Dicingbladesaw刀制造与应用

1、晶晶 圓圓 切切 割割 刀刀 製製 造造 流流 程程 及及 其其 應應 用用Dicing Blade Manufacturing and Application組別: 製程工程處 ( D/A PROJECT) 原始作者: 滕 冀 平上一版Update者:最後一版Update者:時間/版次: 11/20/2001 Rev.: O教材學習時間: 2小時 1. 前 言 P12. 內 文 P22.1 切割刀的成分 P22.2 切割刀的製造流程 P32.3 切割刀的規格 P42.4 切割品質 P72.4.1 製程之影響 P82.4.2 切割刀之影響 P133. V- CUT 切割刀介紹 P194. 選擇

2、合適的切割刀 P205. 結論 P21目 錄1.前言本課程為切割刀之製造流程介紹與其應用，主要目的為使新進工程師了解切割刀之物性及其製造流程。在選擇材料時掌握其特性或發生問題時能依據物性原理，迅速找出問題點，而有效且快速的解決問題。P12.內文2.1 切割刀的成分 目前在半導體封裝業，於晶片切割站，普遍使用切割刀 的成分為 : 鋁 ( Aluminum ) 鎳 ( Nickel) 鑽石 ( Diamond) 所組成。P22.2 切割刀的製造流程 此流程圖為切割刀加工製造之程序。製作(加工)前材料檢測Raw materials QC鋁製刀匣之製作成型Machining Al to produce

3、 blade blanks to dimension刀匣平面度及內徑檢測ID and Flatness inspection開始電鍍 (鎳、鑽石)Plating (Nickel , Diamond)鎳蝕刻Nickel etching鋁蝕刻 (暴露刀刃)Aluminum etching (Diamond exposed)第一次外觀檢測1st visual inspection試切 (磨刀)Blade dressing 最終檢測Final inspection產品包裝PackagingP32.3 切割刀的規格 因所切產品的特性不同 ( Wafer材質、厚度、切割道寬度)，所需要的切割刀 規格也就有

4、所不同，其中規格就包括了刀刃長度、刀刃寬度、鑽石顆粒大小 、濃度及Nickel bond hardness 軟硬度的選擇，只要任何一種規格的不同，所切 出來的品質也就不一樣。P42.3 切割刀的規格 SEMITEC 切割刀規格表P52.3 切割刀的規格 DISCO 切割刀規格表P62.4 切割的品質 雖然切割刀是影響切割品質的主要關鍵，但機台切割參 數的設定也是非常重要，兩者可說是息息相關，接下來 我們將針對以下所提各點再做更進一步的分析。 Process Spindle RPM (刀子轉速) Feed Rate (切割速度) Mounting Tape & Process (膠膜)

5、Cut Depth (切割深度) Coolant Flow (切割水)Blade Exposure (刀刃長度) Thickness (刀刃厚度) Grit Size (鑽石顆粒大小) Nickel Bond Hardness (黏著硬度) Diamond Concentration (鑽石濃度)P72.4.1 製程的影響 Spindle RPM (刀子轉數) SPINDLE RPM +- Cut Quality +- Feed Rate +- Blade Life +-分析 :增大轉數可獲得1. 較好的切割品質。2. 較快的切割速度。潛在風險1. 刀子磨耗加速2. Spindle Vibra

6、tionP82.4.1 製程的影響 Feed Rate (切割速度) FEED RATE +- Throughput +- Cut Quality +- Blade Life +-分析 :增大切速可獲得1. 較多的產量。潛在風險1. 切割品質降低。2. 負載電流過高。3. 背崩增大。P92.4.1 製程的影響 Mounting Tape (膠膜黏力 ) TAPE ADHESION +- Cut Quality +- Flying Die +-分析 :使用較黏膠膜可獲得1. 沒有飛 Die。2. 較好的切割品質。潛在風險1. Die Attach process pick up die 影響。

7、Cost +- Die Ejection+-P102.4.1 製程的影響 Proper Cut Depth Into Tape (切入膠膜的理想深度 )分析 :理想的切割深度可防止1. 背崩之發生。理想的切割深度須切入膠膜 (Tape) 1/3厚度。P112.4.1 製程的影響 Coolant Flow (切割水)分析 :理想的切割水流量可防止1. 刀子過熱問題。2. 矽渣污染問題。3. 刀子振動 (Vibration)。P122.4.2 切割刀的影響 Blade Exposure (切割刀刃長度)分析 :適當的刀刃長度計算Wafer Thickness + 1 mil( cut into t

8、he tape ) + 3 milssafety exposure + 10 mils for waferMicronsMilsMicronsMils 254 10380 51015 20254 33010 13510 64020 25331 43213 17640 76025 30433 533 17 21760 89030 35534 63521 25890 102035 40636 76225 301020 114040 45Cut DepthBlade ExposureP132.4.2 切割刀的影響 Blade Thickness (切割刀刃厚度)分析 :適當的刀刃厚度刀痕邊緣至少應距

9、切割道邊緣10 microns 以上。MicronsMilsMicronsMils502.015 200.6 0.850 642.0 2.520 250.8 1.064 762.5 3.025 301.0 1.276 893.0 3.530 361.2 1.489 1023.5 4.036 411.4 1.6102 1274.0 5.041 511.6 2.0127 1525.0 6.051 642.0 2.5Street WidthBlade Thickness Kerf Edge Street EdgeP142.4.2 切割刀的影響 Diamond Grit Size (鑽石顆粒大小) G

10、RIT SIZE +- Top Side Chipping +- Blade Loading +- Blade Life +- Feed Rate+-分析 :小顆粒之鑽石1. 切割品質較好。2. 切割速度不宜太快。3. 刀子磨耗較大。大顆粒之鑽石1. 刀子磨耗量小。2. 切割速度可較快。3. 負載電流較小。P152.4.2 切割刀的影響 Diamond Grit Size (鑽石顆粒大小) 不同大小的鑽石顆粒所切割出的刀痕。(如下圖)4 6 MicronGrit Size 2 6 MicronGrit Size 2 4 MicronGrit Size P162.4.2 切割刀的影響 Nicke

11、l Bond Hardness (黏合物硬度) BOND HARDNESS +- Back Side Chipping +- Blade Life +- Blade Loading +-分析 :較軟之黏合物1. 切割品質較好 ( 鑽石 新陳代謝快)。2. 降低背崩。3. 刀子磨耗大。較硬之黏合物1. 刀子磨耗量小。P172.4.2 切割刀的影響 Diamond Concentration (鑽石濃度) DIAMOND CONC. +- Back Side Chipping +- Blade Life +- Feed Rate +- Blade Loading +-分析 :低鑽石濃度1. 降低背

12、崩。2. 刀子磨耗大。高鑽石濃度1. 刀子磨耗量小。2. 切速可較快。P183 V - CUT 切割刀介紹 此為特殊規格之切割刀，通常用於 Step Cut Mode ( 雙 重切割 )上，而 V - Cut 切割刀對於解決 Wafer Top Side Chipping 效果佳，但其缺點為刀痕寬度管控不易且價格 昂貴。Blade ThicknessExposureP194 選擇合適的切割刀選擇合適的切割刀 選用基準 切割刀的選用必須要以晶片的厚度(Wafer thickness)和切割道的寬度 (Scribe Lane Width)做為切入點。以下表格為建議選用基準。Wafer ThicknessScribe Lane WidthDicing Blade7 mils75 100 umDisco 27HCDD75 100 umSemitec S1230Over 100 umSemitec S123075 100 umSemitec S1230Over 100 umDisco 27HEED23 30 milsOver 100 umSemitec S14408 12.5 mils12.5 23 m