玻璃晶圆不同于硅晶圆,划切方案大不一样

创域 2026-09-29 06:21 阅读数 1980 #创域生活

玻璃晶圆是由高纯度特种玻璃,如硼硅酸盐玻璃、熔融石英、无碱玻璃等,经过精密研磨、抛光、镀膜等工艺制成的圆形薄片,外形和尺寸与硅晶圆一致,但定位完全不同。

硅晶圆是用来制造晶体管的"主动层",要跑运算,而玻璃晶圆则是先进封装、MEMS、光子集成里的"被动承载平台",只用来托住芯片、做互联、当光窗。

硅晶圆主要应用于逻辑芯片、存储芯片、功率器件、图像传感器等,玻璃晶圆用于制作先进封装中介层、临时载板、MEMS、光子集成、显示载板等。

然而在HBM 堆叠、Chiplet 系统、CPO 共封装中,往往两者混用,硅晶圆做单元芯片,玻璃晶圆充当中介层,实现多单元堆叠。

玻璃晶圆的材料情况

玻璃晶圆最突出的优势之一是高透光性。它在紫外到近红外的宽波段范围内具有优异的透过率,可见光波段透光率通常>90%,折射率约为1.46–1.52。熔融石英/石英玻璃可覆盖深紫外到近红外的极宽光谱范围,而硼硅酸盐玻璃主要覆盖可见光波段。这一特性使其成为光学传感器窗口、光通信波导、AR/MR眼镜镜片等应用的理想选择。

玻璃晶圆是优良的绝缘体,电阻率极高,介电常数低,介电损耗极小。这种优异的电绝缘性和低介电损耗特性,使其在高频射频应用中能显著减少信号串扰和损耗,非常适合用作中介层和封装基板。

玻璃晶圆的热膨胀系数可以在较宽范围内调整,其中硼硅酸盐玻璃的热膨胀系数与单晶硅极为接近,常用来与硅键合,应用于先进封装与射频器件、惯性传感器、压力传感器、红外滤光片、MEMS微镜阵列的透明视窗,或者作为硅晶圆背面减薄工艺中高平整度的临时支撑载体。

玻璃晶圆的切割要点和难点

相比硅晶圆的“硬”,玻璃晶圆更“脆”,且因为晶体没有晶向,发生断裂时裂纹易随机扩展,并不会像硅晶圆一样裂纹沿晶向可预测。

目前玻璃晶圆切割主要有两条技术路线,可根据晶圆厚度、封装密度和成本综合选择金刚石划片刀切割和激光切割。这里单论主流的金刚石划片刀切割工艺。

若采用金刚石砂轮切割,刀片选型后特别要注意切割模式、主轴转速、进给速度、冷却水的设置。

西斯特案例展示

材料情况

材质

正面玻璃+背面硅

产品厚度

0.22mm

die尺寸

1.1*1.25mm

切割道

40μm

切割工艺

切割模式

单刀切断

主轴转速

30Krpm

进给速度

3mm/s

刀高

0.05mm

胶膜

0.07mm蓝膜

推荐用刀

4500-R-50 BBB

修刀

10mm/s 修15刀

推荐修刀板

5000#75*75*1

切割品质

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正面

背面

不同成分的玻璃晶圆有不同的划切方式,精密划切的奇妙在于,差之毫厘谬以千里,具体的划切方案,欢迎详询西斯特科技硬刀应用团队。

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