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隨著終端電子產(chǎn)品的多功能化，芯片的尺寸越來越小，給晶圓切割留下了不斷壓縮的空間。我們不僅要保證足夠的成品率，還要保證加工效率，這對(duì)晶圓切割刀片和切割工藝是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。從切割刀本身的制作來看，影響刀片性能甚至晶圓切割的幾個(gè)重要因素是：金剛石顆粒的大小、顆粒集中度、結(jié)合劑強(qiáng)度、刀片厚度、刀片長度、修刀工藝。本文主要分析這些因素的影響，幫助大家合理選擇刀具。
金剛石顆粒大小的影響
主要參與切割加工的是金剛石，粘合劑主要起著粘合金剛石的作用。不同顆粒大小的金剛石對(duì)切割質(zhì)量的影響更為明顯。大顆粒金剛石沖擊力較大，工件裂紋較大；根據(jù)研磨機(jī)制特點(diǎn)，金剛石顆粒尺寸越大，對(duì)晶圓的沖擊力越大，導(dǎo)致前坍塌邊緣尺寸越大。金剛石顆粒尺寸越大，葉片堵塞的可能性越小，可以有效減少產(chǎn)品背面的坍塌邊緣。小顆粒金剛石的沖擊力較小，前坍塌邊緣尺寸較小。然而，這一原則只適用于300um在處理2000年及以上厚度的晶圓時(shí)，當(dāng)以下非常薄的晶片時(shí)，大顆粒金剛石的沖擊力很大，薄晶片無法承受很大的沖擊力。此時(shí)有必要選擇小顆粒金剛石，以確保良好的切割質(zhì)量。除了切割質(zhì)量外，金剛石顆粒的大小也會(huì)影響刀片的壽命。顆粒越大，刀片壽命越長；顆粒越小，刀片壽命越短。
影響顆粒集中度
顆粒集中度對(duì)切割質(zhì)量也至關(guān)重要。對(duì)于相同的金剛石顆粒，會(huì)產(chǎn)生不同集中度的刀片，切割效果會(huì)有很大的不同。目前，有五種常見的規(guī)格，即：50、70、90、110、130、根據(jù)實(shí)際測試，高集中度的金剛石顆粒具有切割阻力小、切割速度快、效率高等優(yōu)點(diǎn)。它還可以延長切片刀的使用壽命，減少晶片正面的塌陷。然而，高集中度的葉片結(jié)合劑較少，葉片韌性較低，正面塌陷邊緣較大，因此很容易折斷刀具。低集中度金剛石顆粒負(fù)荷小，切割阻力小，切割速度慢，效率低，但可減少背面塌陷。
對(duì)結(jié)合劑強(qiáng)度的影響
粘合劑的作用是將金剛石牢固粘在一起，不同硬度的粘合劑對(duì)葉片的壽命有很大的影響。軟粘合劑可以加速金剛石顆粒的速度“自我鋒利”使劃片刀始終保持相對(duì)鋒利的狀態(tài)，可以減少晶圓的正面塌陷、分層和毛刺問題。硬粘合劑可以更好地控制金剛石顆粒，提高刀片的耐磨性，提高刀片的使用壽命。軟粘合劑的缺點(diǎn)是刀片壽命縮短，硬粘合劑的缺點(diǎn)是切割產(chǎn)品質(zhì)量差。
影響刀片厚度
1）刀片厚度：一是刀片振動(dòng)小、保證產(chǎn)品質(zhì)量；二是刀片強(qiáng)度；不易斷刀；第三，切割接觸面積大阻力大、產(chǎn)生的碎屑較多、進(jìn)給速度慢易污染。
2）刀片薄：一是切割接觸面積小：阻力小進(jìn)給速度快；二是刀片振動(dòng)小；保證產(chǎn)品質(zhì)量；第三，刀片強(qiáng)度弱易斷刀。
影響刀片長度
1）刀片長度:一是使用壽命長；二是刀片強(qiáng)度弱；進(jìn)給速度慢易斷刀；過大易發(fā)生偏擺、切割蛇形。
2）刀片短：一是使用壽命短；二是刀片強(qiáng)度強(qiáng)度、進(jìn)給速度快不易斷刀；三是振動(dòng)小偏擺不易發(fā)生品質(zhì)好。
修刀環(huán)節(jié)的影響
修刀的目的是為了暴露刀片表面的金剛石，修正刀片和輪轂、法蘭的偏心度。當(dāng)新刀安裝在主軸上時(shí)，雖然刀片與主軸頂部直接接觸，但兩者之間仍有間隙，即刀片“偏心”。如刀片在“偏心”在使用的情況下，刀片只工作的一部分，負(fù)荷過大，容易導(dǎo)致反向刀和過載，影響產(chǎn)品質(zhì)量。選擇合適的刀片作為既定的切割材料，以平衡刀片壽命和切割質(zhì)量。壽命高，質(zhì)量低，質(zhì)量高，壽命降低。選擇刀片也要了解刀片外觀硬度的影響，刀片外觀硬度通常稱為基底硬度。基底硬度通過金剛石尺寸由粘合劑的濃度和硬度決定。
通常，較細(xì)的磨料尺寸、較高的金剛石濃度和較硬的粘合劑將獲得相對(duì)增加的基體硬度。一般來說，考慮到其他因素，較硬的材料需要較軟的（基體）刀片來切割，反之亦然。例如，砷化鎵（GaAs）晶圓通常需要更細(xì)的金剛砂尺寸（硬刀片），而鉭酸鋰（LiTaO3）晶圓最適合使用較粗的金剛砂尺寸和較低的金剛石濃度（較軟的刀片）。此外，如進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速、膜、冷卻水、切割方式等也可能影響刀片的選擇。