精密劃片機主要用于硅片、陶瓷、玻璃、砷化鎵等材料的加工,也被廣泛應(yīng)用于集成電路(IC)、陶瓷薄板、PCB、藍寶石玻璃等行業(yè)。劃片機作為半導(dǎo)體芯片后道工序的封裝環(huán)節(jié)加工設(shè)備之一,用于晶圓的劃片、分割或開槽等微細加工,其切割的質(zhì)量與效率直接影響到芯片的封裝質(zhì)量和生產(chǎn)成本。例如用于LED晶片的分割,形成LED芯粒。
半導(dǎo)體晶圓劃片機主要用于封裝環(huán)節(jié),是將含有很多芯片的wafer晶圓分割成一個一個晶片顆粒的設(shè)備,目前行業(yè)主要以機械劃片為主,包括主軸、控制系統(tǒng)等,由于切割基體為半導(dǎo)體器件,所以產(chǎn)品良率及控制要求較高。劃片機目前以砂輪機械切割為主流切割方式,激光是重要補充。劃片機主要包括砂輪劃片機和激光劃片機:(1)砂輪劃片機是綜合了水氣電、空氣靜壓高速主軸、精密機械傳動、傳感器及自動化控制等技術(shù)的精密數(shù)控設(shè)備,在國內(nèi)也稱為精密砂輪切割機。(2)激光劃片機是利用高能激光束照射在工件表面,使被照射區(qū)域局部熔化、氣化、從而達到劃片的目的。
目前市場以砂輪切割機為主,主要是激光切割不能使用大功率以免產(chǎn)生熱影響區(qū)(HAZ)破壞芯片;激光切割設(shè)備非常昂貴(一般在100萬美元/臺以上);激光切割不能做到一次切透(因為HAZ問題),因而第二次切割還是用劃片刀來最終完成。VLSI數(shù)據(jù)顯示劃片機在封裝設(shè)備的價值量為28%,根據(jù)SEMI數(shù)據(jù),2021年全球封裝設(shè)備市場規(guī)模為69.9億美元,2021年全球封裝設(shè)備市場規(guī)模為69.9億美元,對應(yīng)2022年劃片機的市場空間約為20.4億美元。從格局看國外供應(yīng)商如日本DISCO、東京精密、以色列ADT等壟斷。目前日本Disco壟斷了全球70%以上的封裝關(guān)鍵設(shè)備減薄機和劃片機市場,東京精密ACCRETECH次之,劃片機國產(chǎn)化率僅5%左右,國內(nèi)主要企業(yè)有光力科技、中電科45所、江蘇京創(chuàng)、沈陽和研以及深圳華騰等。原文始發(fā)于微信公眾號(艾邦陶瓷展):晶圓劃片機——封裝工序的超精密設(shè)備