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隨著終端電子產(chǎn)品往多功能化、智能化和小型化方向發(fā)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(zhàn)。
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(jié)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(jié)合劑主要起粘結(jié)金剛石的作用。不同顆粒大小的金剛石對切割品質(zhì)的影響是比較明顯的。大顆粒金剛石撞擊力比較大，工件產(chǎn)生的裂紋比較大； 根據(jù)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(dǎo)致正面崩邊尺寸越大。金剛石顆粒尺寸越大，越不容易產(chǎn)生刀片堵塞，就可以有效降低產(chǎn)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(dāng)處理200μm以下這種極薄的晶圓時，大顆粒金剛石產(chǎn)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(zhì)。 除了切割品質(zhì)，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(zhì)量也十分關(guān)鍵。對于相同的金剛石顆粒大小會生產(chǎn)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(guī)格，分別是：50、70、90、110、130。 根據(jù)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(jié)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(fù)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(jié)合劑強度的影響 結(jié)合劑的作用是將金剛石牢固地黏在一起，不同硬度的結(jié)合劑對刀片的壽命影響比較大。 軟性結(jié)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(tài)，能減小晶圓的正面崩缺、分層及毛刺問題。硬性結(jié)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(jié)合劑的缺點是刀片壽命的縮短，硬性結(jié)合劑的缺點是切割產(chǎn)品的品質(zhì)較差。
刀片厚度的影響 1）刀片厚：一是刀片震動小、產(chǎn)品品質(zhì)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(chǎn)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(chǎn)品品質(zhì)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(fā)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(fā)生偏擺、品質(zhì)好。
修刀環(huán)節(jié)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(dāng)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(fù)載過大，易造成逆刀與過載出現(xiàn)，影響產(chǎn)品品質(zhì)。 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(xì)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(xì)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(zhuǎn)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(guān)聯(lián)做深入研究，以應(yīng)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。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(zhì)之間作出平衡。高壽命，品質(zhì)降低；高品質(zhì)，壽命降低。