Vafli qırıntıları nədir və necə həll edilə bilər?

Lövhənin doğranması yarımkeçirici istehsalında vacib bir prosesdir və son çip keyfiyyətinə və performansına birbaşa təsir göstərir. Faktiki istehsalda,vafli qırıntıları—xüsusilə dəön tərəfin yonulmasıvəarxa tərəfdəki qırıntı— istehsalın səmərəliliyini və məhsuldarlığını əhəmiyyətli dərəcədə məhdudlaşdıran tez-tez rast gəlinən və ciddi bir qüsurdur. Çiplərin qırılması təkcə çiplərin görünüşünə təsir etmir, həm də onların elektrik performansına və mexaniki etibarlılığına dönməz zərər verə bilər.

Vafli Çiplərinin Tərifi və Növləri

Vafli qırıntıları aiddirdoğrama prosesi zamanı qırıntıların kənarlarında çatlar və ya material qırılmasıÜmumiyyətlə aşağıdakı kateqoriyalara bölünürön tərəfin yonulmasıvəarxa tərəfdəki qırıntı:

• Ön tərəfdəki yonqarlamaÇipin dövrə naxışlarını ehtiva edən aktiv səthində baş verir. Çipləşmə dövrə sahəsinə yayılarsa, elektrik performansını və uzunmüddətli etibarlılığı ciddi şəkildə aşağı sala bilər.

• Arxa tərəfdəki çipləməadətən lövhənin incəldilməsindən sonra baş verir, burada yerdə sınıqlar və ya arxa tərəfdə zədələnmiş təbəqə görünür.

Struktur baxımdan,Ön tərəfdəki qırılmalar çox vaxt epitaksial və ya səth təbəqələrindəki sınıqlardan qaynaqlanır, halbukiArxa tərəfdəki qırıntılar lövhənin incəldilməsi və substrat materialının çıxarılması zamanı əmələ gələn zədələnmiş təbəqələrdən qaynaqlanır.

Ön tərəfdəki çiplər daha üç növə təsnif edilə bilər:

1. İlkin çipləmə– adətən, yeni bıçaq quraşdırıldıqda kəsmədən əvvəlki mərhələdə baş verir və qeyri-müntəzəm kənar zədələnməsi ilə xarakterizə olunur.

2. Dövri (tsiklik) qırılma– davamlı kəsmə əməliyyatları zamanı dəfələrlə və müntəzəm olaraq görünür.

3. Anormal çipləmə– bıçağın axması, düzgün olmayan yemləmə sürəti, həddindən artıq kəsmə dərinliyi, lövhənin yerdəyişməsi və ya deformasiya nəticəsində yaranır.

Vafli qırılmasının kök səbəbləri

1. İlkin Çiplənmənin Səbəbləri

• Bıçaq quraşdırma dəqiqliyi kifayət deyil

• Bıçaq mükəmməl dairəvi formaya düzgün şəkildə əyilməyib

• Natamam almaz dənəciyinə məruz qalma

Bıçaq yüngül əyilmə ilə quraşdırılıbsa, qeyri-bərabər kəsmə qüvvələri yaranır. Kifayət qədər işlənməmiş yeni bıçaq zəif konsentriklik göstərəcək və bu da kəsmə yolunun sapmasına səbəb olacaq. Əgər almaz dənəcikləri əvvəlcədən kəsmə mərhələsində tam şəkildə açıq qalmazsa, effektiv yonqar boşluqları əmələ gəlmir və bu da yonqarların əmələ gəlmə ehtimalını artırır.

2. Dövri qırılmanın səbəbləri

• Bıçağın səthi zərbədən zədələnməsi

• Çıxıntılı böyük almaz hissəcikləri

• Xarici hissəciklərin yapışması (qatran, metal qalıqları və s.)

Kəsmə zamanı qırıntıların təsirindən mikro kəsiklər əmələ gələ bilər. Böyük çıxıntılı almaz dənəcikləri yerli gərginliyi cəmləşdirir, bıçaq səthindəki qalıq və ya xarici çirkləndiricilər isə kəsmənin sabitliyini poza bilər.

3. Anormal Çiplənmənin Səbəbləri

• Yüksək sürətlə zəif dinamik balansdan bıçaq qaçışı

• Yanlış qidalanma sürəti və ya həddindən artıq kəsmə dərinliyi

• Kəsmə zamanı lövhənin yerdəyişməsi və ya deformasiyası

Bu amillər qeyri-sabit kəsmə qüvvələrinə və əvvəlcədən təyin edilmiş kəsmə yolundan sapmaya səbəb olur və birbaşa kənarların qırılmasına səbəb olur.

4. Arxa Tərəfdəki Çəpərin Səbəbləri

Arxa tərəfdəki çiplər əsasən aşağıdakılardan qaynaqlanırlövhənin incəldilməsi və lövhənin əyilməsi zamanı stressin yığılması.

Nazikləşmə zamanı arxa tərəfdə zədələnmiş təbəqə əmələ gəlir, kristal quruluşunu pozur və daxili gərginlik yaradır. Doğrama zamanı gərginliyin sərbəst buraxılması mikro çatların yaranmasına səbəb olur ki, bu da tədricən böyük arxa sınıqlara yayılır. Plitə qalınlığı azaldıqca, onun gərginliyə davamlılığı zəifləyir və əyilmə artır ki, bu da arxa tərəfin qırılması ehtimalını artırır.

Çiplərin Çiplərə Təsiri və Əks Tədbirlər

Çip Performansına Təsir

Çipləmə kəskin şəkildə azalırmexaniki möhkəmlikHətta kiçik kənar çatlar belə qablaşdırma və ya faktiki istifadə zamanı yayılmağa davam edə bilər ki, bu da nəticədə çiplərin qırılmasına və elektrik çatışmazlığına səbəb ola bilər. Ön tərəfdəki çiplər dövrə sahələrinə daxil olarsa, bu, birbaşa elektrik performansını və cihazın uzunmüddətli etibarlılığını pozur.

Vafli qırıntıları üçün effektiv həllər

1. Proses Parametrlərinin Optimallaşdırılması

Gərginlik konsentrasiyasını minimuma endirmək üçün kəsmə sürəti, qidalanma sürəti və kəsmə dərinliyi lövhə sahəsinə, material növünə, qalınlığa və kəsmə prosesinə əsasən dinamik şəkildə tənzimlənməlidir.
İnteqrasiya yolu iləmaşın görmə və süni intellekt əsaslı monitorinq, real vaxt rejimində bıçaq vəziyyəti və çiplənmə davranışı aşkar edilə bilər və dəqiq idarəetmə üçün proses parametrləri avtomatik olaraq tənzimlənir.

2. Avadanlıqların texniki xidməti və idarə edilməsi

Aşağıdakıları təmin etmək üçün üyütmə maşınının müntəzəm texniki xidməti vacibdir:

• Mili dəqiqlik

• Transmissiya sisteminin sabitliyi

• Soyutma sisteminin səmərəliliyi

Performansın aşağı düşməsi qırılmalara səbəb olmazdan əvvəl ciddi şəkildə aşınmış bıçaqların dəyişdirilməsini təmin etmək üçün bıçağın ömrünü izləmə sistemi tətbiq edilməlidir.

3. Bıçaq Seçimi və Optimallaşdırması

Bıçaq xüsusiyyətləri kimialmaz dənəciyinin ölçüsü, rabitə sərtliyi və dənəcik sıxlığıÇipləmə davranışına güclü təsir göstərir:

• Daha böyük almaz dənələri ön tərəfdəki qırılmanı artırır.

• Kiçik dənəciklər qırılmanı azaldır, lakin kəsmə səmərəliliyini azaldır.

• Aşağı dənə sıxlığı qırıntıları azaldır, lakin alətin ömrünü qısaldır.

• Daha yumşaq yapışqan materiallar qırılmanı azaldır, lakin aşınmanı sürətləndirir.

Silikon əsaslı cihazlar üçün,almaz dənəciyinin ölçüsü ən vacib amildirMinimal iri dənəli tərkibli və sıx dənəli ölçü nəzarətinə malik yüksək keyfiyyətli bıçaqların seçilməsi, xərcləri nəzarətdə saxlayarkən ön tərəfdəki qırılmaların qarşısını effektiv şəkildə alır.

4. Arxa Tərəfdəki Çiplənməyə Nəzarət Tədbirləri

Əsas strategiyalara aşağıdakılar daxildir:

• Mili sürətinin optimallaşdırılması

• İncə dənəli almaz aşındırıcılarının seçilməsi

• Yumşaq yapışdırıcı materiallardan və aşağı aşındırıcı konsentrasiyadan istifadə

• Dəqiq bıçaq quraşdırılmasını və sabit mil vibrasiyasını təmin etmək

Həddindən artıq yüksək və ya aşağı fırlanma sürətləri arxa hissənin sınıq riskini artırır. Bıçağın əyilməsi və ya milin titrəməsi böyük sahəli arxa hissədə çatlamaya səbəb ola bilər. Ultra nazik lövhələr üçün,CMP (Kimyəvi Mexaniki Cilalama), quru aşındırma və yaş kimyəvi aşındırma kimi sonrakı emallarqalıq zədələnmə təbəqələrini aradan qaldırmağa, daxili gərginliyi azaltmağa, əyilməni azaltmağa və çip möhkəmliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırmağa kömək edir.

5. Qabaqcıl Kəsmə Texnologiyaları

Yeni yaranan təmassız və aşağı gərginlikli kəsmə üsulları daha da təkmilləşdirmə təklif edir:

• Lazerlə kəsməmexaniki təması minimuma endirir və yüksək enerji sıxlığı ilə emal yolu ilə qırılmanı azaldır.

• Su şırnağı ilə doğramaMikro aşındırıcılarla qarışdırılmış yüksək təzyiqli sudan istifadə edir, istilik və mexaniki gərginliyi əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.

Keyfiyyətə Nəzarət və Təftişin Gücləndirilməsi

Xammalın yoxlanılmasından tutmuş son məhsulun yoxlanılmasına qədər bütün istehsal zənciri boyunca ciddi keyfiyyətə nəzarət sistemi yaradılmalıdır. Kimi yüksək dəqiqlikli yoxlama avadanlığıoptik mikroskoplar və skanlama elektron mikroskopları (SEM)doğrandıqdan sonrakı lövhələri hərtərəfli araşdırmaq üçün istifadə olunmalıdır ki, bu da qırılma qüsurlarının erkən aşkarlanmasına və düzəldilməsinə imkan versin.

Nəticə

Plitənin qırılması mürəkkəb, çoxfaktorlu bir qüsurdurproses parametrləri, avadanlıq vəziyyəti, bıçaq xüsusiyyətləri, lövhə gərginliyi və keyfiyyətin idarə edilməsiYalnız bütün bu sahələrdə sistematik optimallaşdırma yolu ilə çiplərin effektiv şəkildə idarə olunması və bununla da təkmilləşdirilməsi mümkündür.istehsal məhsuldarlığı, çip etibarlılığı və ümumi cihaz performansı.