En el contexto de la fabricación de circuitos integrados , el corte en cubitos de obleas es el proceso mediante el cual las matrices se separan de una oblea de semiconductor después del procesamiento de la oblea. El proceso de corte en cubos puede implicar trazar y romper, aserrado mecánico (normalmente con una máquina llamada sierra para cortar en cubitos ) [1] o corte por láser . Todos los métodos suelen estar automatizados para garantizar precisión y exactitud. [2] Después del proceso de corte en cubitos, los chips de silicio individuales se encapsulan en soportes de chips.que luego son adecuados para su uso en la construcción de dispositivos electrónicos como computadoras , etc.
Durante el corte en cubitos, las obleas generalmente se montan en cinta para cortar en cubitos que tiene un respaldo pegajoso que sostiene la oblea en un marco de chapa delgada. La cinta para cortar en cubitos tiene propiedades diferentes según la aplicación de corte. Las cintas curables por UV se utilizan para tamaños más pequeños y la cinta para cortar en cubitos sin UV para tamaños de troquel más grandes. Una vez que se ha cortado en cubitos una oblea, las piezas que quedan en la cinta para cortar en cubitos se denominan troquel , dados o troqueles . Cada uno se empaquetará en un paquete adecuado o se colocará directamente sobre un sustrato de placa de circuito impreso como un "troquel desnudo". Las áreas que se han cortado, llamadas calles de troquel , suelen tener aproximadamente 75 micrómetros (0,003 pulgadas) de ancho. Una vez que se ha cortado una oblea, el troquel permanecerá en la cinta de cortar en cubitos hasta que sean extraídos por un equipo de manejo de troqueles, como un adheridor de troqueles o clasificador de troqueles , más adelante en el proceso de ensamblaje de la electrónica.
El tamaño del troquel que queda en la cinta puede oscilar entre 35 mm (muy grande) y 0,1 mm cuadrados (muy pequeño). El troquel creado puede tener cualquier forma generada por líneas rectas, pero normalmente tienen forma rectangular o cuadrada. En algunos casos, también pueden tener otras formas dependiendo del método de aislamiento utilizado. Una cortadora láser de corte completo tiene la capacidad de cortar y separar en una variedad de formas.
Los materiales cortados en cubitos incluyen vidrio , alúmina , silicio, arseniuro de galio (GaAs), silicio sobre zafiro (SoS), cerámica y semiconductores compuestos delicados. [ cita requerida ]
Cubos sigilosos
El corte en cubitos de obleas de silicio también se puede realizar mediante una técnica basada en láser, el llamado proceso de corte sigiloso. Funciona como un proceso de dos etapas en el que las regiones defectuosas se introducen en primer lugar en la oblea escaneando el haz a lo largo de las líneas de corte previstas y, en segundo lugar, se expande una membrana portadora subyacente para inducir la fractura. [4]
El primer paso opera con un láser Nd: YAG pulsado , cuya longitud de onda (1064 nm) está bien adaptada a la banda prohibida electrónica del silicio (1,11 eV o 1117 nm), por lo que la absorción máxima puede ajustarse bien mediante enfoque óptico . [5] Las regiones defectuosas de aproximadamente 10 µm de ancho se inscriben mediante múltiples escaneos del láser a lo largo de los carriles de corte previstos, donde el rayo se enfoca a diferentes profundidades de la oblea. [6] La figura muestra una micrografía óptica de un plano de escisión de un chip separado de 150 µm de espesor que fue sometido a cuatro escaneos láser, comparar. [3] Los defectos más importantes son los que mejor se resuelven y se sabe que un solo pulso de láser provoca una región de cristal defectuosa que se asemeja a la forma de la llama de una vela. Esta forma es causada por la rápida fusión y solidificación de la región irradiada en el foco del rayo láser, donde la temperatura de sólo algunos µm 3 pequeños volúmenes sube repentinamente a unos 1000 K en nanosegundos y vuelve a bajar a temperatura ambiente. [5] [6] El láser normalmente se pulsa con una frecuencia de aproximadamente 100 kHz, mientras que la oblea se mueve con una velocidad de aproximadamente 1 m / s. Una región defectuosa de aproximadamente 10 µm de ancho finalmente se inscribe en la oblea, a lo largo de la cual se produce una fractura preferencial bajo carga mecánica . La fractura se realiza en el segundo paso y opera expandiendo radialmente la membrana portadora a la que está unida la oblea. La escisión se inicia en el fondo y avanza hacia la superficie, de donde se entiende que debe introducirse una alta densidad de distorsión en el fondo.
La ventaja del proceso de corte sigiloso es que no requiere un líquido refrigerante . Los métodos de corte en cubitos en seco deben aplicarse inevitablemente para la preparación de ciertos sistemas microelectromecánicos ( MEMS ), en particular, cuando están destinados a aplicaciones bioelectrónicas . [3] Además, el corte sigiloso apenas genera escombros y permite una mejor explotación de la superficie de la oblea debido a una menor pérdida de corte en comparación con la sierra de oblea. El pulido de obleas se puede realizar después de este paso, para reducir el espesor de la matriz. [7]
Dados antes de moler
El proceso DBG o "dado antes de moler" es una forma de separar los troqueles sin cortarlos en cubitos. La separación se produce durante la etapa de adelgazamiento de la oblea. Las obleas se cortan inicialmente en cubitos con una cortadora de medio corte a una profundidad por debajo del espesor final objetivo. A continuación, la oblea se adelgaza hasta el espesor objetivo mientras se monta en una película adhesiva especial [8] y luego se monta sobre una cinta de recogida para mantener los troqueles en su lugar hasta que estén listos para el paso de empaquetado. El beneficio del proceso DBG es una mayor resistencia del troquel. [9] Alternativamente, se puede usar el corte en cubitos de plasma, que reemplaza la sierra del cortador con grabado con plasma DRIE . [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17]
El proceso DBG requiere una cinta de lijado posterior que tenga los siguientes atributos: 1) fuerza adhesiva fuerte (evita la infiltración del fluido de rectificado y el polvo de la matriz durante el rectificado), 2) absorción y / o alivio de la tensión de compresión y el esfuerzo cortante durante el rectificado, 3) suprime el agrietamiento debido al contacto entre matrices, 4) fuerza adhesiva que puede reducirse en gran medida mediante la irradiación UV. [18]
Ver también
- Unión de obleas
Referencias
- ^ "Factores clave de aserrado de obleas" . Optocap . Consultado el 14 de abril de 2013 .
- ^ http://www.syagrussystems.com/service-overview
- ^ a b c M. Birkholz; K.-E. Ehwald; M. Kaynak; T. Semperowitsch; B. Holz; S. Nordhoff (2010). "Separación de sensores médicos extremadamente miniaturizados mediante corte por láser IR" . J. Opto. Adv. Mat . 12 : 479–483.
- ^ Kumagai, M .; Uchiyama, N .; Ohmura, E .; Sugiura, R .; Atsumi, K .; Fukumitsu, K. (agosto de 2007). "Tecnología avanzada de corte en cubos para obleas de semiconductores: corte en cubos sigiloso". Transacciones IEEE sobre fabricación de semiconductores . 20 (3): 259-265. doi : 10.1109 / TSM.2007.901849 . S2CID 6034954 .
- ^ a b E. Ohmura, F. Fukuyo, K. Fukumitsu y H. Morita (2006). "Mecanismo interno de formación de capas modificadas en silicio con láser de nanosegundos". J. Achiev. Estera. Manuf. Ing . 17 : 381–384.CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
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- ^ https://www.disco.co.jp/eg/solution/library/sdbg.html
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- ^ "Corte en cubos de plasma | Orbotech" . www.orbotech.com .
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- ^ "Plasma-Therm: Plasma Dados" . www.plasmatherm.com .
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- ^ "Cortar en cubitos de plasma (dados antes de moler) | Orbotech" . www.orbotech.com .
- ^ Productos para el proceso DBG (LINTEC) http://www.lintec-usa.com/di_dbg.cfm