Disco 划片是指使用迪斯科公司(DISCO Corporation)开发的专业精密加工设备,对硅晶圆、玻璃、陶瓷和光学基板等硬质材料进行高精度切割(或“划片”)的制造过程。作为微制造的关键步骤,此过程将单个大型基板分离成独立的芯片或组件,这一过程正式称为分切。

核心技术和方法
DISCO 公司提供多种划片方法,以适应基板的易碎性、厚度和材料特性。
机械刀片划片
最常见的方法是使用高速旋转的磨料刀片。
- 刀片:划片刀片非常薄(通常厚度在 0.01 毫米到 0.5 毫米之间),通常镶嵌有人造金刚石颗粒。
- 工艺:刀片以极高的速度旋转(通常在 30,000 到 60,000 转/分钟之间),磨出一个精确的凹槽或完全切穿基板。
- 冷却和清洁:去离子 (DI) 水持续喷洒在切割区域,以冷却刀片,减少材料的热应力,并冲走可能污染敏感表面的微观碎屑。
激光划片
对于那些机械刀片无法切割或需要零切割宽度(刀片厚度造成的材料损失)的材料,采用激光划片。
- 隐形切割 (SD):专用聚焦激光束被引导到基板内部,形成局部“改性层”,而不会损坏顶部或底部表面。然后,基板在专用胶带上物理膨胀,使其沿着激光改性线干净地裂开。
- 激光完全切割:使用长脉冲激光通过熔体喷射完全切割基板。这对于快速分切非常有效,且没有物理刀片的机械应力。
超声波划片
该方法专为难切割材料开发,结合了机械刀片旋转和超声波振动。它减少了工件的机械载荷,对于最大限度地减少极硬或易碎材料的崩边非常有效。
在光学元件制造中的应用
尽管 Disco 划片与半导体行业(如切割硅微芯片)紧密相关,但它也是精密光学元件制造中的基本工艺。
- 光学滤光片和棱镜:在制造光学带通滤光片、反射镜或棱镜时,大型镀膜玻璃或熔融石英基板必须被划片成小的、特定的尺寸。配备专用树脂或金属键合刀片的 Disco 划片机可确保极其干净、精确的切割。
- 边缘质量和光学路径:最大限度地减少崩边在光学领域至关重要,因为芯片边缘的物理缺陷会导致不必要的光散射、杂散反射或光学路径内的干涉。高精度划片可确保滤光片或透镜的功能区域在其绝对边缘保持结构原始状态。
- 复杂基板:光学器件通常使用蓝宝石、石英晶体或专用光学玻璃等坚韧材料。这些划片机上不同的主轴速度和自动化光学对准系统允许对这些难以加工的基板进行严格公差的分切。
主要优点
- 高精度:设备定位精度和分度步长可控制在亚微米级别,确保数百甚至数千个组件的严格尺寸公差。
- 多功能性:能够处理各种材料,从标准硅到专业光学元件、陶瓷和化合物半导体(如 SiC)。
- 自动化:现代划片机具有非接触式设置 (NCS)、用于对准的自动模式识别和自动聚焦功能,这大大减少了人为错误并提高了吞吐量。