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為什么要測(cè)高

晶圓劃片機(jī)是半導(dǎo)體封裝加工技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)重要的加工設(shè)備，目前市場(chǎng)上使用較多的是金剛石刀片劃片機(jī)，劃片機(jī)上高速旋轉(zhuǎn)的金剛石劃片刀在使用過(guò)程中會(huì)不斷磨損，如果劃片刀高度不調(diào)整，在工件上的切割深度會(huì)逐漸變淺。

為了保證測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)，需要對(duì)劃片刀的磨損程度進(jìn)行在線檢測(cè)，根據(jù)劃片刀磨損量調(diào)整主軸相對(duì)工作臺(tái)的高度，因此市面上的晶圓劃片機(jī)均需要設(shè)置用于對(duì)劃片刀進(jìn)行測(cè)高的測(cè)高裝置，通過(guò)測(cè)高裝置對(duì)劃片刀進(jìn)行測(cè)高，及時(shí)調(diào)整劃片刀的高度，盡可能保證加工時(shí)劃片刀與工件的相對(duì)位置不變，以保證劃切效果的一致性。

02

兩種測(cè)高方式

目前測(cè)量刀片磨損有兩種方式：接觸測(cè)高和非接觸測(cè)高。

接觸測(cè)高

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每次換刀之后必須進(jìn)行接觸測(cè)高，記錄刀片邊緣與工作臺(tái)邊緣之間的距離，由此計(jì)算Z軸下刀深度。接觸測(cè)高是主軸在工作臺(tái)邊緣位置處，Z向向下運(yùn)動(dòng)，在與工作臺(tái)接觸的瞬間，刀與工作臺(tái)導(dǎo)通形成回路，控制器收到導(dǎo)通信號(hào)后，記錄Z向位置并控制Z向抬起，完成接觸測(cè)高，其工作原理如下圖所示。

非接觸測(cè)高：

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然而在劃切陶瓷、玻璃等材料時(shí)砂輪刀片的磨損較為嚴(yán)重，如采用接觸測(cè)高會(huì)對(duì)劃切的效率帶來(lái)很大的影響。而且在實(shí)際切割產(chǎn)品的過(guò)程中，工作臺(tái)上是有產(chǎn)品的，無(wú)法直接使用接觸測(cè)高來(lái)測(cè)量，這時(shí)就需要使用非接觸測(cè)高。

非接觸測(cè)高通過(guò)刀片最低點(diǎn)邊緣遮擋對(duì)射式光纖傳感器，當(dāng)光纖放大器檢測(cè)到遮光量達(dá)到設(shè)定閥值時(shí)輸出信號(hào)，控制器收到信號(hào)，記錄Z向位置，并控制Z向抬起，完成非接觸測(cè)高，其工作原理如下圖所示。

非接觸式激光測(cè)高憑借其無(wú)損測(cè)量、高速掃描、適應(yīng)翹曲、實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)群诵膬?yōu)勢(shì)，已成為現(xiàn)代高精度劃片機(jī)（特別是用于切割先進(jìn)半導(dǎo)體器件、化合物半導(dǎo)體、MEMS、LED、先進(jìn)封裝等）的標(biāo)準(zhǔn)配置和首選方案。

刀片磨損檢測(cè)系統(tǒng)

劃片機(jī)刀片磨損檢測(cè)是一項(xiàng)重要的功能，主要通過(guò)輸入卡高低電平變化觸發(fā)PMAC控制卡獲取Z軸的位置并自動(dòng)記錄，由此來(lái)計(jì)算刀片的損量以及劃切材料時(shí)的下刀深度，為了達(dá)到劃切的要求，只有當(dāng)前磨損檢測(cè)值與上一次損檢測(cè)值誤差在允許范圍之內(nèi)才可執(zhí)行下一步操作，否則報(bào)警提示。

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控制方法

目前不管是接觸測(cè)高還是非接觸測(cè)高，都是導(dǎo)通信號(hào)或者遮擋信號(hào)傳輸?shù)娇刂破?，控制器收到信?hào)后，再對(duì)Z軸驅(qū)動(dòng)器發(fā)出停止再抬起的命令。在控制器接收信號(hào)到發(fā)出信號(hào)這一段時(shí)間內(nèi)，Z軸一直在向下運(yùn)動(dòng)，直到收到控制器的停止命令停止后再抬起，因?yàn)榻佑|測(cè)高是刀片與工作臺(tái)實(shí)際接觸，所以向下走的這段距離對(duì)于刀片來(lái)說(shuō)也是有一定磨損的，同時(shí)也影響了測(cè)高精度，因此提出一種提升劃片機(jī)測(cè)高精度的控制方法，不經(jīng)過(guò)控制器，直接將導(dǎo)通信號(hào)或者遮擋信號(hào)傳輸?shù)津?qū)動(dòng)器，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器鎖存測(cè)高位置，并控制Z軸停止抬起。此控制方法可以加快對(duì)Z軸的控制，提升測(cè)高精度，減少刀片磨損，具有非常重要的實(shí)際意義。

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刀高怎么設(shè)置

④刀片高度：?jiǎn)蔚赌Ｊ綍r(shí)根據(jù)工件厚度和切入膜材深度設(shè)置刀高；STEP模式時(shí)，Z1一般設(shè)置為工件的三分之一或二分之一深，Z2則要考慮工件厚度和切入膜材的深度。通常情況下膜材切入25μm深為宜。

⑦自動(dòng)測(cè)高：在切割中/切割后當(dāng)Z1/Z2切割距離達(dá)到設(shè)定值時(shí)自動(dòng)測(cè)高，可選Z1\Z2同時(shí)測(cè)高，可選Z1\Z2同時(shí)或不同時(shí)。（與Z1同時(shí)：表示當(dāng)Z1軸切割米數(shù)達(dá)到設(shè)定的數(shù)值時(shí)，Z1\Z2同時(shí)測(cè)高；不同時(shí)：表示其中任意一軸達(dá)到設(shè)定值時(shí)兩軸同時(shí)測(cè)高。）