: +86 15874211461
Szybka odpowiedź: Do szlifowania tylnej strony i cięcia waferów stosuje się drobne ściernice diamentowe (D126–D400+), zwykle ze spoiwem galwanicznym lub żywicznym, zaprojektowane pod małe uszkodzenia podpowierzchniowe. O doborze ściernicy decyduje końcowa wytrzymałość płytek i wykończenie, a nie szybkość ubytku.
Powiązane lektury: Ściernica diamentowa galwaniczna · Ściernica diamentowa do optyki, kwarcu & szafiru · Ściernica diamentowa do szlifowania ceramiki.
Dlaczego szlifowanie półprzewodników to proces o niskich uszkodzeniach
Pocienianie i cięcie waferów usuwa materiał z krzemu, SiC lub szafiru. Jakość gotowej powierzchni i warstwy podpowierzchniowej decyduje o wytrzymałości płytek i wydajności układów, dlatego proces projektuje się tak, aby minimalizować mikropęknięcia i naprężenia szczątkowe. Dźwigniami są drobne ziarno diamentu, wytrzymałe, ale swobodnie skrawające spoiwo oraz staranna kontrola dosuwu.
Rodzaje ściernic w procesie waferowym
| Proces | Ściernica | Spoiwo | Ziarno (FEPA D) |
|---|---|---|---|
| Zgrubne szlifowanie tylnej strony | kubkowa / w kształcie kubka | Galwaniczne | D251–D400 |
| Drobne szlifowanie tylnej strony | kubkowa / w kształcie kubka | Żywiczne / metalowe | D126–D252 |
| Polerowanie / redukcja naprężeń | Drobny kubek | Żywiczne / ceramiczne | D15–D64 |
| Cięcie / rozdzielanie płytek | Cienka tarcza | Galwaniczne | D252–D400+ |
Szlifowanie tylnej strony wykorzystuje wielkośrednicowe ściernice kubkowe; cięcie płytek używa ultracienkich tarcz, które muszą ciąć szybko przy minimalnych wykruszeniach.
Kontrola procesu chroniąca wydajność
- Ultraniski dosuw w przejściu wykańczającym, aby ograniczyć uszkodzenia podpowierzchniowe.
- Gęste chłodziwo i czysta, filtrowana woda do spłukiwania drobnych zanieczyszczeń.
- Obciąganie / kondycjonowanie na miejscu dla ściernic kubkowych żywicznych i metalowych.
- Wyważone, pozbawione drgań wrzeciona — drgania tworzą pęknięcia.
- Dopasowana sekwencja zgrubna/drobna — najpierw ubytek, potem kontrola uszkodzeń.
Materiał wpływa na dobór ściernicy
Krzem jest punktem odniesienia; SiC i szafir są znacznie twardsze i wymagają grubszego lub wyżej skoncentrowanego diamentu, a być może innego spoiwa. Półprzewodniki złożone i podłoża do montażu mogą wymagać niestandardowych ściernic z drobnym ziarnem. Zawsze przeprowadź próbę całej sekwencji pod kątem walidacji wytrzymałości płytek.
Jaką specyfikację wybrać?
| Parametr | Typowa wartość |
|---|---|
| Rodzaj ściernicy | Ściernica kubkowa (szlifowanie tylnej strony) / cienka tarcza (cięcie) |
| Spoiwo | Galwaniczne / żywiczne |
| Ziarno (FEPA D) | D126–D400+ (drobne D15–D64) |
| Koncentracja | 100–200% |
| Chłodziwo | Woda DI, duży przepływ, filtrowana |
| Priorytet | Małe uszkodzenia podpowierzchniowe, wysoka wydajność |
Końcowe ziarno określa specyfikacja wytrzymałości płytek i wykończenia.
Głębokość uszkodzeń to ukryty koszt
Szlifowanie waferów szybko usuwa materiał, ale pozostawia warstwę uszkodzoną pod powierzchnią. Ta warstwa jest niewidoczna na pomiarze i ujawnia się później jako utrata wytrzymałości płytek lub pęknięcie. Dlatego proces buduje się wokół drobnej ściernicy wykańczającej i kontrolowanego wyiskrzania, a nie wokół najszybszego możliwego ubytku.
Dominują dwie operacje: szlifowanie tylnej strony, w którym ściernica kubkowa pocienia wafer, oraz cięcie, w którym cienka tarcza rozdziela płytki. Obie wykorzystują diament w spoiwie zaprojektowanym tak, aby czysto uwalniać ziarna, i obie zależą od chłodziwa i dokładności wrzeciona bardziej niż od ceny ściernicy.
Jak przygotować obróbkę?
- Sprawdź bicie wrzeciona. W szlifierkach do szlifowania tylnej strony bicie w zakresie mikrometrów jest normalną praktyką; większe ujawnia się jako zmienność grubości na waflu.
- Dobierz parę ściernic. Ściernica o grubym ziarnie do masowego ubytku i drobna do przejścia wykańczającego, przy czym drobna usuwa tylko kilka mikrometrów.
- Ustaw posuw. Posuwuj małymi krokami z etapem obciągania na miejscu między waferami, aby utrzymać otwarte czoło.
- Kontroluj chłodziwo. Woda o stabilizowanej temperaturze i właściwym przepływie; dryf termiczny zmienia końcową grubość.
- Mierz uszkodzenia, nie tylko grubość. Uzgodnioną metodą kontroli potwierdź, że warstwa uszkodzona mieści się w specyfikacji.
- Rejestruj trwałość ściernicy. Zapisuj liczbę waferów na ściernicę i trend grubości, aby wymiana nastąpiła, zanim spadnie wydajność.
Jak rozwiązać typowe problemy?
| Objaw | Najbardziej prawdopodobna przyczyna | Co zmienić |
|---|---|---|
| Zmienność grubości na waflu | Bicie wrzeciona, nieobciągnięta ściernica, dryf termiczny | Obciągnij ponownie, sprawdź bicie, ustabilizuj temperaturę chłodziwa |
| Wykruszenia krawędzi wafla | Ściernica wykańczająca o zbyt grubym ziarnie lub nadmierny posuw | Drobniejsze ziarno, mniejszy posuw, dodaj wyiskrzanie |
| Rysy po etapie szlifowania | Wióry w chłodziwie lub zapchana ściernica | Popraw filtrację, obciągnij ściernicę, przepłucz przewody |
| Niska wytrzymałość płytek | Uszkodzenia podpowierzchniowe po przejściu wykańczającym | Zmniejsz głębokość ściernicy wykańczającej, dodaj etap polerowania |
| Ściernica szybko się zapycha | Spoiwo zbyt twarde do szybkości ubytku | Miększe spoiwo lub częstsze obciąganie na miejscu |
Straty wydajności w szlifowaniu waferów ujawniają się zwykle na dalszych etapach, dlatego głębokość uszkodzeń mierzy się, a nie zakłada.
Co powinno zawierać RFQ?
- Wafel: średnica, materiał (Si, SiC, szafir, szkło) i docelowa grubość.
- Operacja: szlifowanie tylnej strony, cięcie lub przycinanie krawędzi oraz model maszyny.
- Ściernica: typ kubkowy lub tarczowy, ziarno, spoiwo i określony limit warstwy uszkodzonej.
- Chłodziwo: temperatura zasilania, przepływ i filtracja.
- Odbiór: kryteria TTV, wykruszeń i wytrzymałości płytek.
- Wolumen: wafery na tydzień i obecna trwałość ściernicy, aby dobrać wielkość zamówienia.
Zobacz odpowiednie Ściernice diamentowe & CBN do tego zastosowania.
W szlifowaniu półprzewodników ściernica, która jest trwalsza, ale pozostawia głębszą warstwę uszkodzoną, to fałszywa oszczędność: koszt dodatkowego etapu polerowania lub utraty wytrzymałości płytek jest znacznie większy niż cena ściernicy. Najpierw określ limit uszkodzeń, a potem wybierz ściernicę, która go spełnia.
Części żelazne to inna sprawa
Diament jest ścierniwem do krzemu, węglika krzemu, szafiru i szkła. Do stalowych lub żeliwnych oprzyrządowań i części zużywających się w tym samym zakładzie stosuj zamiast tego CBN.
Tabela 1 — według rodziny materiałów
| Materiał | Typowa operacja | Zalecane spoiwo | Ziarno (FEPA D) | Koncentracja | Typowe Ra |
|---|---|---|---|---|---|
| Węglik spiekany (WC-Co) | Szlifowanie frezów & narzędzi | Żywiczne / metalowe | D91–D181 | 100–150% | 0,1–0,4 µm |
| PCD / PCBN | Przygotowanie krawędzi, szlifowanie obwodowe | Metalowe / ceramiczne | D46–D91 | 125–150% | 0,05–0,2 µm |
| Ceramika zaawansowana (Al₂O₃, ZrO₂, Si₃N₄) | Powierzchnia / kształt | Ceramiczne / żywiczne | D64–D151 | 75–125% | 0,2–0,6 µm |
| Szkło optyczne / płaskie, kwarc | Krawędź, fazowanie, CNC | Metalowe / żywiczne | D64–D126 | 75–125% | 0,05–0,3 µm |
| Półprzewodniki (Si, SiC, szafir) | Szlifowanie tylnej strony, cięcie płytek | Galwaniczne / żywiczne | D126–D400+ | 100–200% | <0,02 µm (drobne) |
| Ferryt / magnetycznie miękki | Powierzchnia / kształt | Żywiczne / metalowe | D91–D181 | 100–150% | 0,2–0,8 µm |
| Grafit / węgiel | Kształtowanie / przecinanie | Galwaniczne / metalowe | D181–D301 | 75–125% | — |
| CFRP / kompozyty | Cięcie, rowkowanie | Galwaniczne | D252–D400 | — | — |
| Powłoki natryskiwane cieplnie | Szlifowanie, polerowanie | Żywiczne / metalowe | D126–D252 | 75–100% | 0,1–0,4 µm |
| Kamień / konglomerat kwarcowy | Krawędź, kalibrowanie | Metalowe / galwaniczne | D181–D400 | — | — |
| Cyrkonia (stomatologia / medycyna) | Wykańczanie, polerowanie | Żywiczne / ceramiczne | D46–D126 | 75–100% | 0,1–0,3 µm |
| Stal / żeliwo (metale żelazne) | — | Nie diament — użyj CBN | — | — | — |
Wartości orientacyjne do planowania; końcowe ziarno, koncentrację i spoiwo potwierdź próbą szlifowania na swojej maszynie.
Granica zastosowań — kiedy nie stosować diamentu
Diament jest najtwardszym materiałem ściernym i właściwym wyborem do twardych, kruchych, nieżelaznych materiałów, takich jak węgliki spiekane, ceramika, szkło, krzem, szafir, ferryt, grafit i kompozyty. Nie wolno go stosować do metali żelaznych — stali, żeliwa i ich stopów — ponieważ węgiel zawarty w diamencie reaguje z żelazem w temperaturach szlifowania (około 700 °C / 1300 °F i powyżej). To powinowactwo chemiczne powoduje szybkie, nieprawidłowe zużycie diamentu (grafityzację) i niszczy ściernicę. Do stali, stali hartowanej, żeliwa i innych przedmiotów żelaznych należy zamiast tego stosować CBN (kubiczny azotek boru).
