2024-11-10

晶圓框架(Wafer Frame/Wafer Ring)介紹:看這篇就夠了

晶圓框架 Wafer Frame,又稱晶圓環、鐵環、鐵圈(Wafer Ring),是半導體製程中不可或缺的關鍵配件。

在晶圓加工、切割(Dicing)、貼膜(Tape Mounting)以及後段封測流程中,它負責盛放並固定晶圓,確保在高速機台運作下維持穩定、不滑動、不脫落。晶圓框架 Wafer Frame 外圍通常會貼附薄膜(Dicing Tape),利用黏著力在切割或研磨時提供支撐,使晶圓能平穩受力、避免位移,大幅提升加工精度與最終良率。

值得一提的是,晶圓框架並非一次性耗材。透過 清潔、整平、檢測與修復,可多次重複使用,兼具成本效益與環保性。在業界眾多品牌中,日本 DISCO 晶圓鐵環(Disco Wafer Ring) 以高精度與穩定性最具代表性,是許多晶圓代工廠與封測廠指定採用的主流選擇。

如果你正在尋找一篇真正能「一次看懂晶圓框架 Wafer Frame」的完整指南,這篇就夠了。

什麼是晶圓框架(Wafer Frame)?

晶圓框架(Wafer Frame) 是半導體製程中專門用來盛放、固定與支撐晶圓(Wafer)的環狀載具。它看似只是一個圓形框,但在晶圓切割、研磨、貼膜與封測等關鍵流程中,卻扮演影響良率與加工精度的重要角色。

晶圓框架 Wafer Frame(又稱晶圓環、鐵環、Wafer Ring、Dicing Ring)的主要功能包括:

1. 固定晶圓,避免滑動與位移

晶圓在切割(Dicing)時,刀片或雷射以高速運作,任何微小晃動都可能造成晶片破損。
Wafer Frame 能配合貼附的 Dicing Tape,讓晶圓牢牢固定在膜面上。

2. 提供支撐,使切割與研磨更精準

框架保持整體平整度,使晶圓在機台上保持穩定,提升加工精度與產品良率。

3. 協助搬運、轉站與後段製程銜接

從貼片、檢測到封測,晶圓在不同製程間的移動都需要可靠支撐,晶圓框架能確保晶圓安全轉運。

4. 可重複使用的載具,兼具成本效益

金屬晶圓框架(如 420 不鏽鋼)具有高剛性,可透過清潔、整平與檢測重複使用,降低製程成本。

在半導體業界中,日本 DISCO Wafer Ring 是最具代表性的高精度晶圓框架,而許多晶圓代工、封測廠也會選用金屬框、塑膠框、樹脂框等不同材質,以符合不同機台與製程需求。

晶圓框架有哪些種類?(塑膠/金屬/樹脂)

晶圓框架(Wafer Frame / Wafer Ring)依照材質、用途以及搭配機台的不同,大致可分為三大類型:塑膠框、金屬框、樹脂框。不同材質擁有不同的剛性、耐熱性、平整度以及重複使用特性,會直接影響晶圓切割品質與製程效率。

以下為三大類型的完整說明:

一、塑膠晶圓框架(Plastic Wafer Frame)

塑膠 Wafer Frame 是目前業界最普遍使用的框架類型之一,重量輕、成本低,加工容易、適合大量生產。

特點:

  • 成本較低,適合大量使用
  • 重量輕,便於搬運、轉站
  • 可搭配多種 Dicing Tape
  • 多數為一次性使用,不需清洗
  • 適用 6 吋、8 吋等多尺寸

常見應用:

  • 小型封測廠
  • 中低成本製程
  • 不需重複使用的產線

二、金屬晶圓框架(Metal Wafer Frame)

金屬晶圓框架通常以鋁、不鏽鋼或高強度合金製作。其剛性高、耐用度佳,能確保良好平整度,是高精度加工中常見的選擇。

特點:

  • 剛性高、變形率低
  • 可搭配重複使用流程(需清洗)
  • 適用於高速、高負載切割設備
  • 平整度佳,利於提升良率

常見材質:

  • 鋁合金
  • 420 不鏽鋼(最常用)
  • 不鏽鋼鐵圈(Wafer Ring / Iron Ring)

三、樹脂晶圓框架(Resin Wafer Frame / Dicing Frame)

樹脂框具備比塑膠更穩定的剛性,重量輕又具抗化學性,常見於某些專用機台或特定封測製程。

特點:

  • 抗化學性、抗溶劑能力佳
  • 重量輕、結構穩定
  • 某些款式可重複使用

常見應用:

  • 特殊封測需求
  • 化學環境較強的製程
  • 非標準型晶圓框架規格

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正言晶圓框架(Wafer Frame / 膠膜框架)產品介紹

除了日本知名的 DISCO 鐵環(Wafer Ring)之外,正言不銹鋼亦專業生產高品質的晶圓框架(Wafer Frame)與膠膜框架(Dicing Frame),以穩定性與精密度廣受業界肯定。

正言生產之晶圓框架具備多樣化規格,適用於各式半導體製程設備:

  • 尺寸:6 吋、8 吋、12 吋
  • 厚度:1.2 mm、1.5 mm
  • 材質:420 不鏽鋼
  • 表面處理:可依需求製作亮面或霧面

此外,正言亦提供代客清潔 Wafer Frame 服務,確保框架在重複使用前的潔淨度與精度,同時可進行雷雕條碼、編號與日期標示等客製化加工,方便製程追蹤與管理。

其使用方式如下圖(從左到右):

  1. 原始未使用之狀態
  2. 貼上薄膜後以利盛放晶圓
  3. 盛放晶圓的實際使用照片

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晶圓框架(Wafer Frame/Wafer Ring)的材質與重複使用優勢

正言晶圓框架(Wafer Frame/Wafer Ring)採用 420 不鏽鋼 製成,具備優異的強度與耐腐蝕性,能承受高溫、真空與化學清洗環境。
相較於塑膠膠膜框架(Plastic Dicing Ring),金屬框架具有以下優勢:

  • 更高剛性:確保晶圓在切割時穩定不變形。
  • 可重複使用:經清潔後仍能維持精度,降低製造成本。
  • 抗腐蝕性強:適用於濕製程與化學清洗環境。
  • 兼容性高:適用於多種半導體切割機與自動化系統。

如何清潔與翻新晶圓框架 Wafer Frame? 專業晶圓框架 (Wafer Frame) 客製化服務全解析

晶圓框架(Wafer Frame/Wafer Ring/Dicing Ring)在半導體後段製程中扮演關鍵角色:用來固定晶圓、支撐切割/薄化/貼膜 流程。如若長期使用後產生殘膠、鏽斑、刮痕或標記需求,將直接影響加工精度、潔淨度與良率。針對此,提供一組晶圓框架清洗/翻新/客製化加工服務,從深度清潔、鏽斑移除、精密拋光、雷射雕刻標記,到真空包裝出貨,一條龍打造高潔淨、高性能的框架解決方案。

一、晶圓框架為什麼需要清潔?

晶圓框架長時間於後段製程使用,最容易累積下列污染物:

  • 膠殘留(Tape Residue)
  • 研磨粉塵(Grinding Dust)
  • 切割顆粒(Dicing Particles)
  • 金屬屑、油污
  • 氧化層、輕微刮痕

若未定期清潔,可能造成:

  • 影響薄膜貼附 → 造成切割偏移
  • 污染晶圓表面 → 造成粒子問題
  • 框架氧化 → 使用壽命縮短

二、晶圓框架清潔方式

正言不銹鋼不僅提供代工清潔晶圓框架,還有提供晶圓框架客製化服務,包含:

  1. 專業代工清洗
    使用專用清洗設備處理殘膠、油污、切割粉塵與貼紙痕跡,幫助恢復表面潔淨度。

  2. 超音波研磨設備
    針對不鏽鋼晶圓框架提供深層震盪清洗,可有效清除細微顆粒並提升潔淨品質。

  3. 清洗翻修服務
    若晶圓框架仍具有再利用價值,可進行翻新處理,例如鏽斑清除、刮痕處理、表面調整等。此方式比重新購買更環保且更具成本效益。

  4. 可指定表面粗糙度
    依客戶需求調整 Ra 粗糙度,使晶圓框架框架能符合不同製程的技術要求。

  5. 品質量測與檢驗
    清潔與翻新後均會進行尺寸、外觀、潔淨度與表面狀況檢查,確保成品符合加工要求。

  6. CNC 加工與雷射雕刻
    可為晶圓框架增加批號、編碼、英文字、符號或客製化 Logo,強化追溯性與管理效率。

  7. 無塵布擦拭與真空包裝
    清潔後以無塵布進行擦拭,並採用真空包裝出貨,以確保框架在抵達客戶手中時仍保持潔淨。

三、晶圓框架清洗與翻新流程

  1. 收件與初檢
    根據晶圓框架狀況(殘膠、鏽斑、刮傷)進行評估。

  2. 粗清處理
    去除大面積貼膜殘膠與污染物。

  3. 超音波深層清洗
    運用專業設備處理細微顆粒與油污。

  4. 表面研磨與翻新(如需)
    包含拋光、鏽斑清除、刮痕處理。

  5. 表面粗糙度調整
    依需求調整到指定的 Ra 值。

  6. CNC 或雷射雕刻加工
    加入批號、英文、符號或客戶 Logo。

  7. 無塵室檢查與清潔
    以無塵布處理細節並再度檢查外觀。

  8. 真空包裝出貨
    確保過程中保持潔淨狀態。

透過這樣的一站式晶圓框架清洗/翻新/客製化加工服務,不只是清潔處理。它更是一種整合了精密加工、品質控管、品牌標記、以及潔淨物流的完整解決方案。對於追求高效、穩定、無塵製程環境的半導體製造/後段封裝單位而言,此類服務正是提升製程良率與降低維護成本的重要支撐。

結語|選對晶圓框架,決定製程穩定度與良率

晶圓框架(Wafer Frame / Wafer Ring)看似只是半導體製程中的輔助配件,但它在晶圓切割、研磨、貼膜與後段封測中的重要性,直接影響整體加工精度、搬運安全與最終產品良率。不同材質的框架,無論是塑膠、樹脂還是高剛性的 420 不鏽鋼金屬框,都對應著不同的製程需求與設備規格。

隨著半導體技術持續朝更小、更精密、更高效率方向發展,選擇合適的晶圓框架、確保其平整度、潔淨度與可靠性,已成為製程工程師不可忽略的關鍵工作。也正因如此,許多晶圓代工、封測廠逐漸採用可重複使用、可清洗的金屬晶圓框架,以降低成本、提升一致性並符合環保趨勢。

正言不銹鋼長期深耕半導體載具領域,無論是金屬晶圓框架製造、清洗整平、表面處理、雷雕編碼,或是搭配產線需求的客製化規格,都能協助提升設備穩定度與製程效率。

如果你想更深入了解晶圓框架種類、材質選擇、或需要找尋 6吋、 8 吋12 吋晶圓框架Wafer Frame Cleaning 清洗服務,都歡迎與我們聯繫,我們能為你的產線提供最適合的解決方案。

   

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