¿Qué es el chipping de obleas y cómo se puede resolver?

El corte en trozos de obleas es un proceso crítico en la fabricación de semiconductores y tiene un impacto directo en la calidad y el rendimiento del chip final.Fragmentación de obleas“especialmentelas astillas delanterasyLas partes traserases un defecto frecuente y grave que limita significativamente la eficiencia y el rendimiento de la producción.El chipping no sólo afecta a la apariencia de los chips, sino que también puede causar daños irreversibles a su rendimiento eléctrico y fiabilidad mecánica.

Definición y tipos de fragmentación de obleas

El hecho de que las obeliscas se rompan se refiere a:grietas o roturas del material en los bordes de las astillas durante el proceso de corte en trozosEn general, se clasifica enlas astillas delanterasyLas partes traseras:

• Las partes delanterasSi el chipping se extiende en el área del circuito, puede degradar gravemente el rendimiento eléctrico y la fiabilidad a largo plazo.

• Las partes traserasgeneralmente ocurre después del adelgazamiento de la oblea, donde aparecen fracturas en el suelo o una capa dañada en la parte posterior.

Desde una perspectiva estructural,las astillas frontales a menudo resultan de fracturas en las capas epitaxiales o superficiales, mientrasel astillamiento de la parte posterior se origina en capas de daño formadas durante el adelgazamiento de las obleas y la eliminación del material del sustrato.

Las astillas frontales se pueden clasificar en tres tipos:

1. Chipping inicialEl daño de los bordes se caracteriza por daños irregulares.

2. Las partidas periódicas (ciclicas)∆ aparece repetida y regularmente durante las operaciones de corte continuo.

3. Las astillas anormales causado por el desprendimiento de la hoja, la velocidad de alimentación inadecuada, la profundidad de corte excesiva, el desplazamiento de la oblea o la deformación.

Causas de la rotura de las obleas

1Causas de la ruptura inicial

• Precisión insuficiente de la instalación de la hoja

• Cuchilla no correctamente trued en una forma circular perfecta

• Exposición incompleta de los granos de diamante

Si la cuchilla está instalada con una ligera inclinación, se producen fuerzas de corte desiguales.Si los granos de diamante no están completamente expuestos durante la etapa de pre-corte, no se forman espacios efectivos para los chips, lo que aumenta la probabilidad de que se produzcan.

2Causas de las roturas periódicas

• Daño de la hoja por impacto en la superficie

• Partículas de diamante sobredimensionadas que sobresalen

• Adhesión de partículas extrañas (resina, desechos metálicos, etc.)

Durante el corte, pueden desarrollarse microencastramientos debido al impacto de las astillas.mientras que los residuos o contaminantes extraños en la superficie de la hoja pueden alterar la estabilidad de corte.

3Causas de las roturas anormales

• Descenso de la hoja debido a un mal equilibrio dinámico a altas velocidades

• Tasa de alimentación incorrecta o profundidad de corte excesiva

• Deslocamiento o deformación de la oblea durante el corte

Estos factores conducen a fuerzas de corte inestables y desviación de la trayectoria de corte preestablecida, causando directamente roturas de los bordes.

4Causas de las roturas traseras

El chipping posterior proviene principalmente deacumulación de tensión durante el adelgazamiento de la oblea y la deformación de la oblea.

Durante el adelgazamiento, se forma una capa dañada en la parte posterior, lo que altera la estructura cristalina y genera tensión interna.que se propaga gradualmente en grandes fracturas traserasA medida que el grosor de la oblea disminuye, su resistencia a la tensión se debilita y la curvatura aumenta, lo que hace que sea más probable que se rompa la parte posterior.

Impacto de los chips en los chips y las contramedidas

Impacto en el rendimiento del chip

El chipping reduce considerablementeresistencia mecánicaIncluso pequeñas grietas en los bordes pueden seguir propagándose durante el embalaje o el uso real, lo que en última instancia conduce a la fractura del chip y la falla eléctrica.compromete directamente el rendimiento eléctrico y la fiabilidad del dispositivo a largo plazo..

Soluciones eficaces para las astillas de obleas

1Optimización de parámetros de proceso

La velocidad de corte, la velocidad de alimentación y la profundidad de corte deben ajustarse dinámicamente en función del área de la oblea, el tipo de material, el grosor y el progreso del corte para minimizar la concentración de tensión.
Al integrarVisión automática y monitoreo basado en IA, se puede detectar en tiempo real la condición de la hoja y el comportamiento de las astillas y los parámetros del proceso se ajustan automáticamente para un control preciso.

2- Mantenimiento y gestión de equipos

El mantenimiento regular de la máquina de cortar en trozos es esencial para garantizar:

• Precisión del husillo

• Estabilidad del sistema de transporte

• Eficiencia del sistema de refrigeración

Debe implementarse un sistema de vigilancia de la vida útil de las hojas para garantizar que las hojas severamente desgastadas se reemplacen antes de que las caídas de rendimiento causen astillamiento.

3Selección y optimización de las cuchillas

Propiedades de la hoja tales comotamaño del grano del diamante, dureza del enlace y densidad del granotienen una fuerte influencia en el comportamiento de las astillas:

• Los granos de diamante más grandes aumentan el astillamiento frontal.

• Los granos más pequeños reducen el astillamiento pero disminuyen la eficiencia de corte.

• Una menor densidad de grano reduce el astillamiento pero acorta la vida útil de la herramienta.

• Los materiales de unión más blandos reducen la astillación pero aceleran el desgaste.

Para los dispositivos basados en silicio,El tamaño del grano de diamante es el factor más crítico.La selección de cuchillas de alta calidad con un contenido mínimo de granos grandes y un control estricto del tamaño de los granos suprime eficazmente el astillamiento delantero mientras se mantiene el costo bajo control.

4. Medidas de control de las astillas traseras

Las estrategias clave incluyen:

• Optimización de la velocidad del husillo

• Selección de abrasivos de diamantes de grano fino

• Utilizando materiales de unión suave y baja concentración de abrasivo

• Asegurar una instalación precisa de la hoja y una vibración estable del husillo

Las velocidades de rotación excesivamente altas o bajas aumentan el riesgo de fractura posterior.los postratamientos tales como el CMP (polido mecánico químico), el grabado en seco y el grabado químico en húmedoAyudan a eliminar las capas de daño residual, liberan tensión interna, reducen la curvatura y mejoran significativamente la resistencia del chip.

5Tecnologías avanzadas de corte

Los nuevos métodos de corte sin contacto y de baja tensión ofrecen mejoras adicionales:

• Dibujando con láserMinimiza el contacto mecánico y reduce el chipping a través de un procesamiento de alta densidad de energía.

• Dispersión por chorro de aguautiliza agua a alta presión mezclada con micro-abrasivos, reduciendo significativamente el esfuerzo térmico y mecánico.

Fortalecimiento del control e inspección de la calidad

En la actualidad, la industria de los productos de alta precisión, como el automóvil, es la principal fuente de producción de la UE.Microscopios ópticos y microscopios electrónicos de exploración (SEM)debe utilizarse para examinar a fondo las obleas después del corte en trozos, permitiendo la detección y corrección tempranas de los defectos de las astillas.

Conclusión

El astillamiento de las obleas es un defecto complejo y multifactorial que implicaParámetros del proceso, estado del equipo, propiedades de la hoja, tensión de la oblea y gestión de la calidadSólo mediante una optimización sistemática en todas estas áreas puede controlarse eficazmente el chipping, mejorando así la calidad de los productos.rendimiento de producción, fiabilidad del chip y rendimiento general del dispositivo.