晶圓（wafer） 是制造半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)性原材料。極高純度的半導(dǎo)體經(jīng)過拉晶、切片等工序制備成為晶圓，晶圓經(jīng)過一系列半導(dǎo)體制造工藝形成極微小的電路結(jié)構(gòu)，再經(jīng)切割、封裝、測試成為芯片，廣泛應(yīng)用到各類電子設(shè)備當(dāng)中。

硅晶圓切割工藝是在“后端”裝配工藝中的第一步，將晶圓分成單個的芯片，用于隨后的芯片接合、引線接合和測試工序。

▲圖源：360圖片

迄今為止，在芯片的封裝工序中，切割工藝的發(fā)展歷史大致可分為以下三個階段——

第一階段：金剛刀切割機(jī)

19世紀(jì)60年代是硅晶體管的發(fā)展初期，當(dāng)時主要應(yīng)用的切割裝置是金剛石切割機(jī)，采用的是劃線加工法，類似于劃玻璃的原理。這種方法非常依賴于人工操作，加工精度低，勞動程度強(qiáng)。因此，加工成品率很低。

第二階段：砂輪切割機(jī)

60年代中期進(jìn)入集成電路時代，晶圓開始向2吋、3吋等大直徑化發(fā)展。同時，晶圓厚度也從100微米加厚到200-300微米。在這種情況下，采用原來的工藝方法并不適用。此時，日本研制出世界第一臺極薄金剛石砂輪切割機(jī)，預(yù)示著切割機(jī)進(jìn)入了薄金剛砂輪切割機(jī)時代。

第三階段：自動化切割機(jī)

隨著半導(dǎo)體的需求和產(chǎn)量逐漸增大，對切割的成品率和效率的要求越來越高。此時，就有了自動化切割機(jī)的需求。在需求催生和技術(shù)發(fā)展下，晶圓切割工藝進(jìn)入自動化時代。

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隨著半導(dǎo)體應(yīng)用市場對于芯片性能的不斷追求，芯片制造的成本也在持續(xù)增加，創(chuàng)新的先進(jìn)封裝技術(shù)的出現(xiàn)也成為必然。對于傳統(tǒng)封裝方式的創(chuàng)新，促成了晶圓級封裝技術(shù)的“應(yīng)運(yùn)而生”。

晶圓級封裝技術(shù)，直接在晶圓上進(jìn)行大部分或全部的封裝、測試程序，然后再進(jìn)行安裝焊球并切割，從而產(chǎn)出一顆顆的IC成品單元，可以將封裝尺寸減小至IC芯片的尺寸，生產(chǎn)成本大幅下降，并且把封裝與芯片的制造融為一體，改變了芯片制造業(yè)與芯片封裝業(yè)分離的局面。

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晶圓尺寸與工藝制程并行發(fā)展，每一制程階段與晶圓尺寸相對應(yīng)。 

A：制程進(jìn)步→晶體管縮小→晶體管密度成倍增加→性能提升。

B:：晶圓尺寸增大→每片晶圓產(chǎn)出芯片數(shù)量更多→效率提升→成本降低。 

目前6吋、 8吋硅晶圓生產(chǎn)設(shè)備普遍折舊完畢，生產(chǎn)成本更低，主要生產(chǎn) 90納米以上的成熟制程。部分制程在相鄰尺寸的晶圓上都有產(chǎn)出。5納米至 0.13微米則采用 12 吋晶圓，其中28納米為分界區(qū)分了先進(jìn)制程與成熟制程，主要原因是28納米以后引入FinFET等新設(shè)計、新工藝，晶圓制造難度大大提升。與此同時給精密切割提出了更高的要求，作為IC后封裝生產(chǎn)過程中關(guān)鍵設(shè)備之一的切割機(jī)，也隨之由6吋、8吋發(fā)展到12吋。

縱觀過去的半個世紀(jì)，大規(guī)模集成電路時代已向超大規(guī)模方向發(fā)展，集成度越來越高，劃切槽也越來越窄，其對切割的工藝要求越發(fā)精細(xì)化，需要全自動、高精度的切割機(jī)來滿足生產(chǎn)需求。

切割機(jī)作為半導(dǎo)體芯片后道工序的加工設(shè)備之一，用于晶圓的切割、分割或開槽等微細(xì)加工，其切割的質(zhì)量與效率直接影響到芯片的質(zhì)量和生產(chǎn)成本。

JIG SAW是自動切割治具，TAPE SAW是手動切割的。通常大批量生產(chǎn)需要JIG SAW。JIG SAW全自動精密切割機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)橫向精密微位移和自動進(jìn)給；手動和自動切割兩種模式，自動化程度高，操作安全、可靠；自動顯示切割進(jìn)給速度、主電機(jī)轉(zhuǎn)速等。

以JIG SAW切割設(shè)備—騰盛全自動切割擺盤機(jī)FDS3200為例，該機(jī)臺采用創(chuàng)新布局方案，集上料、切割、清洗、分選、擺盤等多功能于一體?？杉嫒荻喾N規(guī)格、多種類型產(chǎn)品，同時具備多種下料方式及多樣化切割系統(tǒng)。騰盛FDS3200裝載了自主開發(fā)的VISION視覺平臺，可提供豐富的視覺檢測配置。FDS3200，雙工位，雙刀切割，雙軸擺盤及高速搬運(yùn)系統(tǒng)，可對應(yīng)最小產(chǎn)品包裝尺寸3mm*3mm，目前設(shè)備在客戶應(yīng)用中實(shí)測UPH數(shù)據(jù)≥17K，能夠有效提高流水線工作效率，更適用于領(lǐng)先的半導(dǎo)體封裝企業(yè)。