초음파 다이싱

솔루션

전자부품(Ceramics)과 광학부품(Optical glass prisms, filters etc.)에 대응 가능한 가공 공정으로 개발된 초음파 다이싱 블레이드 다이싱에서는 지금까지 가공이 곤란했던 유리(Glass)나 세라믹(Ceramics)등 난연삭재의 가공성이 향상됩니다.

종래의 난연삭재 가공시의 문제점

유리, 세라믹, 금속, 수지등 난연삭재의 블레이드 다이싱에서 다양한 문제가 발생하고 있습니다.

블레이드의 변형^*1, 막힘^*2의 발생에 의한 가공부하가 상승^*3하게 되면, 칩핑과 버(Burr)가 증대되어 블레이드 파손, 이상 마모, 웨이퍼의 그을림 흔적 등 다양한 문제가 발생합니다.
*1 블레이드의 선단의 인조다이아몬드(Abrasive)가 마모되어 블레이드 표면으로부터 인조다이아몬드(Abrasive)의 돌출이 없어 지는 것을 의미합니다. 이러한 상태가 되면, 블레이드는 정상 가공을 할 수 없게 됩니다.
*2 웨이퍼의 절삭층과 테이프의 접착제 등이 블레이드의 선단에 부착하여, 인조다이아몬드(Abrasive)의 돌출이 없어집니다. 모양의 변형과 같이 블레이드 정상적인 가공이 불가능합니다.
*3 가공부화는 미세한 연마 입자를 사용하거나 이송 속도를 높일 수 있습니다. 가공 부하의 상승은 스핀들 전류 값의 상승으로 확인 할 수 있습니다.
사용　가능한 블레이드의 종류가 한정됩니다. 모양의 변형과 막힘 방지를 위해 소모가 쉬운 본드블레이드를 선택하여, 블레이드의 수명이 짧아 집니다. 또한 인조다이아몬드(Abrasive)의 크기를 선정시, # 320 ~ # 600 정도로 비교적 큰 입자가 필요합니다.

이러한 난연삭재 가공에 있어 블레이드 다이싱의 문제점을 해결하기 위해 개발되어진 것이 초음파 다이싱입니다.

초음파 다이싱가공의 원리

초음파 다이싱에서는 초음파진동자를 내장한 전용Φ2인치 블레이드를 사용합니다. 이 전용 블레이드는 기대에 특수 슬릿이 들어가 있으며, 스핀들 자체에는 진동을 전달하지 않고 날을 반경 방향으로 효율적이게 진동시켜, 블레이드 외경이 팽창하거나 수축하는 운동을 합니다.(그림1)

그림 1초음파 진동 발생의 메커니즘

초음파의 진동에 의해 다이싱 블레이드가 반경 방향으로 순간적으로 신축하여, 단시간에 인조다이아몬드(Abrasive)가 웨이퍼와 큰 가속도로 충돌을 반복합니다. (그림2) 그 결과, 블레이드의 반경 방향으로 파쇄층을 발생시키면서 가공하기 때문에, 가공 부하를 크게 줄일 수 있습니다. 또한 이 진동으로 블레이드와 자재 사이에 틈이 생겨, 인조다이아몬드(Abrasive)의 냉각 상황이 크게 개선되고 모양의 변형 및 막힘 방지로 가공 품질과 수명 향상을 기대할 수 있습니다.

그림2 초음파 다이싱 가공의 메커니즘

일반적인 절삭가공
초음파 다이싱

초음파 다이싱의 장점

가공부하를 낮추고 인조다이아몬드(Abrasive)의 냉각상황을 개선시키는 효과로 다양한 장점이 있습니다.

블레이드 소모가 적정하게 되어, 절삭력을 유지하고 돌발 칩핑을 억제 할 수 있습니다. 아래의 SiC의 풀 커팅 실험에서는 칩핑을 절반으로 저감하였습니다.
수지나 금속등의 연성재료에서도 인조다이아몬드(Abrasive)의 냉각효과나 초음파의 큰 진동에 대한 절삭층이 블레이드 선단에 부착되는 것을 막아주어, 막힘에 의한 가공불량(Burr증가)을 방지할 수 있습니다.
강도는 높지만, 막힘이나 모양의 변형이 발생하기 쉬운 전주본드가 사용가능하기 때문에, 미세한 입자 크기의 사용도 함께 블레이드의 두께를 얇게 할 수 있습니다. 그 결과, 재료 수율의 향상을 기대할 수 있습니다.

초음파 다이싱 유닛 전용 블레이드

초음파 다이싱을 하기 위해서는 전용 블레이드, 초음파 발진 전원, 진폭 측정 장치 및 전용 마운트와 캡, 그리고 전용 소프트의 탑재가 필요하며, 이것들을 총칭하여 초음파 다이싱 유닛이라고 합니다. 새로운 기계뿐만 아니라, 현재 사용중인 장비를 현지에서 개조 할 수 있습니다. 블레이드 본드 타입도 일반적인 블레이드와 동일하게 레진 본드, 메탈 본드, 전주본드 중에서 선택할 수 있어, 고객의 다양한 요구에 대응 할 수 있습니다.