0引百由于大规模集成电路制造技术的进步，除了CPU芯片和大规模存储器芯片等少数芯片之外，目前在笔记本计算机、液晶显示器、薄形电视机、手机及各种随身携带的视频与音像器件中大量使用的IC芯片，其外形尺寸己经被做得非常小。在制造过程中，这类IC芯片常被整齐而又紧密地排列在一块基板上，封装时常常将这些紧密排在一起的几片至几十片甚至上百片的芯片当作一个大块，在同一模具腔内用树脂将其一起封装起来，然后将其进行纵横切割，切成一片一片的芯片。
将做在基板上的芯片切成单片的芯片，这一工作目前一般采用高速切割机来完成。本文探讨了采用高速切割机切割芯片时，切割机主轴的转速对芯片的切割品质的影响，在大量的切割，所用的砂轮为一种圆型薄片砂轮，其参数见表1，砂轮的安装位置为其外圈*低处低于被切割基板的底边0.1mm，以保证将被切割基板完全切断。切割时所采用的进给速度因被切割基板的材料的不同而不同，对于有机材料基板，其进给速度采用稍高于目前生产中的实用速度（一般为50~砂轮参数型号DZBK0119外径（mm）表2主轴转速序号主轴转速（r/min）序号主轴转速（r/min）测试项目和评价方法芯片外形尺寸的测量位置表4主轴转速对有机材料基板芯片外形加工尺寸的影响主轴转速（r/min）长度尺寸a和b之误差的绝对均值（Lm）宽度尺寸c和d之误差的绝对均值（Lm）主轴转速（r/min）长度尺寸a和b之误差的绝对均值（Lm）宽度尺寸c和d之误差主轴转速对切割品质的影响实验的检测项目见表3.其中，芯片的总体外观观测项目中的外观检查、圆球（管脚）缺损与脱落、洗净度、金属粘结等采用工具显微镜进行观测，但因为这些项目普遍没有设定具体的数值判断指标，实际操作中受观测者的主观因素的影响较多，比较难以直表3主轴转速对切割品质的影响实验的检测项目检测项目检测方法或公差实施情况总体外现观测项目芯片外观检查主要用光学显微镜或工具显微镜观测一般观测圆球（管脚）缺损圆球（管脚）脱落洗净度金属粘接切断面的表面质量表面粗糙度计等精确测量、重点比较切断面形状尺寸的检则项目芯片外形尺寸（mm）*.1切断面的角度（°）*崩碎坑的大小（mm）L而对于进给量较小的铜板基板芯片，其切割力本身较小，由每转进给量的大而大了的切割力仍然较小，对尺寸误差的总趋势的影响尚不明显。
实验结果表明，主轴转速在10时，主轴转速对有机材料基板芯片外形加工尺寸的影响均在允许范围之内，而对于铜板基板芯片，出现上述现象的主要原因是，每转进给量的大将使切割力大，对于进给量较大的有机材料基板芯片，大后的切割力将使切割系统发生较为显著的变形，从而对切断面的角度精度的影响也较明显。而对于进给量较小的铜板基板芯片，大后的切割力仍然较小，对切断面角度误差的影响尚不明显。该实验结果表明，要使切断面的角度误差全部在允许的范围之内，要求主轴转速不低于20000r/min，即使允许有少量芯片超差，其转速一般也不宜低于12000r/min. 3.3主轴转速对芯片上的崩碎坑的影响表9为主轴转速不同时切割出来的各组有机材料基板芯片和铜板基板芯片上出现的崩碎坑的总数，即各组中每块芯片上观察到的崩碎坑的数量之总和，以及上述各组芯片中查出的崩碎坑不合格芯片的个数。从表9可以看出：对于有机材料基板芯片，随着主轴转速的降低，其崩碎坑总数呈明显大趋势，而对于铜板基板芯片则反而呈下降趋势；崩碎坑不合格的有机材料基板芯片始终很多，但崩碎坑不合格的铜板基板芯片则随着主轴转速的降低反而有所减少。
主轴转速的降低，长和宽的尺寸误差的绝对平均值都成明显的大趋势，说明切出来的芯片的尺寸误差随着主轴转速的降低而大。实验结果还表明，仅仅在主轴转速为8000r/min时查到有一个芯片的尺寸超差。
表5为8组铜板基板芯片的外形尺寸误差的绝对平均值，表中的两组数据分别为芯片的长和宽尺寸误差的绝对平均值。由表5可见，随着主轴转速的降低，长和宽的尺寸误差的绝对平均值出现不稳定的现象，实验结果未查到有尺寸不合格的芯片。
表6和表7分别为主轴转速不同时切割出来的8组有机材料基板芯片和8组铜板基板芯片两端外形尺寸之差的绝对平均值。由表6可见，随着主轴转速的降低，有机基板芯片两端外形尺寸之差的绝对平均值大，说明芯片形状呈喇叭口的现象逐渐严重。由表7可见，主轴转速降低时铜板芯片的喇叭口现象没有有机材料基板芯片那样明显，但呈现出不稳定现象。实验中所用的主轴转速均可适用，即该项目只要求主轴转速不低于10000r/min. 3.2主轴转速对芯片切断面角度的影响表8为主轴转速不同时切割出来的8组有机材料基板芯片和8组铜板基板芯片的切断面角度误差的平均值，以及上述各8组芯片中查出的不合格芯片的个数。从表8可以看出：对于有机材料基板芯片，随着主轴转速的降低，其切断面角度误差的平均值的绝对值呈明显大趋势，而对于铜板基板芯片则没有有机材料基板芯片那样明显；无论是有机材料基板芯片还是铜板基板芯片，随着主轴转速的降低出现角度不合格的芯片数都将加，但相对于铜板基板芯片，有机基板芯片的现象更为明显。
表8主轴转速对芯片切断面角度误差的影响表9主轴转速对芯片上出现的崩碎坑的影响主轴转速（r/min）有机基板芯片铜板基板芯片崩碎坑的总数（个）不合格的芯片数（个）崩碎坑的总数（个）不合格的芯片数（个）3000019629625主轴转速粗糙度Ra的平均值（Lm）（r/min）有机基板芯片铜板基板芯片30出现上述现象的主要原因也在于每转进给量的变化而引起的切割力的变化，其情况与前述完全相同。但至少从铜板基板芯片的实验结果中可以看出，每转的进给量并不是越小越好，可能存在着一个*佳值，这一点将在后续的实验研究中作进一步探讨。
3.4主轴转速对芯片切断面粗糙度的影响表10为主轴转速不同时切割出来的有机材料基板芯片和铜板基板芯片的切断面粗糙度Ra的平均值。由表10可见，随着主轴转速的降低，芯片切断面的粗糙度的平均值将大，说明切断面的表面将变得更加粗糙。这一趋势对于有机材料基板芯片非常明显，而铜板基板的芯片则并不是那么明显。由于所定的粗糙度值较低，实验结果没有发现粗糙度不合格的芯片。
主轴转速对芯片切断面粗糙度的影响出现上述现象的主要原因是，每转进给量的大使每转扫过的材料区域多，单位面积通过的砂轮磨粒数将减少，粗糙度将大。对于进给量较大的有机材料基板芯片，其影响较为显著，而对于进给量较小的铜板基板芯片，其影响尚不结论主轴转速降低时，对芯片的外形尺寸误差、芯片的喇叭口现象、切断面的角度误差、崩碎坑的数量和大小、表面粗糙度等都有不同程度的影响，且对于有机材料基板的芯片，这些影响是非常明显的，而对于铜板基板芯片，这些影响则表现出不是很明显，有出现不稳定（外形尺寸）甚至于往好的方向发展（崩碎坑）的情况。
出现上述现象的主要原因是，每转进给量大时砂轮每转扫过的材料区域多，切割力大，从而引起粗糙度下降，尺寸和角度的切割精度下降。但每转的进给量也并不是越小越好，可能存在着一个*佳值，这一点有待于进一步探讨。
无论是有机材料基板芯片还是铜板基板芯片，出现不合格的主要是崩碎坑，且提高主轴转速也不能改善现行指标中由崩碎坑而导致的不合格率。建议在不影响半导体芯片的实际使用的情况下，适当放松崩碎坑的检测指标。
在实验所用的切削条件下，主轴转速在15000r/min以上时，各项检测指标的影响都不是很明显，但转速低于这个值时，变化逐渐明显，由此可以建议，实际使用时主轴的转速不宜低于15000r/min.这一点对于相关企业制定切割工艺，或研发和设计切割机等都具有极其重要的价值。
