基于DOE优化光学玻璃晶片边缘磨削工艺

在光电器件的制造过程中,用光学玻璃晶片作为电路制作的基板材料。玻璃晶片通过在大面积的玻璃面板上划圆获得。划圆后会形成非常锐利的边缘,需要将锐利边缘磨削成圆弧形,以减少在后续加工中产生破损、崩边。在光学玻璃晶片的边缘磨削中,合适的玻璃晶片边缘磨削参数对于晶片边缘磨削后的崩边情况、磨削斜面宽度、中心误差等均有很大影响。利用DOE试验方法,光学玻璃晶片边缘磨削过程中有效减小崩边,并给出了影响因素,获得并验证了最优化的磨削工艺参数,减少了晶片磨削后的崩边破损。

硼硅酸盐玻璃晶片激光标识的制作技术

晶片标识码的手写方式存在不美观、字体边缘玻璃蹦渣及划痕深等缺点。某些MEMS工艺玻璃-Si键合片需KOH腐蚀。采用手写,KOH通过玻璃片标码部位侵入晶片正面而腐蚀器件结构。因此,采用波长10640 nm CO2激光器针对玻璃晶片进行激光标识制作的打标工艺。研究中分别改变激光平均输出功率、脉冲频率及扫描速度,借助目视、金相显微镜及动态三维光学轮廓仪来观察标识码的清晰度、是否产生裂纹及字体凸起程度,了解它们与上述参数间相互对应关系。重点解决清晰度与凸起高度的矛盾,从而得到清晰、无裂纹且凸起高度满足后续半导体纳米级加工工艺要求的激光标码技术。结果表明:脉冲频率对清晰度、裂纹产生及凸起高度无显著影响;平均功率与清晰度及凸起程度呈正比例关系,与裂纹产生无相关性;扫描速度与清晰度、裂纹产生的可能性及凸起高度呈反比关系。采用40%平均功率,20 k Hz频率,150 mm/s扫描速度及单线字体(JCZ Single Line)进行标刻时,标识码在目视及镜检下清晰可视,无微细裂纹,轮廓仪测量结果显示字迹凸起高度为185 nm。应用上述条件标码的玻璃片与Si键合并在KOH中腐蚀5 h后无KOH进入晶片正面的现象发生。

一种玻璃通孔晶片的研磨加工工艺

以玻璃通孔(TGV)晶片在减薄过程中出现的边缘破损问题为研究点,对减薄工艺展开了深入研究。通过优化研磨工艺参数,实现了对覆盖TGV晶片表面的硅层及玻璃层的选择性控制,使研磨后的晶片厚度提升至350μm以上,晶片完好无破损;通过增加磨削过程实现多余硅层的去除,有效避免了研磨过程中晶片与游星轮边缘的重复撞击对晶片造成的损伤。通过采取上述减薄方式,TGV晶片的边缘得到很好的保护,经过抛光验证,TGV晶片的边缘无破裂。分别采用微分干涉显微镜及白光干涉仪对TGV晶片的边缘及表面粗糙度进行观察与测试,结果表明,TGV晶片边缘光滑、平整,无破损,表面粗糙度为4.24 nm,满足后续使用要求。

圆片级封装用玻璃通孔晶片的减薄工艺

对圆片级封装用玻璃通孔（TGV）晶片的减薄加工工艺进行了研究并最终确定出工艺路线。该减薄加工工艺主要包括机械研磨及化学机械抛光（CMP）过程。通过机械研磨,玻璃通孔晶片的残余玻璃层及硅层得到有效去除,整个晶片的平整度显著提高,用平面度测量仪测试该晶片研磨后的翘曲度与总厚度变化（TTV）值分别为7.149μm与3.706μm。CMP过程使得TGV晶片的表面粗糙度大幅度降低,经白光干涉仪测试抛光后TGV晶片的表面粗糙度为4.275 nm。通过该减薄工艺加工的TGV晶片能够较好满足圆片级封装时的气密性要求。