Dicing-blade-saw刀-制造与应用

晶圓切割刀製造流程及其應用DicingBladeManufacturingandApplication組別:製程工程處(D/APROJECT)原始作者:滕冀平上一版Update者:最後一版Update者:時間/版次:11/20/2001Rev.:O教材學習時間:2小時1.前言P12.內文P22.1切割刀的成分P22.2切割刀的製造流程P32.3切割刀的規格P42.4切割品質P72.4.1製程之影響P82.4.2切割刀之影響P133.V-CUT切割刀介紹P194.選擇合適的切割刀P205.結論P21目錄1.前言本課程為切割刀之製造流程介紹與其應用，主要目的為使新進工程師了解切割刀之物性及其製造流程。在選擇材料時掌握其特性或發生問題時能依據物性原理，迅速找出問題點，而有效且快速的解決問題。P12.內文2.1切割刀的成分目前在半導體封裝業，於晶片切割站，普遍使用切割刀的成分為:鋁(Aluminum)鎳(Nickel)鑽石(Diamond)所組成。P22.2切割刀的製造流程此流程圖為切割刀加工製造之程序。製作(加工)前材料檢測RawmaterialsQC鋁製刀匣之製作成型MachiningAltoproducebladeblankstodimension刀匣平面度及內徑檢測IDandFlatnessinspection開始電鍍(鎳、鑽石)Plating(Nickel,Diamond)鎳蝕刻Nickeletching鋁蝕刻(暴露刀刃)Aluminumetching(Diamondexposed)第一次外觀檢測1stvisualinspection試切(磨刀)Bladedressing最終檢測Finalinspection產品包裝PackagingP32.3切割刀的規格因所切產品的特性不同(Wafer材質、厚度、切割道寬度)，所需要的切割刀規格也就有所不同，其中規格就包括了刀刃長度、刀刃寬度、鑽石顆粒大小、濃度及Nickelbondhardness軟硬度的選擇，只要任何一種規格的不同，所切出來的品質也就不一樣。P42.3切割刀的規格SEMITEC切割刀規格表P52.3切割刀的規格DISCO切割刀規格表P62.4切割的品質雖然切割刀是影響切割品質的主要關鍵，但機台切割參數的設定也是非常重要，兩者可說是息息相關，接下來我們將針對以下所提各點再做更進一步的分析。ProcessSpindleRPM(刀子轉速)FeedRate(切割速度)MountingTape&Process(膠膜)CutDepth(切割深度)CoolantFlow(切割水)BladeExposure(刀刃長度)Thickness(刀刃厚度)GritSize(鑽石顆粒大小)NickelBondHardness(黏著硬度)DiamondConcentration(鑽石濃度)P72.4.1製程的影響SpindleRPM(刀子轉數)SPINDLERPM+-CutQuality+-FeedRate+-BladeLife+-分析:增大轉數可獲得1.較好的切割品質。2.較快的切割速度。潛在風險1.刀子磨耗加速2.SpindleVibrationP82.4.1製程的影響FeedRate(切割速度)FEEDRATE+-Throughput+-CutQuality+-BladeLife+-分析:增大切速可獲得1.較多的產量。潛在風險1.切割品質降低。2.負載電流過高。3.背崩增大。P92.4.1製程的影響MountingTape(膠膜黏力)TAPEADHESION+-CutQuality+-FlyingDie+-分析:使用較黏膠膜可獲得1.沒有飛Die。2.較好的切割品質。潛在風險1.DieAttachprocesspickupdie影響。Cost+-DieEjection+-P102.4.1製程的影響ProperCutDepthIntoTape(切入膠膜的理想深度)分析:理想的切割深度可防止1.背崩之發生。理想的切割深度須切入膠膜(Tape)1/3厚度。P112.4.1製程的影響CoolantFlow(切割水)分析:理想的切割水流量可防止1.刀子過熱問題。2.矽渣污染問題。3.刀子振動(Vibration)。P122.4.2切割刀的影響BladeExposure(切割刀刃長度)分析:適當的刀刃長度計算WaferThickness+1mil(cutintothetape)+3milssafetyexposure+10milsforwaferMicronsMilsMicronsMils25410380~51015~20254~33010~13510~64020~25331~43213~17640~76025~30433~53317~21760~89030~35534~63521~25890~102035~40636~76225~301020~114040~45CutDepthBladeExposureP132.4.2切割刀的影響BladeThickness(切割刀刃厚度)分析:適當的刀刃厚度刀痕邊緣至少應距切割道邊緣10microns以上。MicronsMilsMicronsMils502.015~200.6~0.850~642.0~2.520~250.8~1.064~762.5~3.025~301.0~1.276~893.0~3.530~361.2~1.489~1023.5~4.036~411.4~1.6102~1274.0~5.041~511.6~2.0127~1525.0~6.051~642.0~2.5StreetWidthBladeThickness•KerfEdge•StreetEdgeP142.4.2切割刀的影響DiamondGritSize(鑽石顆粒大小)GRITSIZE+-TopSideChipping+-BladeLoading+-BladeLife+-FeedRate+-分析:小顆粒之鑽石1.切割品質較好。2.切割速度不宜太快。3.刀子磨耗較大。大顆粒之鑽石1.刀子磨耗量小。2.切割速度可較快。3.負載電流較小。P152.4.2切割刀的影響DiamondGritSize(鑽石顆粒大小)不同大小的鑽石顆粒所切割出的刀痕。(如下圖)4~6MicronGritSize2~6MicronGritSize2~4MicronGritSizeP162.4.2切割刀的影響NickelBondHardness(黏合物硬度)BONDHARDNESS+-BackSideChipping+-BladeLife+-BladeLoading+-分析:較軟之黏合物1.切割品質較好(鑽石新陳代謝快)。2.降低背崩。3.刀子磨耗大。較硬之黏合物1.刀子磨耗量小。P172.4.2切割刀的影響DiamondConcentration(鑽石濃度)DIAMONDCONC.+-BackSideChipping+-BladeLife+-FeedRate+-BladeLoading+-分析:低鑽石濃度1.降低背崩。2.刀子磨耗大。高鑽石濃度1.刀子磨耗量小。2.切速可較快。P183V-CUT切割刀介紹此為特殊規格之切割刀，通常用於StepCutMode(雙重切割)上，而V-Cut切割刀對於解決WaferTopSideChipping效果佳，但其缺點為刀痕寬度管控不易且價格昂貴。°BladeThicknessExposureP194選擇合適的切割刀選用基準切割刀的選用必須要以晶片的厚度(Waferthickness)和切割道的寬度(ScribeLaneWidth)做為切入點。以下表格為建議選用基準。WaferThicknessScribeLaneWidthDicingBlade7mils75~100umDisco27HCDD75~100umSemitecS1230Over100umSemitecS123075~100umSemitecS1230Over100umDisco27HEED23~30milsOver100umSemitecS14408~12.5mils12.5~23milsWafer材料因素針對結構較脆弱之產品(Wafer)，可考慮選用鑽石顆粒小或濃度低及黏著物較軟之切割刀，以降低其切割時之摩擦力，提高切割品質。P206.結論希望透過本課程能使新進工程師對切割刀有初步的認識。但對於日新月異的新產品與切割刀及機台之間的相互關係仍需工程師對此做更進一步的深入了解，如此才能更有效把握重點，達到製程改善，選用適合產品的切割刀，提昇公司競爭力。P21