1、 為什么要測高
晶圓劃片機(jī)是半導(dǎo)體封裝加工技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)重要的加工設(shè)備,目前市場上使用較多的是金剛石刀片劃片機(jī),劃片機(jī)上高速旋轉(zhuǎn)的金剛石劃片刀在使用過程中會不斷磨損,如果劃片刀高度不調(diào)整,在工件上的切割深度會逐漸變淺。
為了保證測量結(jié)果的精準(zhǔn),需要對劃片刀的磨損程度進(jìn)行在線檢測,根據(jù)劃片刀磨損量調(diào)整主軸相對工作臺的高度,因此市面上的晶圓劃片機(jī)均需要設(shè)置用于對劃片刀進(jìn)行測高的測高裝置,通過測高裝置對劃片刀進(jìn)行測高,及時調(diào)整劃片刀的高度,盡可能保證加工時劃片刀與工件的相對位置不變,以保證劃切效果的一致性。
2、兩種測高方式
目前測量刀片磨損有兩種方式:接觸測高和非接觸測高。
接觸測高
每次換刀之后必須進(jìn)行接觸測高,記錄刀片邊緣與工作臺邊緣之間的距離,由此計算Z軸下刀深度。接觸測高是主軸在工作臺邊緣位置處,Z向向下運動,在與工作臺接觸的瞬間,刀與工作臺導(dǎo)通形成回路,控制器收到導(dǎo)通信號后,記錄Z向位置并控制Z向抬起,完成接觸測高,其工作原理如下圖所示。
非接觸測高
然而在劃切陶瓷、玻璃等材料時砂輪刀片的磨損較為嚴(yán)重,如采用接觸測高會對劃切的效率帶來很大的影響。而且在實際切割產(chǎn)品的過程中,工作臺上是有產(chǎn)品的,無法直接使用接觸測高來測量,這時就需要使用非接觸測高。
非接觸測高通過刀片最低點邊緣遮擋對射式光纖傳感器,當(dāng)光纖放大器檢測到遮光量達(dá)到設(shè)定閥值時輸出信號,控制器收到信號,記錄Z向位置,并控制Z向抬起,完成非接觸測高,其工作原理如下圖所示。
非接觸式激光測高憑借其無損測量、高速掃描、適應(yīng)翹曲、實現(xiàn)動態(tài)實時補償?shù)群诵膬?yōu)勢,已成為現(xiàn)代高精度劃片機(jī)(特別是用于切割先進(jìn)半導(dǎo)體器件、化合物半導(dǎo)體、MEMS、LED、先進(jìn)封裝等)的標(biāo)準(zhǔn)配置和首選方案。
刀片磨損檢測系統(tǒng)
劃片機(jī)刀片磨損檢測是一項重要的功能,主要通過輸入卡高低電平變化觸發(fā)PMAC控制卡獲取Z軸的位置并自動記錄,由此來計算刀片的損量以及劃切材料時的下刀深度,為了達(dá)到劃切的要求,只有當(dāng)前磨損檢測值與上一次損檢測值誤差在允許范圍之內(nèi)才可執(zhí)行下一步操作,否則報警提示。
3、控制方法
目前不管是接觸測高還是非接觸測高,都是導(dǎo)通信號或者遮擋信號傳輸?shù)娇刂破鳎刂破魇盏叫盘柡螅賹軸驅(qū)動器發(fā)出停止再抬起的命令。在控制器接收信號到發(fā)出信號這一段時間內(nèi),Z軸一直在向下運動,直到收到控制器的停止命令停止后再抬起,因為接觸測高是刀片與工作臺實際接觸,所以向下走的這段距離對于刀片來說也是有一定磨損的,同時也影響了測高精度,因此提出一種提升劃片機(jī)測高精度的控制方法,不經(jīng)過控制器,直接將導(dǎo)通信號或者遮擋信號傳輸?shù)津?qū)動器,通過驅(qū)動器鎖存測高位置,并控制Z軸停止抬起。此控制方法可以加快對Z軸的控制,提升測高精度,減少刀片磨損,具有非常重要的實際意義。
4、刀高怎么設(shè)置
④刀片高度:單刀模式時根據(jù)工件厚度和切入膜材深度設(shè)置刀高;STEP模式時,Z1一般設(shè)置為工件的三分之一或二分之一深,Z2則要考慮工件厚度和切入膜材的深度。通常情況下膜材切入25μm深為宜。
⑦自動測高:在切割中/切割后當(dāng)Z1/Z2切割距離達(dá)到設(shè)定值時自動測高,可選Z1\Z2同時測高,可選Z1\Z2同時或不同時。(與Z1同時:表示當(dāng)Z1軸切割米數(shù)達(dá)到設(shè)定的數(shù)值時,Z1\Z2同時測高;不同時:表示其中任意一軸達(dá)到設(shè)定值時兩軸同時測高。)
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