上文我们了解到集成电路的主要封装流程里,第一步就是晶圆切割,将前制程加工完成晶圆的一颗颗的晶粒切割分离。首先是将纯度达到 99.99%的硅晶柱切割成不同厚度的晶圆,在晶圆上按照刻蚀出一个个电路芯片,整齐划一地在晶圆上呈现出小方格阵列,每一个小方格代表着一个能实现某种特定功能的电路芯片。汉芯国科今天来介绍一下半导体集成电路封装流程里的晶圆切割工序:包括相关的准备工作、划片步骤、晶圆切割和清洗等,希望对您有所帮助!
2.晶圆贴蓝膜和膜框(见下图)。
最早的晶圆切割方法是物理切割,通过横向、纵向切割运动,将晶圆分成方形芯片晶粒。目前,用金刚石砂轮切片刀(见下图)晶圆切割方法仍占据主流地位。机械划片的力直接作用于晶圆表面,会对晶体内部造成应力损伤,容易造成芯片崩边和晶圆损伤。尤其是对厚度 100um 在下面的晶圆划片中,很容易导致晶圆破碎。机械切片速唐一般为8~10mm/s,分区速度慢,要求分区槽宽度大于 30um,高可靠电路的划片槽宽度应更大,甚至达到 50~60um,确保芯片划片后的完整性和可靠性。
激光切割属于无接触式切片,不对晶圆产生机械应力,对晶圆损伤小,可避免芯片破碎、损坏等问题 (见图 2-7)。由于激光在聚焦上可以达到亚微米数量级的特点,因此对晶圆的微处理更有优势。同时,激光片的速度可以达到 150mm/s,与机械切片率相比,它可以大大提高,可以胜任薄晶圆的加工任务,也可以用来切割一些形状复杂的芯片,如六角形。但昂贵的设备成本是制约激光划片普及的因素之一。
晶圆按芯片大小分成单晶粒,用于随后的芯片贴装、引线键合等工序。虽然机械分区存在许多可靠性和成本问题,如晶圆机械损坏严重、晶圆分区线宽大、分区速度慢、冷却水切割、刀具更换维护成本高等,但机械切割仍是主要的分区方法。通过调整切片工艺参数,选择最佳刀具类型,采用多次切片等方法,解决机械切片芯片崩边、分层、硅渣污染等问题。
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