Dünne 50-µm-Siliziumwafer werden zur Verbesserung der Wärmeableitung von Chips mit hohen Leistungsdichten verwendet. Herkömmliche mechanische Verfahren wie das Sägen oder der Nanosekundenlaser führen zu Schädigungen des Materials bei der Schnittkante, wodurch die mechanische Stabilität verringert wird. Thermische Lastwechsel können dann zu einem plötzlichen Chipausfall führen. Bisherige Untersuchungen haben gezeigt, dass die mechanische Stabilität der geschnittenen Chips mit der Verwendung von Ultrakurzpulslasern erhöht werden kann, jedoch nur an der Lasereintrittsseite (Vorderseite) und nicht an der Austrittsseite (Rückseite). Das Ziel war es, Strategien zu finden, um sowohl die Vorder- als auch die Rückseitenbruchfestigkeit von Chips zu verbessern.
Es konnte ein Prozess gefunden werden mit welchem dünne Siliziumwafer mit höherer Qualität an Vorder- und Rückseite als mit einer Wafersäge geschnitten werden können; d.h. eine Verbesserung der Bruchfestigkeit konnte erzielt werden.  

Publikationen

Matthias Domke, Bernadette Egle, Giovanni Piredda, Sandra Stroj, Gernot Fasching, Marius Bodea, Elisabeth Schwarz.Ultrashort pulse laser dicing of thin Si wafers. Journal of Micromechanics and Microengineering. 26(11), 115004 (2016), DOI: 10.1088/0960-1317/26/11/115004.

Laserschneiden links

Weibull-Verteilungen der Bruchfestigkeit von Vorder- (oberes Diagramm) und Rückseite der Substrate welche mit dem Femtosekundenlaser, dem Nanosekundenlaser und der Wafersäge geschnitten wurden. Der Femtosekundenlaser zeigt bei beiden Belastungssituationen die höchsten Werte der Bruchfestigkeit.