Технология лазерной скрытой нарезки кристаллических пластин: высокоточная разделка пластин из кремния, карбида кремния, сапфира и танталата лития.
Основные преимущества:
- Поддерживает вафли размером от 4 до 12 дюймов и Толщина 60–400 мкм
- Работает с Si, SiC, сапфир, LiTaO₃и другие субстраты
- Толщина режущей кромки ≤20 мкм, максимально эффективно используя кремниевые пластины
- Высокий точность и повторяемость позиционирования
- Устраняет сколы, трещины и повреждения от механических воздействий.
Лазер скрытное нарезание кубиков это необходимо длясиловые полупроводники, МЭМС, фотоника и передовые технологии упаковки.
Введение: Ограничения традиционной нарезки вафель
Механическая нарезка лезвием часто представляет:
- сколы по кромке
- Микротрещины
- Потеря материала в области надреза
- Механическое напряжение на тонких пластинах
Эти проблемы усугубляются при:
- силовые приборы на основе карбида кремния (SiC)
- Сапфировые светодиоды и микросветодиоды
- MEMS-датчики
- Фотонные устройства на основе танталата лития
Технология лазерной скрытой резки (Laser Stealth Dicing) решает эти проблемы за счет внутренней модификации кремниевой пластины, а не прямой резки.
Что такое лазерная стелс-дизация?
Технология лазерной скрытой нарезки фокусирует энергию лазера под поверхностью пластины, создавая модифицированный внутренний слойВ процессе обработки пластина остается неповрежденной. После расширения:
- Внутренние слои трещины образуются
- Происходит контролируемое распространение трещин.
- Отдельные части тела естественным образом разделяются.
Преимущества по сравнению с нарезкой лезвием.:
- Нулевой механический контакт
- Края без трещин
- Узкая ширина выемки
- Снижено загрязнение частицами
Обзор серии DR-S-WLNC
| Особенность | DR-S-WLNC100 | DR-S-WLNC300 |
|---|---|---|
| Размер вафли | ≤6 дюймов | 8-дюймовые и 12-дюймовые |
| Толщина пластины | 60–400 мкм | 60–400 мкм |
| Повторяемость | ≤ ±1 мкм | ≤ ±1 мкм |
| Точность позиционирования | ||
| Прямолинейность | ≤5 мкм | ≤5 мкм |
| Ширина улицы для нарезки | ≤20 мкм | ≤20 мкм |
| ТТВ | ≤10 мкм | ≤15 мкм |
Система включает в себя:
- Точное управление движением
- Высокоточная визуальная юстировка
- Усовершенствованная лазерная оптика
- Внутренняя модификация пластины
Основные преимущества
1. Края без сколов и трещин.
- Сглаженные края штампа
- Уменьшение количества микротрещин
- Повышена надежность упаковки.
2. Сверхтонкие направляющие (≤20 мкм)
- Увеличение количества кристаллов на пластине.
- Более эффективное использование кремниевых пластин
- Сокращение отходов материалов
3. Превосходная точность
- Повторяемость ≤ ±1 мкм
- Точность позиционирования
- Прямолинейность ≤5 мкм
4. Широкая совместимость
- Подложки: Si, SiC, сапфир, LiTaO₃.
- Размеры вафель: 4–12 дюймов
- Толщина: 60–400 мкм
Применение в различных отраслях промышленности
| Промышленность | Приложение |
|---|---|
| Электромобили | SiC MOSFET-транзисторы, силовые модули, бортовые зарядные устройства, DC-DC преобразователи |
| Возобновляемая энергия | Солнечные инверторы, системы хранения энергии, преобразование электроэнергии из сети. |
| Бытовая электроника | Микросхемы для смартфонов, устройства быстрой зарядки, микросхемы управления питанием. |
| Оптическая связь | Фотонические интегральные схемы, оптические модуляторы, трансиверы для центров обработки данных |
| Промышленная автоматизация | Электроприводы, промышленные источники питания, системы управления робототехникой |
Сравнение: ножевое и лазерное скрытное рубление
| Особенность | Нарезка лезвием | Лазерная скрытая резка |
|---|---|---|
| Механический контакт | Да | Нет |
| Риск повреждения | Средне-высокий | Чрезвычайно низкий |
| Ширина выемки | Более широкий | ≤20 мкм |
| Износ лезвия | Да | Никто |
| Совместимость с SiC | Испытывающий | Отличный |
| Возможность создания тонких пластин | Ограниченный | Отличный |
| Генерация частиц | Выше | Ниже |
| Прочность штампа | Ниже | Выше |
Почему производители полупроводников выбирают лазерную скрытую резку
- Более тонкие пластины более склонны к поломке при обработке лезвиями.
- Узкие улицы для игры в кости увеличивают количество кубиков.
- Кремнийкарбид, сапфир и фотонные пластины являются хрупкими материалами.
- Повышение производительности улучшает экономическую эффективность и надежность.
Влияние на бизнес:
- Снижение производственных затрат
- Более высокая степень использования пластин
- Повышенная пропускная способность
- Более высокая окупаемость инвестиций в оборудование.
Отраслевые стандарты и справочные материалы
Технология лазерной скрытной резки соответствует установленным стандартам:
- Стандарты SEMI (Обработка вафель, процессы нарезки)
- Рекомендации IEEE (Производство полупроводников, фотонные устройства)
- Стандарты МПК (Сборка микроэлектроники)
- Рекомендации IMAPS (Передовые технологии упаковки и MEMS)
Рекомендуемая литература:
- Труды IEEE по производству полупроводников
- Микроэлектронная инженерия
- Международное руководство по полупроводниковым технологиям
- Журнал микромеханики и микроинженерии
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
В1: Что такое лазерная стелс-резка?
А: Бесконтактное разделение пластин с использованием сфокусированного лазера для создания внутреннего модифицированного слоя. В процессе расширения кристаллы разделяются естественным образом без повреждения поверхности.
В2: Какие субстраты можно обрабатывать?
A: Кремний, карбид кремния (SiC), сапфир, тантал лития (LiTaO₃), нитрид галлия (GaN), стекло и пластины MEMS.
В3: Почему этот метод предпочтительнее для кремниевых пластин SiC?
А: Карбид кремния чрезвычайно тверд и хрупк. Лазерная резка с целью предотвращения сколов, трещин и механических напряжений снижает их образование.
Вопрос 4: Какие размеры кремниевых пластин поддерживаются?
A: пластины диаметром 4, 6, 8 и 12 дюймов.
В5: Каковы основные преимущества?
A: Отсутствие сколов, узкий пропил, более высокий выход годной продукции, улучшенная надежность кристалла и пригодность для современных технологий упаковки.
Заключение
Технология лазерной скрытой резки совершает революцию в разделении кремниевых пластин, особенно в отношении Кремниевые, карбид кремния, сапфировые и танталовые пластины лития. The Системы DR-S-WLNC100 и DR-S-WLNC300 доставлять:
- Штампы без трещин
- Узкие прорези ≤20 мкм
- Высокая точность позиционирования
- Превосходная совместимость с современными материалами.
Для производителей, стремящихся Более высокая производительность, меньшие потери ширины пропила и повышенная надежность.Технология Laser Stealth Dicing — это стратегическая инвестиция в производство полупроводников следующего поколения.
Автор: Доктор Цзянь Ли, старший инженер-технолог, подразделение полупроводникового оборудования.
Опыт: Более 15 лет опыта в области монтажа кристаллов, микросборки и упаковки силовых полупроводниковых приборов.
Реквизиты для входа: Ведущий участник оптимизации процесса склеивания и внедрения инноваций в системы управления.
Организация: Jiangsu Himalaya Semiconductor Co., Ltd.