陆芯精密划片机对高精度和高效率划切技术研究

随着光电技术、微加工技术和电子信息技术的迅猛发展，以集成电路（IC）为代表的电子元器件（如LED芯片、PC芯片、电容器、电阻器、传感器和PCB板等）向微型化、高集成度、小尺寸化以及精密化方向发展。为满足装置轻薄、低功耗设计需求，晶圆厚度越来越薄、晶圆尺寸越来越大、芯片之间的线宽、切割槽以及芯片尺寸都进一步减小。为提高划切效率，降低废品率以减小芯片制造成本，对划切技术提出了更高的要求，要求精密划片机具有高稳定性、高精度、高可靠性、高效率和高智能化等特性。因此，精密划片机需要解决以下一系列问题：

（1）机械系统要求高强度、高稳定性

划切过程中，精密精密划片机各运动轴系高速运动产生的惯性及自身的重量易使机械系统发生共振。划切过程中，要求工作台密集而短促的往复运动激发了高频的共振状态，这对设备的性能有很大的影响。由于划切工艺特性限制，精密划片机长期处于带粉尘颗粒的相对恶劣的环境中，以及工作台的往复运动，加速了机械结构的磨损。因此要求精密划片机机械系统具有高强度和耐磨损保证长期高稳定性。

（2）高精度和高速运动特性

从国际精密划片机发展趋势可以了解到，国际精密划片机定位精度2μm／300mm，而国内定位精度5μm／300mm，然而国内陆芯半导体与国际上划片机精度保持一致。为提高精密划片机的精度，要求机械运动部件加工精度高、变形小，且无误差累计。开环控制不能保证精度要求，因此需要选择闭环控制。而保证在闭环控制的同时对划切效率不影响或较小影响对闭环控制提出了更高的要求。工作台高速运动，要求机械结构负重较小，需要采用轻质材料，而高速运动的工作台因抗振性要求很高的刚度，这两种情况需要机械结构向两个截然不同的方向设计，设计上存在相互矛盾。

（3）机械系统要求快速响应

芯片的大直径、小切痕、高集成度，对划切机系统的稳定性和运动系统的快速响应都有极高的要求。视觉识别对准图像时，各运动轴系的精度、运动速度和动态响应速度将直接影响自动识别的对准效率和准确性。

（4）智能化高效率划切要求

为提高划切效率，提高划切质量，降低芯片成本，要求精密划片机能够更加智能化高效率，降低人工劳动成本。对于上述问题，本文对高精度和高效率划切技术进行了研究。