随着芯片尺寸的缩小(如分立器件)、圆片减薄厚度的进一步变薄(圆片背面粗糙度也更低)以及硬质材料(如石英、陶瓷)采用薄型树脂刀片切割，若划片仍采用国内半导体常用的低粘度(非突变粘度)PV蓝膜，会出现小芯片在划第二个方向时因面积小、粘附力小，在高速金刚石-树脂刀片切割所产生的力和冷却(清洗)水冲击下，芯片会从膜上脱离，而后被水冲走；或因材料硬度大，为获得生产效率和经济效益，切割刀片厚度会较切硅等硬度低的圆片有3倍以上的增厚，金刚石颗粒度大，切割应力急剧增大，这也就要求粘附力要大，否则会造成切割第二个方向时芯片被水冲掉。
圆片背面贴膜的好坏不仅影响划片质量而且还影响划片刀的寿命。当膜与待划片间存在气泡时，常造成切割过程中芯片的漂移，使切割位置偏移出芯片的划片槽，使合格芯片报废，或因粘附不够牢固使裂纹增大而影响产品的可靠性品质。若粘附层中有大的气泡，切割过程中芯片可能会掉下来，而掉下来的芯片对高速旋转的很薄的刀片来说是一个致命的打击，常使树脂刀片产生裂纹，甚至在刀片上留下一个洞，刀片也因此报废。

针对上述问题，有以下几种解决方案：①采用双轴刀分两次划片，前刀先划1／2～2／3厚度，后刀再将余下的划透。这样必须更换设备，费用高；②利用现有设备，分两次划片，遍先将芯片1／2～2／3厚度划开，第二遍再将芯片完全划开，这样生产效率降低近1倍，在生产中一般不会采用；③使用高粘度的贴片膜。但膜粘附强度高后，又会使装片时拾取芯片变得困难或使生产效率降低(降低速度以保证芯片与膜能蠕变脱开)，为此必须在装片前将膜粘附强度去掉或降低到自动装片机能自由顺畅拾取芯片。因此常使用UV膜，并根据材料硬度和切割速度要求选择不同厚度的UV膜，并根据不同规格的UV膜采用不同的UV固化设备。这种方案是我们在拓展时常用的。

2 UV固化工艺

UV膜一般是双层结构，透明的基膜和半透明的粘附层，透明的基膜对UV吸收作用很小甚至无吸收作用，而半透明的粘附层对UV具有选择性吸收，待切割的片子有能透过UV的(如石英)和不能透过UV的(如硅片、多数陶瓷片)。UV同化处理就是用UV使粘附层的粘性降低或完全失去，因此必须考虑以下几个问题。

2.1 紫外线的波长

紫外线的波长通常在5～400nm，见。但对光源来说很难保证能提供单色光，即使是单色光也很难控制在较窄的波长范围内，即使使用滤透片。是常见的2种UV灯光源的波长分布情况。对半导体常采用的是365nm为吸收峰的UV膜，在此波长范围内的紫外光能有效使粘附层的胶变性失去原先的粘性，与此波长相差越大则对胶的改性作用越弱。在生产中，一般选用低电压、光源辐射均匀、发热少和光源价格低而寿命长的灯光源，萤光紫外灯成了。

2.2 紫外光强

为了满足生产要求的快速，紫外光源的能量密度应足够大，以使UV膜粘附层粘性在较短的时间内降到足够低。若紫外光的光强弱，会使表层变性而内部变性很慢，因表层胶变性后对UV阻隔作用变大，会使后续的同化时间变得相当长，胶膜厚时甚至不能完全去掉粘性；照射时间过长，设备内部温升也大，容易破坏胶膜且使芯片受到不良影响，同时安全性也降低。

考虑到以上情况，一般选用总输出在30～120 mW·cm-2之间的紫外灯，而且能量分布均匀度必须在±5％以内。

2.3 照射时间

照射时间长短主要取决于UV粘附层厚度、粘附层接收到的UV能量密度。对于同一品种，其胶膜的厚度是一定的，如划硅圆片的UV膜厚度较划硬质材料的陶瓷或石英的要更薄。生产中一般固定UV光强，而通过调节UV照射时间来适应不同膜厚的变化，照射的时间越长，接收的能量越多，使设备能够得到充分利用。

2.4 安全

UV对人的眼睛有伤害作用，长期刺激皮肤还会引起皮肤癌等。因此在生产中，UV不可照射到人体的任何部位，设备必须要有安全防护，并保证在UV未关断的情况下不能打开密封盖，即使强行打开了密封盖，设备也能自动切断电源，以保证UV不泄漏。

3 划片用UV固化设备

UV膜固化工艺较简单，但购置一台专用的进口UV固化设备需10多万元，有时还不能满足工艺上多品种的要求。自己动手改造一台适用的并不比制作一台UV固化设备省事，因而我们决定自己制作适合品种多、能适用于批量生产的UV固化设备。

3.1 关键零件选择

3.1.1 紫外灯

紫外灯是整个设备的中心，是设备的关键元件，其质量的好坏直接影响UV同化的质量、生产效率以及成本，灯的波长范围、输出功率、工作电压、结构尺寸、寿命等参数都很重要。市场上的紫外灯基本是医学上用作杀菌消毒的，波长在200~300 nm，其固化薄的UV膜至少需15分钟，是不能满足我们生产要求的，必须在厂家定制。

我们选用波长峰值为365nm，且光谱在300～400nm较窄的范围内，光强也在30-120mw·cm-2之间；UV灯管的电压是交流220V、50Hz，这样可直接使用现有电源而不必进行电源的变换；灯管的有效使用寿命在10 000小时左右。

3.1.2 控制器

通过控制器控制UV同化的电源，从而控制UV固化时间，其控制器不需复杂，而仅需保证安伞、可靠以及计时准确和重复性好。

3.1.3 密封防护罩

为了保证UV光不透射出来，防护罩采用不锈钢薄板成型，并用氩弧焊将缝口密封，罩子亦为不锈钢薄板。同时不锈钢薄板具有抗UV老化和耐温特性，安全性较有机类阻燃材料高，外罩也能较好地通过接地来防触电。

全部采用不锈钢薄板做防护罩可限度提高散热，保证温升小于15℃。

3.2 结构排布

3.2.1 紫外灯

因UV膜接收到的光的能量与它跟灯管之间的距离有关。根据球面波的能量原理，我们知道球而上接收到的能量与球半径四次方的倒数成正比，即UV膜离灯管越近，接收到的能量就越高。同时，尽可能采用直径小的灯管，这样既能在排布时使能量分布更均匀，又可更有效地利用灯管发的UV光能，从而提高能量密度。灯管与UV膜之间的距离为5～10倍灯管直径为宜。

3.2.2 电源
电源控制器和UV灯的电子整流器、启辉器外置在不锈钢防护罩的底部，便于维护、检查。

3.2.3 片架

划片的表而不能接触任何可能引起圆片表面划伤、沾污的东西，同时要兼容φ75～200mm圆片。我们直接利用不锈钢罩的顶面作支架，并可通过加装挡板调节大小。膜在下，圆片的而朝上，不会与任何地方接触；在UV固化后胶膜失去粘性，已划好的圆片在上，这样也不易掉下来。如。

3.3 安装调试

先安装内部的灯座、灯，再安装外部元件。所有固定均采用金属螺钉同定，可更好防止UV光、温度等不利的影响。

放置圆片的位置的顶罩比开口大，与箱体之间的缝隙要小，以保证UV光不泄露，通过多次磨合和修整来减小缝隙。

因紫外光对人的眼睛有害，调试时只能根据外置的整流器来判断UV等是否启动或用UV膜来检测，不可直接用肉眼观测。

由于启辉器的启动时间存在细微的差异，调试中我们让每根灯管都有一套电子镇流器，这样可及时判断每根灯管的工作状况，可直接更换坏灯管，同时减小了相互的影响。

在进行UV工艺试验时，先用薄的UV膜，再用厚的UV膜；先用硅片，再试透明的玻璃／石英片；先试小尺寸片，再试大尺寸和异型片；先慢速，再快速固化等进行试验对比，终达到不同尺寸品种、不同材料和不同UV膜的工艺。

4 生产使用情况

UV同化设备调试好后，已用于450μm左右厚度的石英片的划片、200μm厚度以下的硅片划片试生产情况良好，没有胶残留于芯片的背面。UV固化后的粘附强度、均匀性、生产效率、安全性等均满足划片工艺要求，达到了UV同化工艺和设备开发预期的效果。

5 结论

UV同化工艺简便、重复性好、适应性强。UV固化设备结构简洁、安全可靠、材料成本仅5 000元、维修方便、使用维护费用低、经济实用，可为其他需要UV同化如光学器件用UV胶封口等提供借鉴。