Способ разделения пластин на элементы

 

Изобретение относится к производству интегральных схем. Целью изобретения является повышение качества поверхности разлома за счет снижения количества сколов и трещин. Перед скрайбированием пластину сжимают в ее плоскости перпендикулярно линии разделения и растягивают вдоль линии разделения нагрузками, определяемыми по приведенным формулам. Затем производят скрайбирование, освобождают деталь от нагрузок и раскалывают по линии разделения приложением изгибающего момента. 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 5 В 24 В 27/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4445688131-08 (22) 23.06,88 (46) 1 5,01.90. Бюл. N 2 (71) Белорусский политехнический институт (72) В.М.Яркович, А.М;Яркович, И.H.Òîçèê и Т.Г.Русальская (53) 621.924.07(088.8) (56) Бочкин О.И. Механическая обработка полупроводниковых материалов.

М.: Высшая школа, 1983, с. 80, 81.

Изобретение относится к технологии интегральных схем, точнее к области разделения пластин из полупроводниковых материалов.

Цель изобретения - повышение качества излома эа счет снижения количества сколов и трещин.

На фиг.1 представлена схема способа, на фиг.2 - схема разлома пластины.

Сущность изобретения состоит в следующем.

Сжатие пластины до напряжений, не превышающих 0,35 предела упругости на сжатие, в направлении, перпендикулярном линии разделения, дальнейшая прорезка канавки и освобождение плас" тины от нагрузки обеспечивают формирование растягивающих остаточных напряжений перпендикулярно линии раэде(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ПЛАСТИН IA

ЭЛЕМЕНТЫ (57) Изобретение относится к производству интегральных схем, Целью изобретения является повышение качества поверхности разлома эа счет снижения количества сколов и трещин.

Перед скрайбированием пластину сжимают в ее.плоскости перпендикулярно линии разделения и растягивают вдоль линии разделения нагрузками, определяемыми по приведенным формулам. 3атем производят скрайбирование, освобождают деталь от нагрузок и раскалывают по линии разделения приложением изгибающего момента. 2 ил., 1 табл. ления на дне канавки, распространяющихся на глубину дефектного слоя, формируемого при прорезке. Поэтому последующая разломка пластины идет по дну.

При этом если при скрайбировании абраэивйым кругом обычно формируются растягивающие остаточные напряжения, то в данном случае их величина возрастает на величину, равную напряжению сжатия, обеспечиваемую предварительным напряжением, что приводит к формированию микротрещин вдоль центра дна канавки (где напряженность наибольшая). ,Для усиления этого эффекта следует принять возможно большие усилия.

Растяжение пластины вдоль линии разделения на величину, не превышаю! 535702

4 г

ЗО

Пример. Производили разделение пластин из германия, толщиной

0,3 мм. Пределы упругости при сжатии

80 кг/мм2, при растяжении 35 кг/мм2.

Использовали круг АС20-11л/10-Ml 1004. диаметром 150 мм. Режимы абразивной щую 0,65 предела упругости, сместит при освобождении детали после прорезки остаточные напряжения, формируемые обычно при порезке свободной пластины в деформируемом слое на эту же величину в сторону сжимающих. Для повышения этого эффекта прилагают максимально возможные усилия. Так как остаточные напряжения, Формируе" !О мые при шлифовании, не превышают предела упругости (для хрупких матери° ° лов), то в данном случае растяжение ластины облегчает формирование сжил ающих остаточных напряжений, дейтвующих вдоль линии разделения, на формированной при пореэке поверхИости. Действие сжимающих остаточных напряжений вдоль линии разделения предотвращает возникновение трещин йерпендикулярно линии разделения.

Таким образом, вдоль линии разделения на поверхности канавки, формиуемой отрезным кругом, после освоождения детали обеспечивается полу- 25 чение поля с поверхностными остаточными напряжениями, которые при приложении изгибающего момента и дальнейШем разделении пластины обеспечивают формирование новой поверхности без трещин.

Экспериментально установлено, что растяжение материалов до величин в

3,65 предела упругости характеризуется снижением микротвердости поверхностного слоя, а при превышении укаЗанной границы наблюдается резкий рост микротвердости поверхностного слоя и, следовательно, снизится стойКость инструмента, Способ осуществляется следующим

40 образом.

На деталь налагают сжимающие усилия, перпендикулярно линии разделения, а растягивающие нагрузки - вдоль этой линии, и закрепляют ее. Величины 45 нагрузок рассчитывают по формулам (1), (2). Далее абразивный круг вращают и перемещают вдоль линии разделения, прорезая канавку, освобождают деталь и, изгибая ее в плоскости, перпенди- 50 кулярной линии-раздела, разламывают. прорезки: Ч„ — 30 м/с; Чд

3 м/мин t = 0,1 мм, I Ю

Обрабатывали 4 партии пластин (по

5 шт.). Пластины первой партии сжимали распределенной нагрузкой перпендикулярно линии разделения, величи" ной, равной: q = 0,35 80(0,3 - 0,1) =

= 5,6 кг/мм2 и растягивали в направлении линии разделения распределенной нагрузкой, равной:

Ч = 0,65 35(0,3 - - --- -)

0201

1 2 !0

= 6,7 кгlмм, где 1 = !0 мм; Ь = 0,2 мм.

При обработке второй партии пластин растягивающие усилия были — 5 кг/мм, сжимающие пc = 4 кг/йм; при обработке третьей партии

2 кг/мм; с! = 2 кг/мм, При разрезке четвертой партии деталей их закрепляли беэ приложения нагрузок в плоскости деталей, т.е. обработку про. изводили по способу, принятому эа прототип, После прореэки канавки пластину освобождали, изгибая ее в плоскости, перпендикулярной линии разделения, на цилиндрическом ноже, параллельном линии разделения, разламывали ее.

На металлографическои микроскопе оценивали качество вновь обработанных поверхностей - определяли количество микротрещин и микросколов при увеличении 100 на 10 мм длины линии разделения.

Данные измерений приведены в таблице.

Формула изобретения

Способ разделения пластин на элементы, при котором их предварительно скрайбируют, а затем ломают по надре" зу, отличающийся тем, что, с целью повышения качества излома, пластину перед операцией скрайбирования подвергают сжатию в ее плоскости перпендикулярно линии разделе-. ния, распределенной нагрузкой

«!с (0,35(бе (8 - t), (1) и растяжению, в направлении линии разделения, распределенной нагрузкой

qp(0,65(6)))(g — — „-) ) (2)

Ь ° t где ц — сжимающая нагрузка;

$Q 1- предел упругости материала с пластины на сжатие;

1535702

Способ Усилия Количество микротрещин и сколов на разде- кг/мм 10 мм длины поверхности разлома ления

Среднее

Деталь

Г 1 !

1 2 3 4 5

2,6

3,2

4,8

6 1

5 3

5 8

2 1 3

2 4 2

3 2 6

7 12 6

7,6

9 4

Составит ль В,Иганов

Техред М. Дидык Корректор Л. Бескид

Редактор И.Товтин

Заказ 75 Тираж 586 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101

3 - толщина пластины, t - глубина канавки при скрайбировании, q - растягивающая нагрузка;

Предлагаемый 6,7 5,6

5 4

2 2.

Прототип 0 0 (С )- предел упругости материала пластин на растяжение;

Ь - ширина канавки при скрайбировании;

1 - шаг канавок.