一种针对各向异性晶片的划切方法技术

本发明专利技术公开了一种针对各向异性晶片的划切方法，包括以下步骤：固定晶片、确定晶片划切方向的优先顺序、设置划切参数、设定划切路径、将切割完成的粒子在显微镜下进行观察，对正面背面崩边进行测量。本发明专利技术采用上述一种针对各向异性晶片的划切方法，基于物理划切原理，从加工源头避免化学污染，从加工方式降低划切复杂性，提供高效精密加工方法来实现功能晶体的划切，针对单一或复杂晶向的晶片产品实施有效划切，具有通用性、实用性，为工业生产提供参考依据。依据。依据。

【技术实现步骤摘要】
一种针对各向异性晶片的划切方法


[0001]本专利技术涉及晶体加工
，尤其是涉及一种针对各向异性晶片的划切方法。

技术介绍

[0002]多功能晶体材料在当前信息时代发挥着重要作用，随着各行业向着功能一体化方向逐渐发展以及多种能量之间相互转化的需求上升，功能晶体正朝着“复合化”、“高效能量转化”方向发展。从天然晶体到人工晶体，从大尺寸晶体到微纳米晶体，从单一晶向到拉拔加工出各向异性的晶体，晶体的合成与制备正面向着科技发展的需求不断开拓，同样，晶体的改造与加工也随之面临新的挑战。在热、力、声、光、电、磁等多个领域里，各种功能晶体竞相展示出其特有优势，这也意味着面对功能晶体多样化、产业需求复杂化的信息时代，对于高精密加工领域无疑提出了更高的目标。
[0003]作为二代半导体材料，砷化镓光电转换效率高，在超高速、超高频器件和集成电路中占据着十分重要的地位。与砷化镓存有竞争性的半导体，磷化铟的直接跃迁带隙对应着通讯传输损耗最小的波段，同时它还体现出高转化效率、高散热等优势。钽酸锂为非线性晶体材料，其卓越的压电性质成为滤波器衬底的首选材料。以上仅列举工业中常见的晶体材料，它们在各自领域各显其能，其制备出的晶体器件也随着功能需求有所变化，单一晶向、多晶向、特定角度成型等多种方式，国内电子通讯、光通讯水平正在汲取营养大步成长，市场需求也日益增多，但生产制备工艺仍处于基础薄弱阶段，较国外相比还需大量实验研发，材料成型、减薄抛光产生的内部应力为后续加工带来极大挑战，因此，面对功能晶体材料加工，不能单从制备工艺的改善而消极等待，应着眼于各个工序进行高质量加工。
[0004]常规工艺划切晶体材料多采用激光切割，利用紫外或红外等激光器发射的能量束照射材料，这种热烧蚀方式会在切割区域附近产生局部熔蚀、热分解现象，材料表面受温度影响较大的物质会残留在表面或者分解产生有毒物质，这为工业生产环境造成极大麻烦，为此人们也在探寻新的加工方式来降低这种严峻危害。除此之外，在超短脉冲时间内高速冲压材料，这种压缩应力带来的裂纹是后续裂片的关键点。整个过程中除了激光束应调整到合适的参数以外，它带来的压缩应力是否可为后续工艺提供有效基础仍是保证品质的关键。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种针对各向异性晶片的划切方法，基于物理划切原理，从加工源头避免化学污染，从加工方式降低划切复杂性，提供高效精密加工方法来实现功能晶体的划切，针对单一或复杂晶向的晶片产品实施有效划切，具有通用性、实用性，为工业生产提供参考依据。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种针对各向异性晶片的划切方法，包括以下步骤：
[0007]S1、固定晶片：将晶片固定在粘合力大于0.12N/20mm的粘性衬底膜上，位置置于衬
底膜的中心区域，并用与划片机工作盘相配套的金属环固定，晶片、衬底膜和金属环形成一个整体，通过划片机工作盘表面的金属边缘磁力吸附金属环，以及划片机的真空吸盘以不低于80kpa的负压吸附衬底膜实现晶片的固定；
[0008]S2、确定晶片划切方向的优先顺序：将上述晶片、衬底膜、金属环形成的整体固定在划片机工作台上，按照晶片表面切割道方向进行角度调整并沿着机台机械方向0
°
取直，切割道与基准线重合，找到晶片的每一个方向上所要划切的初始位置，并在每一个方向的初始位置上边缘各划切一条线，对比两个方向划切后的切割边缘状态是否一致，若一致，则可正式划切产品，切割方向没有优先顺序，若不相似，则找到边缘状态差的那个方向，作为优先切割方向；
[0009]S3、设置划切参数：设备输入的材料尺寸较实际材料尺寸偏大5～15mm，划切参数转速设置范围为25000rpm～50000rpm，划切速度为10mm/s～60mm/s，最终切透材料的划切进衬底膜深度为相应衬底膜总厚度的4％～26％，砂轮片切割冷却水流量不低于1L/min，根据材料的需要选择相应的切割模式进行划切；
[0010]S4、设定划切路径：设定通道一为优先划切的方向，沿通道一方向进行划切，设置每划切一条切割线后机台主轴带动砂轮片移动至少图形步进的两倍距离划切下一条线，设置砂轮片切割深度至少切进所切材料厚度的2/5，随后划切上述边缘状态好的方向，即为通道二，沿通道二进行划切时，机台设定按照图形单倍步进进行划切每一条切割线，砂轮片将材料全部切透，再回到通道一方向，沿着原定通道一的路线重复切割，此次切割将材料全部切透，再按照原本移动两倍步进的中间位置的切割道进行划切，砂轮片切透材料；
[0011]S5、检验：将切割完成的粒子在显微镜下进行观察，对正面背面崩边进行测量。
[0012]优选的，所述步骤S2中切割道与基准线重合的误差不超过0.5微米。
[0013]优选的，所述步骤S2中对比两个方向划切后的切割边缘状态若一致，两个方向划切后切割道的崩边平均差值在3微米以内，两个方向划切后的切割边缘状态若不相似，两个方向划切后切割道的崩边平均差值在3
‑
7微米之间。
[0014]优选的，所述步骤S4中划切路径为单轴或双轴划切，双轴划切使用双轴切割设备。
[0015]优选的，所述步骤S4中沿通道一切割时，每切一条线之后的砂轮划片移动距离为原来步进的2倍
‑
4倍。
[0016]优选的，所述步骤S5中将切割完成的粒子在显微镜下进行观察，正、背崩边均<10μm，侧面无裂纹，正、背面无碎裂即为合格品。
[0017]因此，本专利技术采用上述一种针对各向异性晶片的划切方法，具备以下有益效果：
[0018](1)采用划片机切割晶体，对晶体材料无高温熔蚀的破坏作用，不会产生热分解而生成有毒物质，物理划切方式污染小，降低排污难度与污染物排放量，更有利于绿色可持续发展；
[0019](2)划切精度能控制在微米级范围，能够满足各行业精密加工需求，且划切得到产品尺寸精度高，实用性强；
[0020](3)操作过程简单，工艺流程连贯，可满足多种尺寸、厚度的晶片材料切割，与激光切割方式相比，无后续人工裂片过程，适用于工业生产，能够减少人工操作失误带来的风险，工作效率更高；
[0021](4)整个划切过程耗材价格低，用量省，后续工序少，能够减少不必要的人工费用，
前期动力供给与后期排放检测设备搭建简单，可大幅度减少生产成本；
[0022](5)从材料受力角度进行剖析，对于不同种材料、不同种尺寸规格的晶体材料划切可举一反三，划切方法、划切参数可按需调整，为材料多样性提供便利，侧重为划片切割工艺提供新的思路，为晶片划片发展提供更有力的支撑；
[0023](6)从划切材料质量角度讲，能够在划切前优先预估整体划切品质，为后续工艺创造更多时间设定先决方案，也避免因品质监测不到位而造成更大的损失，同时提高了划切粒子的品质，提高划切材料的利用率。
[0024]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0025]图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对各向异性晶片的划切方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、固定晶片：将晶片固定在粘合力大于0.12N/20mm的粘性衬底膜上，位置置于衬底膜的中心区域，并用与划片机工作盘相配套的金属环固定，晶片、衬底膜和金属环形成一个整体，通过划片机工作盘表面的金属边缘磁力吸附金属环，以及划片机的真空吸盘以不低于80kpa的负压吸附衬底膜实现晶片的固定；S2、确定晶片划切方向的优先顺序：将上述晶片、衬底膜、金属环形成的整体固定在划片机工作台上，按照晶片表面切割道方向进行角度调整并沿着机台机械方向0
°
取直，切割道与基准线重合，找到晶片的每一个方向上所要划切的初始位置，并在每一个方向的初始位置上边缘各划切一条线，对比两个方向划切后的切割边缘状态是否一致，若一致，则可正式划切产品，切割方向没有优先顺序，若不相似，则找到边缘状态差的那个方向，作为优先切割方向；S3、设置划切参数：设备输入的材料尺寸较实际材料尺寸偏大5～15mm，划切参数转速设置范围为25000rpm～50000rpm，划切速度为10mm/s～60mm/s，最终切透材料的划切进衬底膜深度为相应衬底膜总厚度的4％～26％，砂轮片切割冷却水流量不低于1L/min，根据材料的需要选择相应的切割模式进行划切；S4、设定划切路径：设定通道一为优先划切的方向，沿通道一方向进行划切，设置每划切一条切割线后机台主轴带动砂轮片移动至少图形步进的两倍距离划切下一条线，设置砂轮片切割深度至少切进所切材料厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明明，刘雪飞，于冬梅，李慧鑫，郑庆洋，田秋实，李英男，张洪盛，
申请(专利权)人：沈阳和研科技有限公司，
类型：发明
国别省市：