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1、1?傳統(tǒng)劃片技術(shù)所面臨的難題????隨著向輕薄短小的發(fā)展趨勢，IC的封裝也起了很大的變化．如記憶體IC，已由早期的單一chip變成多層chip堆棧的封裝，一顆IC里疊了7、8層芯粒（chip），韓國三星半導(dǎo)體今年稍早更公開展示了其超薄晶圓的封裝技術(shù)已達(dá)16層的堆棧，而封裝后的尺寸還要比原來同容量的IC更小。因此芯片的厚度也由650μm一路減薄至120、100、75、50、25、20?μm。當(dāng)厚度降到100?μm以卜，傳統(tǒng)的劃片技術(shù)已經(jīng)山現(xiàn)問題，產(chǎn)能節(jié)節(jié)下降，破片率大幅攀升。芯片在此階斷價(jià)值不斐，幾個(gè)百分點(diǎn)的破片率可能吃掉工廠辛
2、苦創(chuàng)造的利潤。????另外，晶圓的制造技術(shù)中，為了提升效能，采用了low-k材料，在其結(jié)構(gòu)中有多層的金屬和一些易碎的材料。當(dāng)傳統(tǒng)鉆石刀片遇到這些延展性高的金屬層，鉆石顆粒極易被金屬削包住而失去部份切削能力，在此情況下進(jìn)刀，極易造成破片或斷刀。????其實(shí)，除了先進(jìn)的IC之外，在傳統(tǒng)二極管（Diode）的晶圓劃片，鉆石刀同樣有許多無法滿足業(yè)界需求的地方：比如Gpp晶圓的劃片，機(jī)械方式的磨削造成玻璃批覆層嚴(yán)重破損而導(dǎo)致絕緣不良和嚴(yán)重漏電，為了克服這一問題，業(yè)界只好自求多福發(fā)展出各種復(fù)雜的工藝去彌補(bǔ)這項(xiàng)缺陷。將玻璃層只長在切割道（C
3、utting?Street）兩旁。對方形晶粒而言，這個(gè)方式已被業(yè)界延用多年。但對六角型晶粒（Hexagonal?Dice）而言，還存在問題，即六角型每邊的三角型被浪費(fèi)。在每一分一毫都需計(jì)較的二極體行業(yè)，30％～40％主原料（芯片）的損失是極可怕的。通過新的技術(shù)，這些長期以來的失血，是完全可以被止住。????在以藍(lán)寶石為基板的高亮度LED晶圓的劃片．亦存在嚴(yán)重的劃片問題。傳統(tǒng)的藍(lán)寶石晶圓的劃片_豐要有2種方式：用鉆石筆或鉆石刀片。在藍(lán)寶石晶圓上先劃很淺的線，再裂片。由于藍(lán)寶石材質(zhì)本身相當(dāng)硬，無論選哪種方式，工具的損耗都非常嚴(yán)重；
4、裂片后，整體良品率也不高。這些長期困擾LED、業(yè)界的問題，現(xiàn)在隨著紫外激光劃片系統(tǒng)的運(yùn)用，已大為改善。????????在微機(jī)電（MEMS）方面，有越來越多的芯片需要打孔、異形孔開孔和局部減薄等加工。玻璃與硅片鍵合在一起的復(fù)合芯片的切割、披覆有鉆石層的芯片，以及復(fù)雜微結(jié)構(gòu)之芯片切割等，都不是鉆石刀片所能勝任的。而這些產(chǎn)品的市場需求卻不斷成長，迫使業(yè)界尋找新一代的劃片解決方案。?????????2?激光劃片順勢崛起????????激光劃片其實(shí)在多年前已被使用，光源多為1?064?nm的Nd：YAG，在某些低階應(yīng)用方面的品質(zhì)尚可接受
5、，但在集成電路的加工處理中，鑒于其過大熱影響區(qū)、污染嚴(yán)重、熱變形嚴(yán)重等缺陷，始終無法被認(rèn)可。近年來，紫外激光技術(shù)漸趨成熟，其切割質(zhì)量比l?064?nm的激光源改進(jìn)很多，特別是在藍(lán)寶石晶圓的劃片應(yīng)用中，其優(yōu)勢極為明顯，已漸成為業(yè)界主流解決方案。在各類激光解決方案中，最為特殊且鮮為人知的則是世界專利之瑞士微水刀激光技術(shù)。該技術(shù)在許多方面的表現(xiàn)確有其獨(dú)到之處，尤其在消除熱影響區(qū)方面表現(xiàn)優(yōu)異。微水刀激光劃片技術(shù)已獲得全球半導(dǎo)體封裝大廠的認(rèn)同和采用，特別是針對超薄晶圓、LOW-k晶圓、鉆石披覆晶圓、二極管玻璃鈍化晶圓、微機(jī)電芯片、復(fù)合晶
6、圓以及異形晶粒的劃片切割，都有不俗的表現(xiàn)。????????3?微水刀激光科技????????3．1?技術(shù)原理????????幾千年來"水火不融"的觀念于1993年被瑞士杰出的科學(xué)家Dr．Bernold?Richerzhagen打破。他巧妙地結(jié)合水刀技術(shù)和激光技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，創(chuàng)造出微水刀激光（Laser?Micro?Jet）。更精確的說法是水導(dǎo)激光（Water?Jet?Guided?Laser）。他將激光聚焦后導(dǎo)入比發(fā)絲還細(xì)的微水柱中，從而引導(dǎo)光束，并冷卻工件，消除了傳統(tǒng)激光熱影響區(qū)（Heat?Affected?Zone）過大的缺陷
7、。大大提高了激光切割的質(zhì)量，因而非常適合半導(dǎo)體、醫(yī)療器材、電子、航天等高精密、高潔凈要求的加工。????????從圖l可看出激光束（Laser?Beam）由上方導(dǎo)入，經(jīng)過聚焦鏡及水腔（Water?Chamber）的窗戶進(jìn)入，聚焦于噴嘴（Nozzle）的圓心．????圖1?微水刀激光原理????????低壓純凈水從水腔左邊進(jìn)入，經(jīng)鉆石噴嘴（Diamond?Nozzle）上的微孔噴出。由于噴嘴考慮到流體力學(xué)的設(shè)計(jì)，出來的水柱像光纖一樣既直又圓。水柱的直徑根據(jù)噴嘴孔徑而異，一般比人的頭發(fā)還細(xì)，有100～30?μm多種規(guī)格。激光被導(dǎo)入
8、水柱中心，利用微水柱與空氣界面全反射的原理，激光將沿著水柱行進(jìn)。在水柱維持穩(wěn)定不開花的范圍內(nèi)都能進(jìn)行加工。通常有效的工作距離為噴嘴孔徑的l?000倍。如噴嘴為100?μm，則其有效工作距離為1?00mm。這是傳統(tǒng)激光所望塵莫及的，因?yàn)閭鹘y(tǒng)激光只能在焦點(diǎn)處加工。激光光源可選配不
