Echipament de subțiere a napolitanelor pentru prelucrarea napolitanelor din safir/SiC/Si de 4-12 inch
Principiul de funcționare
Procesul de subțiere a plachetelor se desfășoară în trei etape:
Șlefuire brută: O roată diamantată (granulație 200–500 μm) îndepărtează 50–150 μm de material la 3000–5000 rpm pentru a reduce rapid grosimea.
Șlefuire fină: O roată mai fină (granulație 1–50 μm) reduce grosimea la 20–50 μm la <1 μm/s pentru a minimiza deteriorarea subsolului.
Lustruire (CMP): O pastă chimico-mecanică elimină deteriorarea reziduală, atingând o Ra <0,1 nm.
Materiale compatibile
Siliciu (Si): Standard pentru napolitanele CMOS, subțiat la 25 μm pentru stivuire 3D.
Carbură de siliciu (SiC): Necesită discuri diamantate specializate (concentrație de diamant de 80%) pentru stabilitate termică.
Safir (Al₂O₃): Diluat la 50 μm pentru aplicații cu LED-uri UV.
Componentele sistemului de bază
1. Sistem de măcinare
Polizor cu două axe: Combină măcinarea grosieră/fină într-o singură platformă, reducând timpul ciclului cu 40%.
Ax aerostatic: interval de turație 0–6000 rpm cu bătaie radială <0,5 μm.
2. Sistem de manipulare a napolitanelor
Mandrină cu vid: forță de fixare >50 N cu precizie de poziționare ±0,1 μm.
Braț robotic: Transportă napolitane de 4–12 inci cu 100 mm/s.
3. Sistem de control
Interferometrie laser: Monitorizare a grosimii în timp real (rezoluție 0,01 μm).
Feedforward bazat pe inteligență artificială: Prezice uzura roților și ajustează automat parametrii.
4. Răcire și curățare
Curățare cu ultrasunete: Îndepărtează particulele >0,5 μm cu o eficiență de 99,9%.
Apă deionizată: Răcește napolitana la <5°C peste temperatura ambiantă.
Avantaje principale
1. Precizie ultra-înaltă: TTV (Variația grosimii totale) <0,5 μm, WTW (Variația grosimii în interiorul plachetei) <1 μm.
2. Integrare multi-proces: Combină șlefuirea, CMP și gravarea cu plasmă într-o singură mașină.
3. Compatibilitatea materialelor:
Siliciu: Reducerea grosimii de la 775 μm la 25 μm.
SiC: Obține un TTV <2 μm pentru aplicații RF.
Napolitane dopate: Napolitane InP dopate cu fosfor cu o derivă a rezistivității <5%.
4. Automatizare inteligentă: Integrarea MES reduce eroarea umană cu 70%.
5. Eficiență energetică: Consum de energie cu 30% mai mic prin frânare regenerativă.
Aplicații cheie
1. Ambalaje avansate
• Circuite integrate 3D: Subțierea napolitanelor permite stivuirea verticală a cipurilor logice/de memorie (de exemplu, stive HBM), obținând o lățime de bandă de 10 ori mai mare și un consum de energie redus cu 50% în comparație cu soluțiile 2.5D. Echipamentul acceptă lipirea hibridă și integrarea TSV (Through-Silicon Via), esențiale pentru procesoarele AI/ML care necesită un pas de interconectare <10 μm. De exemplu, napolitanele de 12 inci subțiate la 25 μm permit stivuirea a peste 8 straturi, menținând în același timp o deformare <1,5%, esențială pentru sistemele LiDAR auto.
• Distribuție tip fan-out: Prin reducerea grosimii plachetei la 30 μm, lungimea interconexiunii este scurtată cu 50%, minimizând întârzierea semnalului (<0,2 ps/mm) și permițând chipleturi ultra-subțiri de 0,4 mm pentru SoC-uri mobile. Procesul utilizează algoritmi de măcinare compensați în funcție de stres pentru a preveni deformarea (control TTV >50 μm), asigurând fiabilitatea în aplicațiile RF de înaltă frecvență.
2. Electronică de putere
• Module IGBT: Subțierea la 50 μm reduce rezistența termică la <0,5°C/W, permițând tranzistoarelor MOSFET SiC de 1200V să funcționeze la temperaturi de joncțiune de 200°C. Echipamentul nostru utilizează șlefuirea în mai multe etape (grosieră: granulație de 46 μm → fină: granulație de 4 μm) pentru a elimina deteriorarea subsolului, atingând o fiabilitate termică de peste 10.000 de cicluri. Acest lucru este esențial pentru invertoarele vehiculelor electrice, unde plachetele SiC cu grosimea de 10 μm îmbunătățesc viteza de comutare cu 30%.
• Dispozitive de alimentare GaN-pe-SiC: Subțierea plachetei la 80 μm îmbunătățește mobilitatea electronilor (μ > 2000 cm²/V·s) pentru HEMT-urile GaN de 650V, reducând pierderile de conducție cu 18%. Procesul utilizează tăiere asistată de laser pentru a preveni fisurarea în timpul subțierii, obținând o ciobire a marginilor <5 μm pentru amplificatoarele de putere RF.
3. Optoelectronică
• LED-uri GaN-on-SiC: Substraturile de safir de 50 μm îmbunătățesc eficiența de extracție a luminii (LEE) cu 85% (față de 65% pentru napolitanele de 150 μm) prin minimizarea captării fotonilor. Controlul TTV ultra-scăzut al echipamentului nostru (<0,3 μm) asigură o emisie uniformă a LED-urilor pe napolitanele de 12 inci, esențială pentru afișajele Micro-LED care necesită o uniformitate a lungimii de undă <100 nm.
• Fotonică pe siliciu: Napolitanele de siliciu cu grosimea de 25 μm permit o pierdere de propagare cu 3 dB/cm mai mică în ghidurile de undă, esențială pentru transceiverele optice de 1,6 Tbps. Procesul integrează netezirea CMP pentru a reduce rugozitatea suprafeței la Ra <0,1 nm, sporind eficiența de cuplare cu 40%.
4. Senzori MEMS
• Accelerometre: Napolitanele de siliciu de 25 μm ating un raport semnal-zgomot (SNR) >85 dB (față de 75 dB pentru napolitanele de 50 μm) prin creșterea sensibilității la deplasarea de masă. Sistemul nostru de șlefuire cu două axe compensează gradienții de stres, asigurând o deviație a sensibilității <0,5% între -40°C și 125°C. Aplicațiile includ detectarea accidentelor auto și urmărirea mișcării AR/VR.
• Senzori de presiune: Subțierea la 40 μm permite intervale de măsurare de la 0 la 300 bar cu o histerezis <0,1% FS. Folosind lipire temporară (purtători de sticlă), procesul evită fracturarea plachetei în timpul gravării spate, atingând o toleranță la suprapresiune <1 μm pentru senzorii IoT industriali.
• Sinergie tehnică: Echipamentul nostru de subțiere a napolitanelor unifică șlefuirea mecanică, CMP și gravarea cu plasmă pentru a aborda diverse provocări legate de materiale (Si, SiC, Safir). De exemplu, GaN pe SiC necesită șlefuire hibridă (discuri diamantate + plasmă) pentru a echilibra duritatea și expansiunea termică, în timp ce senzorii MEMS necesită o rugozitate a suprafeței sub 5 nm prin lustruire CMP.
• Impact asupra industriei: Prin permiterea unor napolitane mai subțiri și de performanță superioară, această tehnologie impulsionează inovațiile în domeniul cipurilor de inteligență artificială, al modulelor 5G mmWave și al electronicii flexibile, cu toleranțe TTV <0,1 μm pentru afișajele pliabile și <0,5 μm pentru senzorii LiDAR auto.
Serviciile XKH
1. Soluții personalizate
Configurații scalabile: modele de camere de 4–12 inci cu încărcare/descărcare automată.
Suport pentru dopare: Rețete personalizate pentru cristale dopate cu Er/Yb și napolitane InP/GaAs.
2. Asistență completă
Dezvoltare procese: Perioadă de probă gratuită cu optimizare.
Instruire globală: Ateliere tehnice anuale privind mentenanța și depanarea.
3. Prelucrarea multi-materialelor
SiC: Subțierea plachetei până la 100 μm cu Ra <0,1 nm.
Safir: grosime de 50 μm pentru ferestre laser UV (transmitanță >92% la 200 nm).
4. Servicii cu valoare adăugată
Consumabile: Discuri diamantate (peste 2000 de napolitane/durată de viață) și suspensii CMP.
Concluzie
Acest echipament de subțiere a napolitanelor oferă precizie de vârf în industrie, versatilitate multi-material și automatizare inteligentă, fiind indispensabil pentru integrarea 3D și electronica de putere. Serviciile complete XKH - de la personalizare la post-procesare - asigură clienților eficiența costurilor și excelența în performanța în fabricarea semiconductorilor.


