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划片(Wafer Saw)
2025年05月29日 08:20   浏览:131   来源:小萍子

一、什么是划片(Wafer Saw)?

划片,是指将一整片晶圆(Wafer)上已加工好的成百上千颗芯片(Die),按照既定的划线,将它们切割成独立颗粒状芯片的过程。

简单来说,就是把一整块“蛋糕”精准地切成一小块一小块,方便后续逐颗封装。


二、划片的目的与意义

为什么要划片?

  1. 实现芯片分离:晶圆初期是整片的,但每颗芯片要单独封装、测试,必须分离。

  2. 利于封装操作:每颗芯片需要单独处理、电性测试、封装成品,必须通过划片完成拆分。

  3. 提高良率与可靠性:精细控制的划片过程可以减少边缘破损,提高最终封装成功率。

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三、划片的关键技术参数

划片并不是简单的“切”,它是一门精密的工艺,下面是关键参数:

参数
说明
刀片速度
常规为 50 mm/s,过快容易破损芯片,过慢影响效率。
主轴转速
一般为 38,000 rpm,需搭配刀片材质与芯片硬度调整。
切割宽度
普通刀片为 约40微米,激光切割可缩小到 20微米
用水水质要求电阻率小于1 MΩ·cm
,避免静电破坏芯片。
喷水角度/流量
精准控制,可防止刀具过热和冲洗硅渣。

图片

四、划片的标准工艺流程(Step by Step)

步骤 1:蓝膜固定

晶圆经过贴膜工艺,已被固定在蓝膜上,蓝膜安装在金属框架上,待入划片机。

步骤 2:设定划线路径

划片设备依据芯片排列图,设定划线路径,确保沿着“街道线”(scribe line)切割,不伤到芯片区域。

步骤 3:选择刀片或激光

  • 普通刀片用于大部分标准芯片

  • 激光切割适用于高精度、小间距、堆叠结构芯片

步骤 4:切割操作

  • 刀片开始旋转,并沿着设定轨迹缓慢推进

  • 同时喷洒超纯水,带走切削粉尘,冷却刀具

  • 一般一颗晶圆需切割数十至上百条线

步骤 5:防止切穿蓝膜

切割深度需精准控制,不能穿透蓝膜,否则芯片会散落,无法进行下一步封装。


五、特殊划片工艺说明

1. 激光切割

  • 适用于超小芯片、超窄划线(cutting lane)、或三维堆叠封装

  • 优势:无机械应力、切割精度高、切割宽度小

2. 双刀划片

  • 有些芯片为保护表层结构,需进行“双次切割”:

    • 第一次用宽刀片清除表层保护层

    • 第二次用窄刀片完成精准切割


六、划片的风险点与控制重点

问题
原因
结果
对策
芯片崩边
刀速、进给不当
良率下降
优化刀片参数
硅渣堆积
冲洗水不足
污染、刀具磨损
增大水流控制角度
静电破坏
用水电阻过高
芯片失效
保证纯水电阻<1MΩ
蓝膜切穿
深度控制失败
芯片掉落
严格设定Z轴深度

七、划片后的清洁处理

  1. 清洗芯片表面

    • 冲洗掉划片后残留的硅粉和颗粒

    • 确保打线键合区无异物污染

  2. 水中加药剂

    • 有时在纯水中加入化学清洗剂二氧化碳气泡,提高清洁效果,避免残留物干扰后续封装。


八、总结回顾

划片是将晶圆上成百上千颗芯片精准切割成单颗的重要步骤,它是良率控制的关键节点之一。核心要点:

项目
内容
定义
将晶圆切割成单颗芯片的工艺
工艺方式
机械刀片划片或激光切割
控制要素
刀速、转速、水流、电阻、深度
清洗要求
纯水冲洗、必要时加药剂
风险点
崩边、静电、蓝膜穿透


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