膠帶設計用于在晶圓切割/單片化過程中固定晶圓

切割膠帶使用過程

標準切割工藝首先通過背面研磨工藝將已經減薄的晶圓安裝到固定在鋼環上的剝離膠帶上，主動面朝上。像 Dicing Before Grinding 這樣的工藝允許在背磨工藝之前進行切割，其中芯片的第一步是部分切割晶片，然后在背磨工藝中分離芯片。

這可以在切割過程中固定晶圓，并使芯片和封裝保持對齊，以便于進行過程的下一步

工藝限制包括晶圓更薄的問題、存儲后難以從膠帶上移除芯片、切割時膠帶被切割以及工藝中使用的水造成的損壞。

在操作過程中，切割刀片以35,000–60,000 rpm 的速度旋轉。刀片表面的金剛石砂粒研磨晶圓，去除硅材料，在晶圓上形成凹槽。 由于通過研磨力去除晶圓材料并且晶圓材料很脆，因此在凹槽邊緣會發生碎裂。

晶片的正面（頂部）或背面（底部）表面可能會出現碎屑。當芯片接近裸片的有源區域時，正面碎裂成為一個良率問題。 正面碎屑主要取決于刀片砂礫、冷卻液流量和進給速度。

背面碎裂發生在晶片的底面上，因為微裂紋從切口底部傳播開并結合在一起形成芯片外層。刀片與基材的相互作用在基材中產生了微裂紋網絡。 當這些微裂紋結合時，它們會導致基材顆粒松動并被去除

當微裂紋超過一定長度時，背面碎裂成為良率問題，這可能會增加器件對熱循環的敏感性并降低其可靠性。用于倒裝芯片封裝的切割更加敏感。

在封裝這些管芯時，管芯的背面暴露在成型材料中。如果模具的背面邊緣出現裂紋和碎屑，則成型可能不完美，包括碎屑附近的氣泡。 在封裝過程中，這些氣泡可能會導致模具開裂，從而降低成品率。

膠帶安裝

在考慮基于膠帶的晶圓切割系統時，重要的是要考慮安裝系統以及最適合切割材料的膠帶類型?？蚣馨惭b系統有多種選擇。

膠帶應在受控的溫度、壓力參數內應用，并具有均勻的安裝和膠帶張力，以消除氣泡的形成，這是膠帶層壓系統的要求。它有一個用于切割剩余膠帶和可編程溫度調節的圓形刀片。

膠帶選擇

切割過程的第一步是評估晶圓厚度、道寬和材料，可能是硅、藍寶石上的硅、硅鍺或更多奇特的材料。評估有助于選擇最佳刀片。 然后有必要評估設備功能。 器件的應用和類型、尺寸和厚度、表面粗糙度和金屬化、膠帶的切割深度、對溫度暴露的要求和膠帶的可擴展性等都會影響膠帶的選擇。 在選擇合適的膠帶時，重要的是要考慮粘性、附著力和其他機械性能。 目標是具有足夠高的粘附水平以在鋸切過程中保持芯片，并且足夠低以使芯片在芯片貼裝過程中易于移除而不會損壞。 如果在切割過程中使用帶有潤滑劑的冷卻劑，重要的是要確保所使用的任何添加劑都不會與膠帶上的粘合劑相互作用，否則芯片可能會移出位置。

在評估和刀片選擇之后，將帶有粘合劑膜的晶片安裝到金屬晶片切割環上。首先，將無顆粒紙盤放在安裝卡盤的中心，以保護晶片的表面。 接下來，將晶片面朝下放置在紙上。 然后，將晶圓膠帶拉伸，粘性面朝下，在晶圓背面和切割環上，并用滾輪按壓以平滑均勻地分布膠帶。 多余的膠帶從環的邊緣切掉。

大多數用于晶圓切割的膠帶厚度為80 至 95 μm。 粘附力必須足以在切割過程中將每個裸片牢固地固定在適當的位置，以支撐單個裸片，直到它們從膠帶上移除，并在移除過程中輕松釋放它們。

業界最常用的兩種安裝膠帶是非紫外線（有時稱為藍膜）和紫外線膜。非UV大約是UV薄膜成本的1/3，但僅限于40至170克范圍內的固定附著力值。

在72 小時內從薄膜上安裝、切割和移除芯片時，非UV是一種經濟的選擇。 將晶圓安裝在膠帶上后，在最初的 24 小時內，粘合強度會大大增加，24 小時后，粘合劑水平會繼續緩慢增加，直到某個點對晶圓的粘合力與對背襯塑料的粘合力一樣強， 導致粘合劑轉移到芯片上。 將芯片留在非UV膠帶上超過72小時可能會導致背面發粘，這是由殘留的粘合劑引起的。 對于典型的“藍色”膠帶，必須仔細選擇粘合強度以匹配芯片尺寸：高到足以在切割過程中牢固地固定小芯片，低到足以在不損壞芯片的情況下拾取。

紫外線敏感膠帶無需妥協：未固化的粘合強度足以將最小的芯片牢固地固定在適當的位置，消除了通常由芯片移動引起的碎裂。通過將粘合強度降低到 1/10，在UV固化過程中，即使是大型芯片也可以在沒有應力或破損的情況下拾取。 紫外線敏感膠帶的另一個優點是，在紫外線固化后，粘合強度保持在恒定水平。 因此，芯片可以在膠帶上長時間存放而不會增加粘合強度。 對于只拾取當前需要的裸片而其余裸片保留在磁帶上的所有應用來說，這是一個巨大的好處。

膠帶卷成卷，適用于所有自動和手動晶片安裝系統，在這些系統中，晶片被安裝到膠帶和薄膜框架上。膠帶由涂有粘合劑的薄膜組成，上面覆蓋著保護性離型紙，在潔凈室環境中制造。

所有的切割膠帶都由三部分組成——覆蓋有壓敏膠膜的基膜塑料和離型膜。

如上所述，大多數情況下使用的兩類膠帶是紫外線和非紫外線。

Non-UV 適用于切割標準硅晶圓，有時在切割更精細的基板材料（如 GaAs）時與更昂貴的 UV 膠帶結合使用。

大多數磁帶的保質期最長為一年。之后，粘合劑開始分解。

UV 提供兩個級別的附著力：在切割過程中更強，然后在使用 UV 輻射固化時降低，以便于剝離。 UV 膠帶雖然成本更高，但適用于切割敏感基板，例如 GaAs 和分割光學元件。