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레이저에 의한 사파이어 가공

고휘도 LED는 휴대전화용 이외에, 액정 텔레비전의 백라이트와 차량용 헤드라이트, 조명기기 등으로 응용범위가 넓어지기 시작했으며, 중장기적인 시장 확대가 예측되고 있습니다. 고휘도 LED에 사용되는 사파이어의 가공은, 종전에는 다이아몬드 스크라이버 등을 사용한 브레이킹이 주류였습니다. 그러나 시장 확대와 함께 처리량ㆍ수율 향상에 대한 요구가 강해지고 레이저에 의한 가공이 급속히 보급되어, 고휘도 LED용 사파이어 가공에서는 주류 프로세스가 되고 있습니다.
이번에는 디스코의 레이저 쏘를 사용한 사파이어 가공에 대해서 소개합니다.


다이아몬드 스크라이버의 과제
종전에 사용되었던 다이아몬드 스크라이버에 의한 브레이킹에서는 아래와 같은 문제점이 지적되고 있습니다.
- 가공 품질의 불균형 : 오퍼레이터의 기술에 의존하기 때문에 수율이 안정되지 않는다
- 오퍼레이션 비용 : 오퍼레이터가 장비에 항상 붙어 있어야 하므로 비용이 든다. 또한 소모품인 다이아몬드 도구가 고가이고 소모가 빨라, 교환빈도가 높다
- 장비 대수 : 스루풋이 적어 대다수의 장비가 필요하다
레이저에 의한 사파이어 가공의 장점
레이저 가공에는 어플리케이션 가공과 스텔스 가공의 두 가지 방법이 있습니다. (참고: 레이저 가공방법 소개)
레이저 쏘를 사파이어 가공에 사용하여, 종전의 가공방법에 비해 동등의 휘도를 유지하면서도 스루풋, 수율 향상, 오퍼레이션 비용 저감 등 다양한 장점이 있습니다.
ablation가공에 의한 사파이어 스크라이빙(풀 오토 가공)
Figure 1. ablation가공에 의한 사파이어 스크라이빙(풀 오토 가공)
* 수용성 보호막 HogoMax 도포기능은 옵션입니다.
스텔스 다이싱에 의한 사파이어 가공
Figure 2. 스텔스 다이싱에 의한 사파이어 가공
- 스루풋 향상

레이저에 의한 가공은 전송속도가 상당히 빠르며, 일반적으로 다이아몬드 스크라이버의 몇 배의 속도로 가공이 가능하며, 큰 폭의 스루풋 향상이 가능합니다.

- 수율 향상

가공 파라미터를 입력하는 것만으로 오퍼레이터의 기술에 의하지 않고 균일한 가공품질을 유지할 수 있습니다.

- 오퍼레이터의 부하 저감

풀 오토 기기에서는 디바이스 데이터를 입력하고, 장치에 카세트를 세팅하는 것만으로 전자동 운전이 가능합니다. 다이아몬드 스크라이버에서는 필요한 워크의 교환시간을 절감할 수 있으며, 오퍼레이터의 작업시간ㆍ공수를 큰 폭으로 삭감할 수 있습니다.

스텔스 다이싱에 의한 사파이어 가공의 장점
고휘도가 요구되는 고부가가치 디바이스에는 휘도의 저하가 거의 발생하지 않는 스텔스 다이싱에 의한 가공이 가장 적합합니다. 내부 가공에 의한 절단을 실시하기 때문에 스트리트 협소화가 가능하며, 칩 개수의 증가도 기대할 수 있습니다. 또한 두꺼운 기판에서도 휘도 저하를 억제한 칩 분할이 가능합니다.

사파이어 가공에 다이아몬드 스크라이버, 또는 레이저 쏘를 사용했을 때, 각각의 가공방법에 대한 장점, 단점은 아래 표와 같습니다.
가공방법에 따른 장점・단점
Figure 3. 가공방법에 따른 장점・단점
사파이어 가공사례
Photo 1. Ablation에 의한 가공
Ablation에 의한 가공
200배
레이저 스크라이빙 후에 브레이킹
Photo 2. 스텔스 다이싱에 의한 가공
스텔스 다이싱에 의한 가공
200배
스텔스 다이싱 후에 브레이킹
사파이어 가공 대응 장치
【Ablation 가공 대응 장치】
DFL7160
DFL7160
φ300㎜ 웨이퍼 대응
풀 오토매틱 레이저 쏘
DAL7020
DAL7020
φ6인치 웨이퍼 대응 메뉴얼
레이저 쏘
DAL7020
DFL7020
φ6인치 웨이퍼 대응 메뉴얼
풀 오토매틱 레이저 쏘

【스텔스 다이싱 대응 장치】
DFL7340
DFL7340(사파이어 사양)
φ200㎜ 웨이퍼 스텔스 다이싱 대응
풀 오토매틱 레이저 쏘



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