划片机的发展历程
01
金刚刀划片机时代19世纪60年代是硅晶体管的发展初期，当时主要应用的划片装置是金刚石划片机，采用的是划线加工法，类似于划玻璃的原理。在晶片的切割街区划出宽2-5μm，深0.15-1.5μm的切线，再从划过线的晶片背面，用圆柱状的碎片工具边压边搓的分裂方法，将晶片分裂成单个芯片。这种方法非常依赖于人工操作，换句话说，操作人员的经验成分占比很大，加压分裂的依赖性就更大。因此，加工成品率很低。
金刚刀划片机
02
砂轮划片机时代
六十年代中期进入集成电路时代，晶圆开始向2英寸、3英寸等大直径化发展。在器件的划线街宽方面，晶体管发展到了60-100μm，IC为100-150μm，但是当时的砂轮刀片的厚度为150-200μm。在这种情况下，采用原来的工艺方法并不适用。此时，日本研制出世界第一台极薄金刚石砂轮划片机。这种砂轮划片机有效避免了晶圆的裂开性和切槽崩边现象。其原理是通过电沉积法研制而成，即将金刚石粉附着在电镀的金属膜上，因沙粒与沙粒间的间隙被金属填满，增大了沙粒间的粘结力和砂轮的整体韧性，不会产生像树脂和金属粘结剂制成的砂轮上那样的气孔，达到了切割晶圆的实用目的。
砂轮划片机
03
自动化划片机时代对于金刚刀划片机和砂轮划片机来说，主要目的是提高划片的成品率。但是，随着半导体的需求和产量逐渐增大，对效率的要求越来越高。此时，就有了自动化划片机的需求。自动化划片机主要分为半自动和全自动两种类型。半自动划片机主要是指被加工物的安装及卸载作业均采用手动方式进行，只有加工工序实施自动化操作的装置。而全自动划片机可全部实现全自动化操作。
自从进入大规模集成电路时代之后，器件的设计原则开始追求微细化。这时晶圆的线宽已经发展到5μm、3μm，甚至达到1μm左右。由于芯片表面图形复杂，若在划片时产生磨屑附着在刀片上，在以后的工序中，不仅会造成电气短路，封装好后，芯片工作发热也会使得硅屑向四周扩散，致使保护膜和铝线变质。因此，划片自动化需要充分考虑划片过程中所包含的各种不良因素，比如机床校准、自动划片、故障诊断、各部件功能、性能和可靠性等。
目前，国际市场上的自动化划片机已有效解决上述问题，且半自动划片机已实现切割速度为800mm/s,定位精度≤5μm ；全自动切割速度最高达1000mm/s，定位精度≤2μm。
我国真正开始研制砂轮划片机是从70年代末开始的，一直到1982年研制出了第一台国产化的砂轮划片机。经过三十多年的努力与追赶，国内自主研发的砂轮划片机性能已基本与国际市场持平，例如，深圳陆芯自主研发的单轴、双轴精密划片机。
陆芯精密划片机（单轴）
陆芯精密划片机
一、切割机能：高精度、高兼容（1）陆芯划片机整机采用的是高刚性龙门式结构，旋转工作台安装在X轴上，采用DD马达直接驱动的方式来实现旋转运动，确保回转精度。该划片机在一定的温度和湿度的环境下，切割精度可达到2μm。
（2）机器可实现6、8、12英寸兼容，有效减少设备投入，从源头上降低生产链成本。
（3）采用超高精密级滚柱型导轨和滚珠型丝杆，确保全程切割的每一刀，行走直线偏差值≤1.5μm，定位精度可达2μm全行程。
光学成像自动对刀系统包含了相机、镜头和光源。通过对开源库的改进和二次开发，实现相机图像的去杂质处理，清晰度可达亚像素级。其配合X轴、Y轴和Z轴和转台运动实在机床的自动对焦功能和高精度、高识别率的特征识别功能，从而实现高精度自动对刀。
陆芯最新研制的双轴精密划片机对比单轴而言，效率提高了1.5倍。在结构上不仅能够同时使用双主轴进行划切，而且设计了自动上下料结构，可实现多盘的全自动切割，大大提高设备的切片效率。另外，增加了清洗功能和UV解胶系统，实现全自动上下料、定位、划切、清洗一体机型。其与其他划片机相比，各轴的定位精度和重复定位精度得到提高，加工误差更低、划片质量更高，划片机的加工性能明显提升。
陆芯精密划片机（双轴）
来源：陆芯精密切割
分享二维码到朋友圈免费为您发文章一篇
欢迎各公众号，媒体转载
投稿/推广/合作/入群/赞助/转发 请加微信13488683602