一、什么是芯片“减薄”？

“减薄”，也叫 Back Grinding（BG），是将晶圆（Wafer）背面研磨至目标厚度的工艺步骤。这个过程通常发生在芯片完成前端电路制造、被切割前（即晶圆仍然整体时），是连接芯片制造和封装之间的桥梁。

为什么要减薄？

芯片制造完成后，晶圆厚度一般较大（约700-800微米）。如果不减薄：

• 在封装过程中占用体积大，不利于芯片轻薄化、小型化；

• 封装完成后不能满足终端产品对厚度或热性能的要求；

• 多芯片叠层封装（如3D封装）将变得困难。

所以，减薄的目的就是让芯片更薄、更适应封装和系统集成的需求。

二、减薄工艺分为哪几步？

1. 粗磨（Coarse Grind）

• 目的：快速将晶圆从原始厚度削减到接近目标厚度，比如从775μm减到300μm；

• 特点：采用较粗的研磨轮，去除效率高，但研磨过程中会在晶圆背面形成明显的应力层或损伤层；

• 潜在风险：应力积累、硅粉残留导致后续破片。

2. 细磨（Fine Grind）

• 目的：进一步减薄至最终目标厚度（如100-300μm），同时去除粗磨过程中形成的损伤层（约1~2μm）；

• 工具：使用粒径更小、精度更高的研磨轮；

• 关键点：保证晶圆表面平整性，并尽可能少引入新损伤。

3. 清洗（Cleaning）

• 必须步骤：在粗磨、细磨过程中会产生大量硅粉，若不及时清洗，会残留在晶圆表面或边缘；

• 使用材料：高纯水（DI水）+表面活性剂，去除残留物，防止后续封装时污染或损坏芯片；

• 目标：确保晶圆洁净，提高后段良率。

三、减薄过程中的挑战和控制重点

1. 晶圆破片风险

• 晶圆越薄，越脆，易碎；

• 必须控制研磨均匀性、压力、温度及设备平整度，避免在研磨中产生“隐裂”。

2. 翘曲问题（Wafer Warpage）

• 减薄后，晶圆可能因为应力不均而翘曲，影响贴膜、切割和封装；

• 工艺需优化后段支撑或临时粘贴材料。

3. 良率控制

• 研磨造成的微裂纹若未完全去除，芯片在后续切割或装配中可能碎裂，影响良率。

四、减薄后的后续动作

在减薄完成后：

• 晶圆通常会被贴膜（Back Grinding Tape）保护；

• 之后进入切割（Dicing）阶段，将晶圆分割成一个个单颗芯片；

• 然后进入封装（如BGA、QFN、WLCSP等）。

五、举个例子说明

比如我们做一款手机SoC芯片：

• 设计要求厚度控制在0.3mm以内；

• 芯片电路完成后晶圆厚度约为775μm；

• 通过粗磨减至350μm，再细磨至280μm；

• 清洗干净后进入后续切割和封装。

六、总结

封装中的“减薄”并非简单的削薄过程，而是一个 涉及机械、材料、热力学等多个学科的复杂工艺。其成败直接影响芯片的机械稳定性、可靠性与最终产品的尺寸设计。一个高质量的减薄过程是实现高良率、高可靠性的高端芯片封装的基础。