陸芯精密劃片機對高精度和高效率劃切技術研究

隨著光電技術、微加工技術和電子信息技術的迅猛發展，以集成電路（IC）為代表的電子元器件（如LED芯片、PC芯片、電容器、電阻器、傳感器和PCB板等）向微型化、高集成度、小尺寸化以及精密化方向發展。為滿足裝置輕薄、低功耗設計需求，晶圓厚度越來越薄、晶圓尺寸越來越大、芯片之間的線寬、切割槽以及芯片尺寸都進一步減小。為提高劃切效率，降低廢品率以減小芯片制造成本，對劃切技術提出了更高的要求，要求精密劃片機具有高穩定性、高精度、高可靠性、高效率和高智能化等特性。因此，精密劃片機需要解決以下一系列問題：

（1）機械系統要求高強度、高穩定性

劃切過程中，精密精密劃片機各運動軸系高速運動產生的慣性及自身的重量易使機械系統發生共振。劃切過程中，要求工作臺密集而短促的往復運動激發了高頻的共振狀態，這對設備的性能有很大的影響。由于劃切工藝特性限制，精密劃片機長期處于帶粉塵顆粒的相對惡劣的環境中，以及工作臺的往復運動，加速了機械結構的磨損。因此要求精密劃片機機械系統具有高強度和耐磨損保證長期高穩定性。

（2）高精度和高速運動特性

從國際精密劃片機發展趨勢可以了解到，國際精密劃片機定位精度2μm／300mm，而國內定位精度5μm／300mm，然而國內陸芯半導體與國際上劃片機精度保持一致。為提高精密劃片機的精度，要求機械運動部件加工精度高、變形小，且無誤差累計。開環控制不能保證精度要求，因此需要選擇閉環控制。而保證在閉環控制的同時對劃切效率不影響或較小影響對閉環控制提出了更高的要求。工作臺高速運動，要求機械結構負重較小，需要采用輕質材料，而高速運動的工作臺因抗振性要求很高的剛度，這兩種情況需要機械結構向兩個截然不同的方向設計，設計上存在相互矛盾。

（3）機械系統要求快速響應

芯片的大直徑、小切痕、高集成度，對劃切機系統的穩定性和運動系統的快速響應都有極高的要求。視覺識別對準圖像時，各運動軸系的精度、運動速度和動態響應速度將直接影響自動識別的對準效率和準確性。

（4）智能化高效率劃切要求

為提高劃切效率，提高劃切質量，降低芯片成本，要求精密劃片機能夠更加智能化高效率，降低人工勞動成本。對于上述問題，本文對高精度和高效率劃切技術進行了研究。