蓝宝石切片质量控制浅析

切片质量控制计划
撰写人：刘航明
目的
通过以往的经验制定出一套能良好控制切片质量的工艺，为以后提高切片良率提供有力的保证。

生产设备及材料
RTD 6400-6800多线切割机、2inch蓝宝石晶棒
技术指标
THK（560±15μm）、TTV（≤10μm）、BOW（≤6μm）
影响各参数因素分析
1、THK——切片厚度等于槽轮槽距减去线径。

大约等于（800-250=550μm）
1.1 新的金刚线切出来的片厚大概为545μm左右，因为线跟晶片之间还有一层切削液
薄膜和金刚线在行走时本身有震动。

随着线被利用多次，线径会减小，在我们被弃用之前，片厚被控制在575μm以下。

但是在切割过程中我们还发现同根棒子的片厚差距比较大，为厚道工序分档增加了负担。

这是因为线在切割的过程中，由晶棒头走到尾，随着沙粒被消耗会变细，必然导致晶片头跟尾的厚度不一样，所以我们槽轮的槽距由内到外成减小趋势，平均值为0.804㎜。

1.2 金刚线表面颗粒分布不均匀会导致同一片片子的不同位置厚度不同，严重时有可能
超出规格要求。

1.3 当然，切割程序对片厚也有微小的影响。

2、TTV——切片最大厚度减去最小厚度。

2.1 线速相对于锯切速度，假如没有形成一个良好的合作关系，会出现不良现象。

假如
线速相对于锯切速度过剩，同一加工区被过分切割，使切缝变宽，另外金刚线横向震动也会加大缝宽;线速相对于锯切速度过小，会使锯丝在切割区域发生弯曲，破坏了锯丝相对于晶棒的精准位置，增大了TTV。

2.2 一般情况下，张力越大越好，但那只限于理论之上，实际应用当中还需谨慎。

线有
了张力，在切割过程中不容易偏离精准位置，或者说偏离的少，并且在一定程度上加大了线切割能力，所以对晶片TTV改善有比较重要的影响。

但张力相对于切割速度过大，会使线锯在同一加工区过分切割，使切缝变宽，在线加速减速位置比较明显，并且使线
对表面金刚石颗粒把持力减小，过快消耗线；另外张力过大对槽轮以及设备寿命有所限制。

2.3 摆角的作用是为后面切割分担任务，它的应用也得谨慎，过大过小对TTV都有影响。

过小，对晶片表观处理不够到位，并且因为载荷变化过大使切出的片子厚度不均，从而影响TTV；过大，意味着晶棒上半部分锯切面积相比下半部分太大，会把握不准工艺编程。

2.4 摆角速度有利于改善TTV,一般情况下，越大越好。

顾名思义，摆角速度越大，金刚
线对于表面处理有很好的效果。

但是摆角速度依赖于张力，在没有足够张力维持的情况下，过大的摆角速度在晶棒边缘会偏离精准位置。

所以在其他配合都良好的情况下，摆角速度、摆角大小、张力又要确定一个最适合范围。

2.5 线耗也影响着TTV。

当一卷线被利用很多次，局部表面已多次出现发光发亮，这时
我们的TTV也将有可能超出我们的控制范围。

所以我们当前线耗暂时控制在3.5m/pcs，具体最好能达到多少，有待于实验研究。

3、BOW——晶片的弯曲度
3.1线锯表面金刚石颗粒分布要均匀。

假如，线锯没有满足这一条件，锯切时，线会向
着金刚石颗粒多的方向偏移，自然就影响晶片的弯曲度。

3.2 切削液不仅有润滑和清洗的作用，同时可以冷却锯切时产生的高温。

切削液有一定
的配比，我们必须按照要求完成。

很多文献都表明，水、按一定配比的切削液、纯乳化液被应用于切割，得出的结论是按一定配比的切削液最好，道理很简单，这种合成物无非就是结合了水的流动性、比热容和纯切削液的润滑作用得出。

在锯切的过程中，被加工处会产生高温，如果切削液质量不好，会导致热膨胀变形。

所以，被利用的切削液要好，并且要按时换滤芯以及控制切削液的利用时间。

3.3 产生弯曲度，这是个热力耦合的作用，不合适的下降速度，使锯切时载荷频繁变化，
导致，精准位置偏离。

一般情况下，根据切割面积相等原理来设定，效果具体怎样，还需技术员的工作经验作个修正。

3.4 切割环境的温度直接影响着切削液的粘度，也就是流动性。

流动性不好，对切缝降
温和清屑的效果不明显。

在切割过程中，温度应当一直保证恒定，槽轮的受温度变化而影响形变。

根据相关实验得出，最终确定温度控制在25℃±1。

3.5 锯切时，高速运转的线难免会产生横向震动，一定程度下，也会影响晶片弯曲度。

3.6 锯切时的来回往复运动，使线的张力在局部有了变化，破坏了线的稳定性，足够的
张力可以减小这一变化，加大一点张力可以减小线的横向震动，加大一点张力，既可以控制线的轨迹，也可以加大线的切削力，但是过大会适得其反，完全看技术员的工作能力。

3.7 摆角和摆角速度对弯曲度也有影响，具体怎么用，看经验吧，这是一个注重配合的
过程。

线切割当前应用程序：
Program edit menu
Run wire method
Incremental reverse length 800
Yoke Feed Method
20 pt Yoke Feed （in/sec）
Elliptical Rock Angle(Deg)
当前质量控制效果
Item Pass THK（560±15μm）100%
TTV（≤10μm）92.5%
BOW（≤6μm）90%
非工艺影响
1.人为过失行为导致质量批次事故。

2.设备故障导致质量事故。

改善措施：加强对操作工的培训；定期保养机器。