tehnologija rezanja pločica postići značajna poboljšanja u preciznosti, efikasnosti i cijeni, ubrizgavajući novu vitalnost u kontinuirani rast industrije poluvodiča.
Povećana preciznost:
U potrazi za većom preciznošću, tehnologija rezanja vafla stalno će pomicati granice postojećih procesa. Dubokim proučavanjem fizičkih i hemijskih mehanizama procesa rezanja i preciznom kontrolom parametara rezanja, postići će se finiji rezultati rezanja kako bi se ispunili sve složeniji zahtjevi dizajna kola. Osim toga, istraživanje novih materijala i metoda rezanja značajno će poboljšati prinos i kvalitet.
Povećanje efikasnosti:
Nova oprema za rezanje vafla će se fokusirati na pametan i automatizovan dizajn. Uvođenje naprednih kontrolnih sistema i algoritama omogućit će opremi da automatski prilagodi parametre rezanja kako bi se prilagodili različitim materijalima i zahtjevima dizajna, čime će se značajno poboljšati efikasnost proizvodnje. Inovacije kao što su tehnologija rezanja sa više ploča i sistemi brze zamjene oštrica imat će ključnu ulogu u povećanju efikasnosti.
Smanjenje troškova:
Smanjenje troškova je ključni pravac razvoja tehnologije rezanja vafla. Kako se razvijaju novi materijali i metode rezanja, očekuje se da će troškovi opreme i troškovi održavanja biti efektivno kontrolisani. Osim toga, optimizacija proizvodnih procesa i smanjenje stope otpada dodatno će smanjiti otpad tokom proizvodnje, što će dovesti do smanjenja ukupnih troškova proizvodnje.
Pametna proizvodnja i IoT:
Integracija pametne proizvodnje i tehnologije Interneta stvari (IoT) donijet će transformativne promjene u tehnologiji rezanja pločica. Kroz međusobnu povezanost i dijeljenje podataka između uređaja, svaki korak proizvodnog procesa može se pratiti i optimizirati u realnom vremenu. Ovo ne samo da poboljšava efikasnost proizvodnje i kvalitet proizvoda, već i pruža kompanijama preciznije predviđanje tržišta i podršku u donošenju odluka.
U budućnosti će tehnologija rezanja pločica napraviti značajan napredak u preciznosti, efikasnosti i cijeni. Ovaj napredak će potaknuti kontinuirani razvoj industrije poluvodiča i donijeti više tehnoloških inovacija i pogodnosti ljudskom društvu.
Vrijeme objave: 19.11.2024