晶圓劃片機是半導(dǎo)體后道封測中晶圓切割和WLP切割環(huán)節(jié)的關(guān)鍵設(shè)備。在一個晶圓上,通常有幾百個至數(shù)千個芯片連在一起。它們之間留有80μm至150μm的間隙,此間隙被稱之為劃片街區(qū)(Saw Street)。將每一個具有獨立電氣性能的芯片分離出來的過程叫做劃片或切割(Dicing Saw)。半導(dǎo)體晶圓劃片機是將含有很多芯片的晶圓分割成晶片顆粒,為下道粘片工序做好準備,其切割的質(zhì)量與效率直接影響到芯片的質(zhì)量和生產(chǎn)成本。
劃片機國產(chǎn)化率較低,亟待提升。根據(jù)公告,全球半導(dǎo)體劃片機每年有120億的市場規(guī)模,中國市場占25%。整個半導(dǎo)體劃片機市場被日本DISCO壟斷,國內(nèi)廠家市場份額不到5%。隨著日本半導(dǎo)體設(shè)備的禁運,國內(nèi)設(shè)備的市場空間和機會逐漸釋放。
在異構(gòu)集成設(shè)計中,制造小芯片需要更多切割,使得劃片機的用量和精度提升。根據(jù)QYR(恒州博智)的統(tǒng)計及預(yù)測,2023年全球劃片機市場銷售額達到17.25億美元,預(yù)計2030年將達到25.16億美元,2024-2030年CAGR為5.4%。
晶圓劃片主要有刀輪切割和激光切割兩種,刀片切割是使用最廣泛的切割工藝,占市場份額的80%,用在較厚的晶圓(>100μm)切割,具備效率高、成本低、使用壽命長。激光切割屬于非接觸式加工,市場占比約20%,主要適用于切割較薄的晶圓(<100μm),具有高精度、高效率,且可避免對晶體硅表面造成損傷(厚度不到30μm的晶圓則使用等離子切割,等離子切割速度快)。Chiplet技術(shù)切割芯粒最重要的設(shè)備就是激光劃片機。
(刀片切割原理圖)
由于劃片的對象是成本昂貴的晶圓,劃片設(shè)備必須具有高精度和高可靠性。先進3D疊層封裝要求晶圓及芯片的厚度越來越薄,甚至到了50μm以下。超薄晶圓對機械應(yīng)力和熱應(yīng)力非常敏感,要求劃片過程應(yīng)力越小越好。
(圖片來源于網(wǎng)絡(luò))
針對半導(dǎo)體晶圓劃片設(shè)備這個領(lǐng)域,隱冠基于多年的精密運動系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗,可提供高速、高精度的直驅(qū)運動系統(tǒng)。對于直線軸,可提供高精度的直驅(qū)解決方案,XY軸雙向重復(fù)精度可達±0.5μm,Z軸雙向重復(fù)精度可達±0.2μm。對于旋轉(zhuǎn)軸,可提供高精度、高剛度的DD馬達解決方案,雙向重復(fù)精度達±2arcsec。對于晶圓吸附,可提供多規(guī)格兼容的多孔質(zhì)陶瓷吸盤。同時,為降低Z軸發(fā)熱風(fēng)險,可提供磁浮式音圈電機、主動式水冷音圈電機、磁力彈簧等核心零部件解決方案。通過隱冠高度模塊化的設(shè)計,更加便于客戶以低擁有成本來實現(xiàn)極大的配置靈活性。
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