CN108144814A - 一种集成电路用单晶硅棒的均匀涂胶粘接方法 - Google Patents

Abstract

一种集成电路用单晶硅棒均匀涂胶粘接方法，用于多线切割前单晶硅棒的粘接。采用针筒式双组份打胶枪，将粘接树脂在出胶管内均匀混合。用出胶针头在树脂条粘接弧面长度方向上间隔涂粘接胶，形成间隔式粘接胶带。然后采用正弦曲线、正三角形（等边三角形）或矩形刮齿刮胶板，在树脂条粘接弧面圆弧曲面宽度方向上垂直于间隔式粘接胶带进行刮胶，形成均匀的条纹状粘胶带，这些粘胶带在流平后形成一个厚度均匀的粘胶层。达到单晶硅棒与橡胶条粘接强度均匀的效果。避免了线切割工序因粘棒不良而导致的掉棒或掉片风险，或因粘接不良造成切割时产生振颤而导致Bow、Warp、TTV超标等不良，也避免了脱胶过程中，强度不均而发生的崩边问题，提高了产品质量。

Description

一种集成电路用单晶硅棒的均匀涂胶粘接方法

技术领域

本发明属于集成电路级单晶硅片加工制造领域，尤其是单晶硅棒经滚圆切断后粘接技术领域，具体为粘接工艺中均匀涂胶粘接的方法和工艺。

背景技术

在集成电路级单晶硅片制造工艺中，大尺寸单晶硅棒切片普遍采用多线切割技术，在线切割之前需将单晶硅棒粘接到树脂条上，进行晶向定位和位置固定。因此，单晶硅棒粘接是硅片加工制造的第一道工序，对后续产品的加工和良率影响重大。单晶硅棒粘接的主要目的是为了将单晶硅棒按照晶向固定，实现线切割时对单晶硅棒的无损夹持，同时保持切割方向、晶向的固定，避免切割时出现晶向偏差、硅片崩边和碎片等不良情况。

粘接采用环氧胶水将单晶硅棒与工件板粘接固定，在单晶硅棒和工件板的中间使用承载板过度。然而，目前环氧树脂的涂抹步骤大多由手工采用调胶刀进行操作，即人工称取一定质量比例的A胶水和B胶水后，用调胶刀将AB胶简单调和后，再用调胶刀刮涂在橡胶条的粘接面上。这种简单调和和刮涂的方法，带来诸多缺点。

首先，用调胶刀简单调和A胶水和B胶水，A胶水和B胶水的混合达不到均匀的程度。这样在不均匀处A胶水和B胶水发挥的作用不同，造成粘接局部过硬或过软，在粘接后可能造成粘接不牢而掉棒，也可能在线切割过程中造成粘接强度不同而发生晶片震动或晃动，从而出现较大的BOW和WARP现象。同时，调胶产生气泡影响胶水平整度、涂胶厚度不均匀等一系列问题。

其次，人工涂胶操作将带来涂胶厚度不均匀，胶层局部区域过厚或过薄。其不良后果是粘接强度过强或强度不足而导致切片时出现掉棒、掉片事故，或因局部粘接不良而产生异常振动导致碎片、崩边等异常。另外，如果局部粘接强度差别过大，甚至在清洗时由于脱胶时间或软化程度的不一致导致硅片剥离时发生崩边或碎片，将很大程度地降低切片良品率。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中单晶硅棒粘接存在的不足，提供一种集成电路用单晶硅棒均匀涂胶粘接方法，在单晶硅棒粘接过程中控制涂胶厚度、形成均匀的粘接胶层，改善单晶硅棒粘接效果，提高良品率。为此，本发明提供了一种集成电路用单晶硅棒均匀涂胶粘接方法，通过以下技术方案实现。

采用针筒式双组份打胶枪，将粘接胶在出胶管内均匀混合。在树脂条粘接弧面长度方向上间隔涂粘接胶，然后采用刮胶板在树脂条粘接弧面宽度方向上刮胶，形成均匀的条纹状粘胶带，这些粘胶带在流平后形成一个厚度均匀的粘胶层。达到单晶硅棒与橡胶条粘接强度均匀的效果。

本发明专利的技术特征在于：采用上表面呈圆弧面、下表面为矩形的树脂条作为单晶硅棒和工件板之间连接的承载板（如图1），选取的树脂条规格为：长度比单晶硅棒长10mm，上表面圆弧面半径与单晶硅棒半径相等，下表面矩形的宽度与工件板的宽度相等。

本发明专利的技术特征在于：混胶采用针筒式AB双组份打胶枪，A胶筒和B胶筒出胶量的比例范围为1:1至1:3，即：。A胶和B胶在混胶管内旋转混胶，A胶和B胶从进入混胶管到达出胶针头时，在混胶管旋转转数为6-10转。

本发明专利涂胶的技术特征在于：采用打胶枪的出胶针头在橡胶条的圆弧面沿着长度方向涂直线胶条。出胶针头直径φ与涂胶层厚度的关系为：，其中，d为涂胶层的厚度。涂胶层厚度d的范围为0.15mm 至0.5mm。

本发明专利涂胶的技术特征还在于：采用打胶枪的出胶针头在橡胶条的圆弧面沿着长度方向的涂胶为间隔式涂胶，形成间隔的直线胶条（如图2）。涂胶间距或胶条间距s与出胶针头直径φ的关系为：。

本发明专利的技术特征还在于：在涂胶后采用刮胶器对间隔直线胶条进行刮胶。刮胶器的特征在于：

采用不锈钢或塑料材。刮胶器为长方体形、带手柄的薄片状刮胶板。厚度为1mm，长度为100-150mm，宽度为50-100mm；

刮胶板用于刮胶用的一侧，其刮齿的形状为正弦曲线、正三角形或矩形，如图3、图4、图5所示。刮齿形状的特征在于：

a. 对于正弦曲线刮齿，刮齿形状的函数关系式为：，式中，d为涂胶层的厚度。正弦曲线一个周期的长度为2d，同时要求在刮胶器上，锯齿的起点和终点位置均落在曲线的波谷处；

b. 对于正三角形刮齿，三角形边长a与涂胶层厚度d的关系为：，式中，d为涂胶层的厚度，锯齿的起点和终点位置均落在正三角形的底边顶点处；

c. 对于矩形刮齿,特征在于：矩齿的宽度与涂胶层厚度d相同，矩齿的高度是涂胶层厚度d的两倍，矩齿之间的宽度与涂胶层厚度d相同，即：

(1)

(2)

(3)

式中，d为涂胶层的厚度，锯齿的起点和终点位置均落在矩形间隔的中点处。

本发明专利的刮胶技术特征还在于：采用刮胶器从橡胶条圆弧面一侧，沿圆弧面刮胶，即沿与打胶枪涂成的间隔直线胶条垂直的方向刮胶。形成圆弧面细条纹形胶条。刮胶路径图见图6。

本发明专利的技术特征还在于：按照上述方案进行混胶、涂胶、刮胶后，进行振流平操作，使胶水层在粘接面上展平。在单晶硅棒粘接时利用晶棒的自身重力，对树脂条上粘接面的胶水以均匀压力进行按压。

由于胶水的半固态性质，其在受到外力作用时具有一定延展性。因此，经过上述结构的刮胶器进行刮胶处理之后，使胶水恰好在单晶硅棒和树脂条的粘接面完全均匀延展开，在粘接面形成厚度均匀的胶水层，实现单晶硅棒的均匀、有效粘接。

附图说明

图1单晶硅棒与粘接的树脂条。

图2打胶枪在涂胶树脂条上涂间隔胶条路径示意图。

图3正弦曲线刮胶器及刮齿示意图。

图4等边三角形刮胶器及刮齿示意图。

图5矩形刮胶器及刮齿示意图。

图6刮胶器刮胶路径示意图。

具体实施例

实施例1

粘接长度为360mm、直径200mm的单晶硅棒。清洁单晶硅棒，保持晶棒表面无尘。树脂条长度为370mm，宽度为100mm，上表面弧面半径为100mm，最低处距下表面13mm；树脂条完全水平地放置于操作台上，清洁并保持树脂条表面无尘。采用0.15mm厚的胶层粘接单晶硅棒。选择两支针筒规格为1:1的双组份手动打胶枪，胶水选用AB胶，AB胶的比例为1:1；AB胶在混胶管中旋转6转进入打胶枪针头。打胶枪的针头直径0.76mm；均匀地移动针头在树脂条上表面沿着长边进行涂胶，涂胶间距为1.52mm。采用正弦曲线刮胶器，曲线方程为：。沿树脂条弧面方向刮胶。刮胶后对树脂条进行振平操作，然后将单晶硅棒平稳放置于树脂条上并将其固定，约3-4小时粘胶固化后。

检测结果表明：双组份胶水混合达到了100%，涂胶胶层厚度均匀，涂胶的平整度高。胶层粘接强度均匀，未出现局部粘接强度不足或强度过高的问题。线切割过程中未出现因粘接不良导致的掉棒或掉片，也未出现因粘接不良造成切割时产生振颤而导致Bow、Warp、TTV超标等不良。脱胶过程中，各硅片同一时间段内脱胶，未出现部分硅片提前脱胶或部分硅片滞后脱胶的现象。同时也未出现脱胶过程中硅片崩边的现象，生产效率与产品质量均得到提高。

实施例2

粘接长度为460mm、直径200mm的单晶硅棒。清洁单晶硅棒，保持晶棒表面无尘。树脂条长度为470mm，宽度为100mm，上表面弧面半径为100mm，最低处距下表面13mm；树脂条完全水平地放置于操作台上，清洁并保持树脂条表面无尘。采用0.5mm厚的胶层粘接单晶硅棒。选择两支针筒规格为1:3的双组份手动打胶枪，胶水选用AB胶，AB胶的比例为1:3；AB胶在混胶管中旋转10转进入打胶枪针头。打胶枪的针头直径2.55mm；均匀地移动针头在树脂条上表面沿着长边进行涂胶，涂胶间距为5.1mm。采用正弦曲线刮胶器，曲线方程为：。沿树脂条弧面方向刮胶。刮胶后对树脂条进行振平操作，然后将单晶硅棒平稳放置于树脂条上并将其固定，约3-4小时粘胶固化后。

检测结果表明：双组份胶水混合达到了100%，涂胶胶层厚度均匀，涂胶的平整度高。胶层粘接强度均匀，未出现局部粘接强度不足或强度过高的问题。线切割过程中未出现因粘接不良导致的掉棒或掉片，也未出现因粘接不良造成切割时产生振颤而导致Bow、Warp、TTV超标等不良。脱胶过程中，各硅片同一时间段内脱胶，未出现部分硅片提前脱胶或部分硅片滞后脱胶的现象。同时也未出现脱胶过程中硅片崩边的现象，生产效率与产品质量均得到提高。

实施例3

粘接长度为360mm、直径200mm的单晶硅棒。清洁单晶硅棒，保持晶棒表面无尘。树脂条长度为370mm，宽度为100mm，上表面弧面半径为100mm，最低处距下表面13mm；树脂条完全水平地放置于操作台上，清洁并保持树脂条表面无尘。采用0.15mm厚的胶层粘接单晶硅棒。选择两支针筒规格为1:1的双组份手动打胶枪，胶水选用AB胶，AB胶的比例为1:1；AB胶在混胶管中旋转6转进入打胶枪针头。打胶枪的针头直径0.76mm；均匀地移动针头在树脂条上表面沿着长边进行涂胶，涂胶间距为1.52mm。采用正三角形（等边三角形）刮胶器，三角形边长为0.18mm。沿树脂条弧面方向刮胶。刮胶后对树脂条进行振平操作，然后将单晶硅棒平稳放置于树脂条上并将其固定，约3-4小时粘胶固化后。

检测结果表明：双组份胶水混合达到了100%，涂胶胶层厚度均匀，涂胶的平整度高。胶层粘接强度均匀，未出现局部粘接强度不足或强度过高的问题。线切割过程中未出现因粘接不良导致的掉棒或掉片，也未出现因粘接不良造成切割时产生振颤而导致Bow、Warp、TTV超标等不良。脱胶过程中，各硅片同一时间段内脱胶，未出现部分硅片提前脱胶或部分硅片滞后脱胶的现象。同时也未出现脱胶过程中硅片崩边的现象，生产效率与产品质量均得到提高。

实施例4

粘接长度为460mm、直径200mm的单晶硅棒。清洁单晶硅棒，保持晶棒表面无尘。树脂条长度为470mm，宽度为100mm，上表面弧面半径为100mm，最低处距下表面13mm；树脂条完全水平地放置于操作台上，清洁并保持树脂条表面无尘。采用0.5mm厚的胶层粘接单晶硅棒。选择两支针筒规格为1:3的双组份手动打胶枪，胶水选用AB胶，AB胶的比例为1:3；AB胶在混胶管中旋转10转进入打胶枪针头。打胶枪的针头直径2.55mm；均匀地移动针头在树脂条上表面沿着长边进行涂胶，涂胶间距为5.1mm。采用正三角形（等边三角形）刮胶器，三角形边长为0.6mm。沿树脂条弧面方向刮胶。刮胶后对树脂条进行振平操作，然后将单晶硅棒平稳放置于树脂条上并将其固定，约3-4小时粘胶固化后。

检测结果表明：双组份胶水混合达到了100%，涂胶胶层厚度均匀，涂胶的平整度高。胶层粘接强度均匀，未出现局部粘接强度不足或强度过高的问题。线切割过程中未出现因粘接不良导致的掉棒或掉片，也未出现因粘接不良造成切割时产生振颤而导致Bow、Warp、TTV超标等不良。脱胶过程中，各硅片同一时间段内脱胶，未出现部分硅片提前脱胶或部分硅片滞后脱胶的现象。同时也未出现脱胶过程中硅片崩边的现象，生产效率与产品质量均得到提高。

实施例5

粘接长度为360mm、直径200mm的单晶硅棒。清洁单晶硅棒，保持晶棒表面无尘。树脂条长度为370mm，宽度为100mm，上表面弧面半径为100mm，最低处距下表面13mm；树脂条完全水平地放置于操作台上，清洁并保持树脂条表面无尘。采用0.15mm厚的胶层粘接单晶硅棒。选择两支针筒规格为1:1的双组份手动打胶枪，胶水选用AB胶，AB胶的比例为1:1；AB胶在混胶管中旋转6转进入打胶枪针头。打胶枪的针头直径0.76mm；均匀地移动针头在树脂条上表面沿着长边进行涂胶，涂胶间距为1.52mm。采用矩形刮胶器，矩形底边长度为0.15mm，矩形高度为0.3mm，矩形间间距为0.15mm。沿树脂条弧面方向刮胶。刮胶后对树脂条进行振平操作，然后将单晶硅棒平稳放置于树脂条上并将其固定，约3-4小时粘胶固化后。

检测结果表明：双组份胶水混合达到了100%，涂胶胶层厚度均匀，涂胶的平整度高。胶层粘接强度均匀，未出现局部粘接强度不足或强度过高的问题。线切割过程中未出现因粘接不良导致的掉棒或掉片，也未出现因粘接不良造成切割时产生振颤而导致Bow、Warp、TTV超标等不良。脱胶过程中，各硅片同一时间段内脱胶，未出现部分硅片提前脱胶或部分硅片滞后脱胶的现象。同时也未出现脱胶过程中硅片崩边的现象，生产效率与产品质量均得到提高。

实施例6

粘接长度为460mm、直径200mm的单晶硅棒。清洁单晶硅棒，保持晶棒表面无尘。树脂条长度为470mm，宽度为100mm，上表面弧面半径为100mm，最低处距下表面13mm；树脂条完全水平地放置于操作台上，清洁并保持树脂条表面无尘。采用0.5mm厚的胶层粘接单晶硅棒。选择两支针筒规格为1:3的双组份手动打胶枪，胶水选用AB胶，AB胶的比例为1:3；AB胶在混胶管中旋转10转进入打胶枪针头。打胶枪的针头直径2.55mm；均匀地移动针头在树脂条上表面沿着长边进行涂胶，涂胶间距为5.1mm。采用矩形刮胶器，矩形底边长度为0.5mm，矩形高度为1.0mm，矩形间间距为0.5mm。沿树脂条弧面方向刮胶。刮胶后对树脂条进行振平操作，然后将单晶硅棒平稳放置于树脂条上并将其固定，约3-4小时粘胶固化后。

检测结果表明：双组份胶水混合达到了100%，涂胶胶层厚度均匀，涂胶的平整度高。胶层粘接强度均匀，未出现局部粘接强度不足或强度过高的问题。线切割过程中未出现因粘接不良导致的掉棒或掉片，也未出现因粘接不良造成切割时产生振颤而导致Bow、Warp、TTV超标等不良。脱胶过程中，各硅片同一时间段内脱胶，未出现部分硅片提前脱胶或部分硅片滞后脱胶的现象。同时也未出现脱胶过程中硅片崩边的现象，生产效率与产品质量均得到提高。

Claims (7)

1.一种集成电路用单晶硅棒均匀涂胶粘接方法，特征在于，采用针筒式双组份打胶枪，将粘接胶在出胶管内均匀混合，在树脂条粘接弧面长度方向上间隔涂粘接胶，然后采用刮胶板在树脂条粘接弧面宽度方向上刮胶，形成均匀的条纹状粘胶带，这些粘胶带在流平后形成一个厚度均匀的粘胶层，达到单晶硅棒与树脂条粘接强度均匀。

2.根据权利要求1所述的集成电路用单晶硅棒均匀涂胶粘接方法，其特征在于：树脂条上表面呈圆弧面、下表面为矩形，树脂条长度比单晶硅棒长10mm，上表面圆弧面半径与单晶硅棒半径相等。

3. 根据权利要求1所述的集成电路用单晶硅棒均匀涂胶粘接方法，其特征在于：针筒式双组份打胶枪，A胶筒和B胶筒出胶量的比例范围为1:1至1:3，即：；A胶和B胶在混胶管内旋转混胶，从进入混胶管到达出胶针头时，在混胶管内旋转转数为6-10转。

4. 根据权利要求1所述的集成电路用单晶硅棒均匀涂胶粘接方法，其特征在于：打胶枪的出胶针头在橡胶条的圆弧面沿着长度方向涂直线胶条，出胶针头直径φ与涂胶层厚度的关系为：，d为涂胶层的厚度，涂胶层厚度d的范围为0.15mm 至0.5mm。

5.根据权利要求1所述的集成电路用单晶硅棒均匀涂胶粘接方法，其特征在于：打胶枪的涂胶方式为间隔式涂胶，涂胶间距或胶条间距s与出胶针头直径φ的关系为：。

6.根据权利要求1所述的集成电路用单晶硅棒均匀涂胶粘接方法，其特征在于：刮胶器采用不锈钢或塑料材，为长方体形、带手柄的薄片状刮胶板，厚度为1mm，长度为100-150mm，宽度为50-100mm；刮胶板用于刮胶用的一侧，其刮齿的形状为正弦曲线、正三角形或矩形。

7.根据权利要求1所述的集成电路用单晶硅棒均匀涂胶粘接方法，其特征在于：刮胶之后进行振流平操作。