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ACCRETECH東京精密半自動劃片機(jī)的工作原理是什么
更新時(shí)間：2025-08-28
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ACCRETECH（東京精密）的半自動劃片機(jī)主要用于將晶圓（Wafer）切割成獨(dú)立的芯片（Die），是半導(dǎo)體封裝過程中的關(guān)鍵設(shè)備之一。下面我為你解釋它的工作原理和核心組件。
半自動劃片機(jī)的工作原理可以概括為：通過高速旋轉(zhuǎn)的金剛石砂輪（刀片），在晶圓的切割道（Scribe Line）上進(jìn)行精準(zhǔn)的磨削切割，同時(shí)依靠精密移動的工作臺和冷卻系統(tǒng)保證切割質(zhì)量和效率。
半自動劃片機(jī)的精密操作依賴于以下幾個(gè)核心組件的高效協(xié)作：
| 組件名稱 | 功能與特點(diǎn) | 半自動模式下的應(yīng)用 |
|---|---|---|
| 主軸系統(tǒng) | 采用空氣靜壓電主軸，轉(zhuǎn)速高（通常每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)），帶動金剛石刀片旋轉(zhuǎn)進(jìn)行切割。高精度主軸能確保切割時(shí)的穩(wěn)定性和精度，減少振動帶來的崩邊或損傷。 | 操作員需根據(jù)材料和經(jīng)驗(yàn)設(shè)置合適的轉(zhuǎn)速。 |
| 金剛石刀片（刃具） | 切割的執(zhí)行部件，其上鍍有金剛石磨粒。刀片的選擇（如粒度、結(jié)合劑、濃度、形狀）直接影響切割質(zhì)量和效率。 | 操作員需要根據(jù)不同的晶圓材料（如硅、砷化鎵、化合物半導(dǎo)體等）和厚度選擇合適的刀片。 |
| 精密運(yùn)動控制系統(tǒng) | 主要包括X、Y、Z軸運(yùn)動平臺。X、Y軸實(shí)現(xiàn)切割路徑的精確定位和移動（分辨率可達(dá)亞微米級），Z軸控制刀片的切入深度。 | 操作員通常需手動或輔助完成初始對刀和定位，設(shè)定切割道坐標(biāo)后，設(shè)備可自動按程序完成該區(qū)域的切割。 |
| 視覺對位系統(tǒng)（CCD） | 高倍率攝像頭和圖像處理軟件用于識別晶圓上的切割道（Scribe Line）和光學(xué)標(biāo)記（Mark點(diǎn)），確保切割路徑的精準(zhǔn)對準(zhǔn)。 | 這是半自動操作的關(guān)鍵。操作員可能需要手動尋找第一個(gè)標(biāo)記點(diǎn)，或由系統(tǒng)識別后，操作員確認(rèn)位置，后續(xù)切割道可由設(shè)備自動跟蹤完成。 |
| 冷卻系統(tǒng) | 切割過程中會產(chǎn)生大量熱量，因此需要冷卻水（通常是去離子水）來冷卻刀片和晶圓，并沖洗切割產(chǎn)生的碎屑，防止污染和熱損傷。冷卻水溫需穩(wěn)定，以防刀痕偏移。 | 操作員需確保冷卻系統(tǒng)工作正常，并根據(jù)工藝需要調(diào)整冷卻液參數(shù)。 |
| 承片臺（Chuck Table） | 用于通過真空吸附固定晶圓。通常具有陶瓷微孔吸盤或金屬吸盤，能均勻吸附晶圓，減少切割時(shí)的振動和位移，對于薄脆晶圓尤為重要。 | 操作員需將晶圓（通常背面貼有藍(lán)膜并安裝在金屬環(huán)上）正確裝載到承片臺上并確保真空吸附牢固。 |
“半自動"意味著在切割過程中，需要操作人員參與部分關(guān)鍵環(huán)節(jié)：
人工參與：操作員通常需要負(fù)責(zé)安裝晶圓、初始對位、選擇切割程序、設(shè)置關(guān)鍵參數(shù)（如切割速度、切割深度、主軸轉(zhuǎn)速），并在切割后進(jìn)行檢查。
自動執(zhí)行：一旦設(shè)置完成，設(shè)備可以自動完成一條或多條切割道的切割過程，包括按照預(yù)設(shè)路徑移動工作臺、控制刀片起降等。
這類設(shè)備主要應(yīng)用于：
半導(dǎo)體芯片制造：將完成前端工藝的晶圓切割成單個(gè)芯片，用于CPU、存儲器、各種集成電路和傳感器等芯片的封裝前道工序。
光電領(lǐng)域：切割LED、Mini-LED、Micro-LED芯片的晶圓。
微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）：切割敏感的MEMS器件晶圓。
*封裝：如Fan-Out（扇出型封裝）等需要晶圓級切割的工藝。
總而言之，ACCRETECH東京精密的半自動劃片機(jī)通過高速旋轉(zhuǎn)的金剛石砂輪對晶圓進(jìn)行磨削切割，依靠精密的運(yùn)動控制、視覺識別對位和冷卻系統(tǒng)協(xié)同工作，最終將晶圓分割成獨(dú)立的芯片。其“半自動"特性體現(xiàn)了人機(jī)協(xié)作，既依賴設(shè)備的自動化精度，也離不開操作員的經(jīng)驗(yàn)判斷和干預(yù)，非常適合研發(fā)、小批量多品種的生產(chǎn)場景。
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