用于SAW器件制造的键合减薄技术

铌酸锂(LiNbO3)作为一种压电材料,常被用于声表面波(SAW)器件的压电层,通常LiNbO3晶片厚度为500μm,而实际上压电层的有效利用厚度为λ～2λ(λ为声表面波波长)。为能实现SAW器件的高度集成化,需用键合减薄及抛光技术对LiNbO3进行加工处理。用粒径100nm的SiO2抛光液对减薄后的铌酸锂晶体样品进行化学机械抛光,研究了抛光垫、抛光盘转速、压力及抛光时间对抛光过程的影响。抛光结果表明最佳抛光工艺参数是:采用阻尼布抛光盘,100nm的SiO2抛光液,转速为120r/min,压力为3.9N,抛光时间为40min。经测试样品厚度为80μm,样品的最小粗糙度Ra=0.468nm,Rq=0.593nm(Ra为算术平均粗糙度,Rq为均方根粗糙度)。

SAW滤波器WLP封装中腔体抗模压塌陷研究

通过对声表面波滤波器晶圆级封装结构的探讨,针对在模组封装时器件塌陷成因进行了有限元仿真模型研究,模拟了不同模压量对器件中腔体最大的塌陷量位置。经过实验验证,提出了一种新的金属加强结构,在3 MPa较高模压量时塌陷量几乎为0,解决了声表面波滤波器晶圆级封装芯片灌封压力导致的塌陷问题,降低了器件及模组失效风险,是一种声表面波滤波器晶圆级封装的新技术。

基于小样本数据驱动模型的硅片线切割质量预测

在单晶硅加工中,硅片多线切割质量检测耗时和检测成本高造成硅片质量检测难。因此,提出一种基于生成对抗网络(WGAN-GP)数据处理与自注意力残差网络(SeResNet)的硅片质量预测方法。分析多线切割的机制,确定影响硅片质量的工艺参数,建立数据样本,使用WGAN-GP对样本数据进行数据增强。在此基础上,建立基于SeResNet的硅片总体厚度偏差预测模型。以硅片的多线切割加工过程监控数据为模型验证数据,对构建的硅片总体厚度偏差预测模型进行验证。实验结果表明:该模型具有良好泛化性和高准确率,有效解决了小样本数据下的预测难题,实现了平均相对误差小于10%的硅片总体厚度偏差预测,所以基于数据驱动的硅片质量预测来代替硅片加工中的质量检测具有重要的现实意义。

光伏单晶硅细线超薄切片加工研究进展

分析光伏单晶硅切片加工的原理和现状,金刚石线锯母线直径已降低至37μm,G12半片光伏单晶硅片的切片厚度已减小到110μm。阐述光伏硅晶体高出片率切片加工的主要技术途径是锯切硅片厚度减薄和金刚石线锯直径减小。分别讨论锯切硅片表面裂纹损伤和断裂强度、金刚石线锯间和硅片间的液桥作用以及机器视觉检测对光伏单晶硅高出片率切片加工的影响。对光伏单晶硅高出片率切片加工面临的关键技术提出展望:1)开发低成本钨丝金刚石线锯;2)研发新型冷却润滑液和冷却润滑技术;3)研发切片加工新工艺;4)建立电镀金刚石线锯表面磨粒分布状态与切片加工性能之间的量化关系。

SiC单晶片加工过程中切割力的分析与建模

SiC单晶具有优良的物理和机械性能,在微电子和光电领域得到了广泛应用,然而由于其高硬度和脆性,晶片的制造非常困难、效率低下。为提高SiC单晶片的加工质量和加工效率,分析了SiC单晶片线锯切割过程中的受力情况;从切屑变形和摩擦两个方面,建立单颗磨粒的法向和切向受力模型,进而得到线锯切割力与工艺参数及线锯物理属性的关系模型;设计了切割力的试验装置,通过不同加工参数下的试验研究,确定了关系模型中的应力系数;通过理论值与试验值的对比校验,法向力和切向力预测值的误差小于9.18%,并对误差产生原因作了分析。结果表明,该切割力理论模型可以对SiC单晶片在同等线锯切割环境下的切割力进行有效预测,为切削力的优化控制提供了理论依据。

金刚石线锯切割多晶硅片表面特性与酸刻蚀制绒问题

为解决金刚石切割多晶硅片与常规HF-HNO3-H2O混合酸湿法制绒技术不兼容的问题，对金刚石切割多晶硅片的表面特性和大幅度提高混合酸溶液中HF的比例进行了刻蚀制绒实验．结果表明，金刚石线切割多晶硅片表面存在约33％的光滑条带区域，其余为与砂浆切割硅片表面相近的粗糙崩坑区域；这些光滑区域使得金刚石切割多晶硅片表面光反射率比砂浆切割多晶硅片高3％～4％；而且光滑区域在富HN0。和富HF的HF—HNO3-H2O混合酸溶液中均较难于腐蚀，使其刻蚀制绒后反射率比砂浆切割多晶硅片低1％～2％，制绒后的金刚石切割多晶硅片反射率比制绒后的砂浆切割多晶硅片高4％～6％，不能满足太阳电池生产要求．富HNO3和富HF两种酸刻蚀体系，均不能解决金刚石切割多晶硅片的制绒问题．

一种声表面波器件的新型晶圆级封装技术

总结了声表面波(SAW)器件传统封装技术中存在的问题,提出了一种SAW器件新型晶圆级封装技术。采用一种有机物干膜,分别经两次压膜、曝光和显影完成了对SAW芯片在划片前的封装,并用实验进行了验证。实验结果表明,本技术具有在不改变叉指换能器(IDT)质量负载的情况下同时具备吸声的功能,改善器件的带外抑制能力,增强了产品的一致性和可靠性。本技术在SAW器件的封装方面有广阔的应用前景。

硅片多线切割的温度场仿真研究

硅片切割的温度场分布对硅片表面加工质量具有十分重要的影响。以硅材多线切割的温度场为研究对象,在分析硅片多线切割工作原理的基础上,建立了数值分析模型,充分考虑了切割发热机理以及空气与切削液的冷却作用。采用参数化编程与生死单元技术,仿真分析了硅片切割的温度场分布情况,研究了线锯张力、硅材进给速度对硅片温度场分布的影响。仿真结果显示:硅切片的温升与线锯张力成正比关系,张力越大,温升越明显;进给速度对硅切片的温升曲线有一定的影响,但硅材在不同进给速度下的最终温度几乎相同。论文为研究硅片的切割变形机理、改善硅片表面质量等提供了一定的理论参考。

声表面波用压电晶体的新进展(英文)

报道了我们在Li2 B4O7、Sr3 Ga2 Ge4O14 、LiNbO3 、LiTaO3 等声表面波用压电晶体材料方面的最新研究进展。采用改进型坩埚下降法成功生长了直径 3～ 4英寸的Li2 B4O7晶体 ,并实现了批量生产。作为硅酸镓镧系列新型压电晶体之一 ,Sr3 Ga2 Ge4O14 晶体具有最大的压电系数。报道了直径 2英寸Sr3 Ga2 Ge4O14 晶体的生长结果 ,测试了该晶体的压电性能。在CO2 (90 % )、H2 (10 % )混合气氛中 ,分别在 70 0℃和 4 5 0℃下对LN和LT晶片进行化学还原处理 ,成功制备了 3英寸LN和LT低静电黑片 ,不仅减少了器件制作工序 ,而且使成品率提高了 5～ 8百分点。此外 ,在密封坩埚中生长了低静电LiNbO3 晶体 ,观察到一些新的现象。

Si片多线切割技术与设备的发展现状与趋势

介绍了Si片的多线切割宏观切割机理与微观切割机理,指出控制钢线张力减少钢线震动是切割工艺的重要指标。讨论了切割过程主要影响因素,钢线的外包Cu会造成Si片表面金属残留,钢线磨损影响Si片厚度,砂浆喷嘴和线网角度在形成水平薄膜层时能够获得好的表面质量。分析了钢线带动砂浆进行切割的核心工艺,给出了Si片切割工艺理论切片量的计算方法。并简要概括了目前多线切割技术及设备的国内外发展形势和未来发展趋势,指出未来多线切割技术将朝着提高加工精度与加工效率、降低成本、改良切割用钢线这几个方向迈进。

旋转条件下SiC单晶片锯切力建模研究

通过理论分析和实验研究相结合的方法,对工件旋转条件下电镀金刚石线锯切割SiC单晶片锯切力进行了分析。依据磨削和动态切削理论,分析了线锯与工件运动模型、单颗金刚石磨粒的切向和法向锯切力,建立了金刚石线锯锯切力模型;进行了工件旋转条件下SiC单晶切割实验,对理论分析结果进行验证,重点对线锯速率、工件进给速率、工件旋转速率及工件未切割直径等工艺因素对切向锯切力的影响进行分析。结果表明理论分析和实验结果相对误差不大于5.2%,验证了所建模型的正确性,为探索SiC单晶片的切削机理和参数优化提供依据。

往复式电镀金刚石线锯切割单晶硅片特性研究

通过往复式电镀金刚石线锯切割单晶硅片实验,分析了切片表面的微观形貌特点,研究了锯丝速度与进给速度对硅片的表面粗糙度、总厚度偏差(TTV)、翘曲度与亚表面损伤层厚度(SSD)的影响规律。结果表明:线锯锯切时材料以脆性模式去除,锯切表面的微观形貌呈现部分沟槽与断续划痕,并存在大量凹坑;锯丝速度增大,进给速度减小,表面粗糙度与SSD减小;锯丝速度增大,进给速度增大,硅片的翘曲度也随之增大;硅片TTV值与锯丝速度和进给速度的匹配关系相关。

SiC单晶片线锯切割技术研究进展

单晶碳化硅(Si C)以其独特稳定的物理学特性和半导体特性在集成电路和空间光学等领域得到广泛应用。在Si C单晶片的制造过程中,切割是加工Si C单晶片首要关键的工序,其切割成本占整个晶片加工成本的50%以上。参阅了国内外相关文献资料,研究分析了目前Si C在切割技术尤其是线锯切割Si C技术及线锯切割设备方面的研究现状,对线锯切割Si C技术和设备中存在的问题进行研究分析,提出了Si C单晶片线锯切割技术未来的研究方向。

一种带摆动机构的线锯床的设计

由于线锯切割具有切片薄、表面翘曲变形小、厚薄均匀和切口损失小等优点,被广泛用于单晶硅切片加工。本文介绍了单晶硅切片加工的常用设备及其特点,分析了主要影响因素,设计了一种带摆动机构的线锯床。该摆动机构由伺服电机驱动并自动控制,与传统线锯床相比,其锯丝可绕其中点转动,加工圆形工件时,能保持锯丝与工件的接触长度最短或不变。本文还指出了该锯床制造中的几点工艺问题。

切削液对金刚石线锯切割单晶硅片质量的影响

选择4种切削液进行了电镀金刚石线锯切割单晶硅片的试验,研究了不同种类切削液对硅片的表面形貌、表面粗糙度、翘曲度和总厚度偏差的影响,分析了切削液对线锯切片过程的作用机理。研究结果表明,合成液对提高硅片的表面形貌质量,降低硅片的表面粗糙度、翘曲度和总厚度偏差的综合效果最好。

半导体晶片的金刚石工具切割技术

晶片切割是半导体加工的重要工序,它直接影响到晶片的成本、质量以及各种性能。目前,晶片切割主要的方法有金刚石内圆切割和线切割。本文详细介绍了内圆切割和线切割系统的特点、存在的主要问题及其改进方法。内圆切割具有切片精度高、径向和晶片厚度方向调整方便、加工成本低等优点,改进装刀方法,提高刀片的安装精度,可刀片受力均匀,有效减小锯切损伤程度。线切割是最新发展的一种晶片加工方法,具有多片切割效率高、损伤层厚度小等优点,在大直径(Φ≥200mm)薄(厚度≤0.3mm)晶片的加工中有着广泛的应用前景。提高切割线的刚度,减小线的横向振动,可提高线切割精度和切割线的利用率。

β-Ga_(2)O_(3)晶体金刚石线锯切割的表面质量研究

本文探究了往复式金刚石线锯的工艺参数对β-Ga_(2)O_(3)单晶沿(001)晶面切片时表面质量的影响,从压痕断裂力学理论角度探究了金刚石线锯切割β-Ga_(2)O_(3)单晶过程中磨粒行为和材料去除机理。实验从各向异性角度分析了切割方向对(001)面β-Ga_(2)O_(3)单晶切割片表面质量的影响,并采用SEM和SJ-210粗糙度测试仪探究了工艺参数对金刚石线锯切割后的晶片表面质量的影响。实验结果表明,增大锯丝速度或减小材料进给速度都能降低亚表面损伤层深度及表面粗糙度,有效改善晶片表面质量。

多线切割工艺中晶片翘曲度的控制

翘曲度是鉴别晶片几何参数好坏的重要指标之一。采用逐点扫描法对多线切割制备的晶片翘曲度分布进行了测量。通过对切割线张力、砂浆使用次数、切割速度等影响翘曲度的主要因素进行实验分析,阐述了产生的原因,并得出了翘曲度的分布规律。针对影响翘曲度的主要因素,根据其分布规律调整相应的切割工艺条件,可较好地控制晶片的翘曲度。虽是针对Si单晶加工中出现的实验情况进行分析,但该结论完全可用于Ge、GaAs等其他晶体的加工中。

太阳电池用Si片切割过程中浆料作用研究

Si片生产技术及工艺的进步使得太阳电池用Si片的切片厚度不断降低,而超薄的太阳电池用Si片必须通过多线切割机进行切割。基于Si片切割过程中砂浆性能对Si片表面质量、Si片成片率和切割线寿命的影响,分析了多线切割机中切削液的性能,并采用不同工艺参数多次进行试验,总结出了砂浆对太阳电池用Si片切割状态的影响因素。通过分析,得出了改善砂浆性能来提高多线切割机切片性能并获得更高的Si晶片表面质量的方法。

硅片精密切割多线锯研究进展

随着半导体行业的发展,尤其是太阳能电池对大直径硅片的需求不断增加,对硅片的切割精度要求越来越高。传统的外圆和内圆切割已经不能满足现有硅片大尺寸、小切缝、高质量和生产效率的要求。本文对大直径硅片精密切割中最常使用的多线锯切割进行介绍,对游离磨料多线锯的切割机理、浆料特性、切割工艺和固着磨料多线锯锯丝制造方法、切割工艺等方面的研究现状进行了综述。