Puolijohteiden piilevyn hiominen: erinomaisen tarkat timanttihiomapyörät mikrometrin tarkkuudella

Puolijohteiden komponenttien kokonaistuottavuus ja suorituskyky riippuvat suoraan puolijohtepinnan laadusta. Piirisien koko pienenee, mikä edellyttää yhä sileämpää piilevyä ilman fyysistä vahinkoa sen alustapinnassa. Erinomaisen hienojakoiset timanttihiomapyörät ovat yksi läpimurtoinnovaatio ohutkalvoisen piilevyn ohentamisessa ja hiomisessa; ne tarjoavat mikrometrin tarkkuuden piilevyn sileäksi hiomiseen aiheuttamatta merkittävää alapinnan vahinkoa piilevypinnassa.

Miksi erinomaisen hienojakoiset timanttihiomapyörät ovat välttämättömiä piilevyn hiomisessa

Perinteinen hiomomenetelmä voi aiheuttaa syviä naarmuja ja alapinnan vaurioita, jotka voivat olla syviä ja vaativat kovaa kiillotusta. Tämä vaurio voi olla vakava ongelma hauraille ja koville puolijohdemateriaaleille, kuten piihiilille (SiC) ja galliumnitridille (GaN), jotka eivät sovellu hyvin hiomalla ja kiillottamalla ohennettaviksi, koska ne halkeavat, pulverisoituvat ja jakautuvat helposti näillä peruslaitteilla.

Tämän haasteen voittamiseksi erinomaisen hienojakoiset timanttihiomateriat käyttävät erinomaisen hienoja timanttijyviä, yleensä #3000–#8000 -verkkokokoja tai suurempia, luodakseen sileitä pintoja, joita tarvitaan suhteellisen vähän kiillotusta. Nämä hiomateriat käyttävät korkealaatuista, edistynyttä lasimaisesti sidottua kiinnitysjärjestelmää, joka tarjoaa korkean mittatarkkuuden vakauden ja erinomaisen lämmönjohtokyvyn, mikä varmistaa vakauden pitkien tuotantokausien aikana. Tutkimuksissa on osoitettu, että hiomateriat, jotka pystyvät saavuttamaan pinnan karheuden alle 5 nm Ra (noin kiillotettu pinta), ovat mahdollisia.

Edistysaskeleet timanttitekniikassa peilikirkkaan kiillotuksen saavuttamiseksi

Uusimmat timanttipohjaisten hiontamenetelmien mallit ovat edistäneet piilevyn hiomisteknologian rajoja. Timanttipohjaiset karkaistut ja agglomeroitut hiojat tarjoavat paremman leikkuusuorituksen ja pienemmän hiomavoiman. Timanttihiomatyökalun pinnalla olevat jyväkset voivat suorittaa jatkuvaa hiontaa prosessin aikana, kun määritellyt jyvät korvataan erityisesti käsitteltyjen jyvien avulla, mikä mahdollistaa hiomatyökalun elinajan ja terävyyden yhdenmukaisuuden ja ratkaisee tehokkaasti ongelman, jossa hiomatyökalua täytyy vaihtaa usein pitkien tuotantokausien aikana.

DISCO:n UltraPoligrind-hiomolevyt ovat hyvä esimerkki näistä kehityksistä: Nämä hiomolevyt valmistetaan erinomaisen hienojakoisista timanttihiomaineista, jotka tarjoavat korkeamman piisirjan lujuuden ja vaaditut getteri-ominaisuudet puolijohdepiirien ohentamisprosessissa. Piilevyjen ohentamiseen nämä hiomolevyt aiheuttavat erinomaisen ohuen vaurioalueen ja ovat samalla helppokäyttöisiä, helppokäsitteltäviä sekä vähemmän ympäristölle kuormittavia.

Sidoksen valinta: keraamiset sidokset paremman suorituskyvyn saavuttamiseksi

Piilevyn mikrometritasoisesta sileästä pinnasta saavuttamiseksi on otettava huomioon sidossysteemi. Piilevyjen hiomisessa on käytetty metalli- ja hartsisidoksia, mutta niillä on useita heikkouksia. Metallisidokset ovat vaativat korkeaa lujuutta, mutta ne eivät myöskään teroituvat itsestään helposti, mikä tekee niistä huonommin soveltuvia tarkkaan viimeistelyyn. Hartsisidokset eivät ole kovin lämpökestäviä, ja ne hapettuvat tai hajoavat korkeissa lämpötiloissa.

Vitriifioitujen (keraamisten) sidosten käyttö on yleistynyt eniten ultra-tarkkuuden ohuille piirisirupyyhinnän kierroksille niiden lujuuden, säädettävän huokoisuuden ja hyvän rajapinnan kosteutta lisäävän ominaisuuden vuoksi timantin kanssa. Näillä ominaisuuksilla voidaan valmistaa kierroksia, joiden huokoisuus voidaan säätää tarpeen mukaan, jotta hiomaliuos saadaan toimitettua optimaalisesti sekä lastut poistetaan tehokkaasti, mikä on välttämätöntä työkappaleen lämpövaurioiden estämiseksi hiomisen aikana.

Yhdistäminen edistyneen hiomalaitteiston kanssa

Parhaan suorituskyvyn saavuttamiseksi erinomaisen hienojakoisten timanttihiomakierrosten tulee olla yhdistettävissä edistyneeseen hiomalaitteistoon, joka mahdollistaa hiomaparametrien säädön. Nykyaikaisten piirisirupyyhinnän koneiden ohjelmistot saavat palautetta hiomapainovoimista tai moottorin virrasta ja säätävät kierroksen liikettä varmistaakseen pinnanlaadun säilymisen.

Korkean suorituskyvyn järjestelmät käyttävät eteen- ja taaksepäin pyörivää kierroslaattaa kahdesta syystä: materiaalin poistamiseen ja pinnan viimeistelyyn, mikä poistaa tarpeen erillisestä vaiheesta. On osoitettu, että niillä saadaan aikaan pienempi karheus Ra, alle 60 nm, ilman lisäpolttovaihetta. Valmistajat voivat vähentää tuotantoalueen kokoa ja kulutusmateriaalien kustannuksia sekä säilyttää korkeat laatuvaatimukset yksiaukkoisella hiomakoneella ja erityisellä ohjausohjelmistolla.

Johtopäätös

Erittäin hienot timanttihiontalevyt ovat ilman muuta suuri askel eteenpäin puolijohdelevyjen käsittelyssä, sillä ne mahdollistavat levyn pinnan tasaisuuden mikrometrin tarkkuudella ilman, että levyihin aiheutuu liiallista vahinkoa. Syvä ymmärrys kulmamateriaaliteknologiasta, sidostekniikan optimoinnista ja integraatiosta tarkkuushiontalaitteisiin on auttanut puolijohdetuottajia pysymään mukana nykypäivän yhä vaativammissa puolijohdeteollisuuden vaatimuksissa. REZZ:n teollisuus-timanttihiontalevyjen valikoima tarjoaa erityisesti puolijohdelevyjen hiomissovelluksiin suunnatut ratkaisut. Soita meille ja kerro, mitä haluat käsitellä levyllä.