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減薄磨削

減薄磨削

  • 分類:封裝技術測
  • 發布時間:2018-11-28 00:00:00
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概要:
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詳情

1. 減薄工藝簡介

  硅片背面減薄是一步重要的硅片制造工藝,目的是去除硅片背面多余材料,以有效減小硅片封裝體積,降低熱阻,提高器件的散熱性能,降低封裝后芯片因受熱不均而開裂的風險,提高產品可靠性;同時,減薄后的芯片機械性能與電氣性能也得到顯著提高。

  減薄機是通過空氣靜壓主軸帶動金剛石磨輪高速旋轉,以IN-Feed或CREEP的方式對磨削材料進行物理去除。

 

2. 國內外現有技術對比

  與國際最先進設備主要技術指標對比:

性能指標

WG-8501全自動減薄機

DISCO 8540

磨削方式

IN-FEED

IN-FEED

最大晶圓直接

?200mm

?200mm

主軸類型

電空氣主軸

電空氣主軸

主軸數量

2

2

承片臺類型

空氣軸

機械軸

Z軸分辨率

0.1um

0.1um

加工精度(TTV)

1.5um以下

1.5um以下

最薄減薄厚度

100um以下

100um以下

 

3.減薄技術發展趨勢

  從集成電路的發展趨勢看,出于終端應用特別是移動設備對更高性能、更低成本、更小形狀因子的器件需求,晶圓片直徑在逐步增大,同時封裝用的晶圓厚度逐步減小。而其厚度則進入了100μm以下的超薄化芯片時代。在封裝技術工序里,晶圓減薄技術無疑是最重要的工藝之一,一方面,為了使超薄化的芯片在后續加工過程(例如堆疊)和終端用戶使用過程中保持足夠的抗彎強度并減小翹曲,晶圓減薄設備必須盡可能地去除磨削加工過程造成的對晶圓表面的損傷,這就要求減薄設備必須集成拋光系統以消除殘余應力;另一方面,減薄至100μm甚至50μm的晶圓本身強度不足,晶圓減薄設備必須保證晶圓在減薄過程中和進入下一工序前是安全可靠的,這就要求晶圓從開始減薄加工直至加工結束最后一直保持在同一承片系統不動,并且最后集成貼膜去膜系統使得設備輸出已經貼好劃切膜的晶圓。第三方面,封裝技術的發展特別是三維封裝還對晶圓減薄的精度提出更高的要求,例如對片內厚度變化量(TTV)和片間厚度變化量(WTW)的控制指標,要求對減薄工藝的深入研究和對整個磨削過程的精密控制、精確測量。最后,為了滿足終端用戶對低成本的需求,晶圓減薄設備還必須從采購成本、使用成本、維護成本、穩定可靠性等各方面降低封裝企業減薄工序的運營成本(CoO),以便適應大生產需求。因此,大直徑超薄化減薄拋光一體化設備是未來減薄設備的發展趨勢。

 

4.北京中電科減薄技術和工藝水平

  自2003年起開始進行晶圓減薄設備研發,于2006年研制出了國內首臺晶圓減薄原理樣機,2009年起承擔‘十一五’02專項“高端封裝設備與材料應用工程”項目“8英寸晶圓減薄設備開發與產業化”課題。該課題在研發過程中攻克了亞微米進給技術、超薄晶圓磨削工藝技術,旋轉工作臺技術等多項關鍵技術,打造了高端技術平臺;形成了一支由機、電、軟組成的減薄設備研發團隊;積累了相關產品產業化生產經驗,擁有空氣靜壓主軸與精密機械軸承聯合軸系等二十多項與減薄設備相關的專利,具備減薄設備自主研發能力。通過自主創新,研發的8英寸全自動晶圓減薄設備,。

  設備指標達到國際同類設備先進水平,獲得了中國電子科技集團公司科學技術一等獎、中國電子學會(部級)科技進步二等獎、中國半導體行業協會“第十屆(2015年度)中國半導體創新產品和技術”獎,

 

5、北京中電科減薄機設備

  WG系列減薄設備適用于晶圓、IC、LED晶圓、分立器件等晶圓制造行業,同時適用于陶瓷、熱敏電阻、紅外傳感等多個行業;可磨削的材料涉及硅、氧化鋁、碲鋅鎘、鈮酸鋰、藍寶石、砷化鎵和碳化硅等。已形成系列化產品,6寸及以下尺寸的GPP 行業專用設備WG-6110自動減薄機,8英寸設備為WG-8500自動減薄機和WG-8501全自動減薄機,12寸設備有WG-1220自動減薄機、WG-1251全自動減薄機和WG-1271全自動減薄拋光機。目前在材料片行業推出WG-1231全自動減薄機,TTV可控制在小于等于0.8微米。

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