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《大连理工大学》 2012年
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超薄硅晶圆的超窄缝切割试验研究

赵洪浩  
【摘要】:IC的发展要求划片刀的厚度越来越薄,目前在生产中主要运用轮毂型金刚石划片刀来进行芯片的分割,这种划片刀采用复合电镀工艺将金刚石磨粒镶嵌在金属基体中,优点是可以得到很薄的切削刃,而且稳定性很好,但目前国内芯片生产中所用的超薄金刚石划片刀主要依赖进口。本文针对国产划片刀市场占有率低的特点,通过对复合电镀原理的研究,研制了三种型号的超薄金刚石电镀划片刀。通过对硅片的切割试验,验证了三种划片刀的性能,并通过参数优化,获得最佳切割参数。 在切割硅片时,切割道宽度与边缘破裂的大小不仅受到金刚石粒度、浓度、切割模式和结晶面特性的影响,还受进给速度、切削速度、切割深度等加工参数的影响。为了验证各种加工参数对切割效果的影响,运用DISCO-DHD641型超精密切割设备对4英寸(100)型硅片进行了高速切割试验。通过对采集数据的分析及对崩边形貌的观察,发现采用较大的主轴转速、较小的切割深度、较小的进给速度可以得到较小的切割道宽度。切缝宽度与最大未变形切屑厚度和刀片刚度都有关系。崩边宽度与最大未变形切屑厚度的变化趋势是一致的。最佳切割参数下得到的切缝宽为29.4μm,崩边宽为2.0μm,相对缝宽为1.18。在制造划片刀时,金刚石尺寸为2-6μm、刀刃长650-780μm、刀刃厚20-25μm、粘结剂类型为硬时,可以制造出切割效果理想的划片刀。 运用ESEM对三个刀片切割试验前后的表面形貌及金刚石磨粒的磨损形态进行了观察,发现金刚石颗粒的磨损形态分为脱落、破裂和磨平三种。金刚石磨粒粒度最小并且分布最均匀的刀片能够在切割试验中得到最小的崩边。通过对三个刀片基体成分进行EDS检测和XRD物相分析,发现切割缝宽最小的刀片的基体中不仅含有镍,还存在钴元素,说明钻的存在使刀片的刚度得到提高。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TG48

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