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激光封装技术的应用领域有哪些?(激光键合)

激光封装技术的应用领域有哪些?(激光键合)

这些年,随着5G的发展。电动汽车、物联网、人工智能、云计算、砷化镓、氮化镓、碳化硅等非硅半导体材料备受关注。新材料、下游终端的研发和应用也逐渐受到关注。芯片生产线数量的增加,显示密封和检测行业的市场空间非常大。给企业带来了很多机遇,但也面临很多挑战。目前国内密封和检测产业链尚未完善,对国外设备和材料的依赖性较强,设备和材料的国内化水平有待提高。从去年的中兴事件到今年的华为事件,国内企业都感受到芯片自给自足的重要性,半导体产业链的必要性和紧迫性。

激光技术在先进包装领域的应用

1.激光键合技术

目前常用的键合技术有:共熔键合技术和阳极键合技术。共熔键合技术已经应用于制造各种MEMS器件,如压力传感器、微泵等。,需要在衬底上键合机械支撑结构。硅熔融键合主要用于SOI技术,如Si-SiO2键合和Si-Si键合,但这种键合方式需要较高的退火温度。阳极键合不需要高温,但需要1000-2000V的强电场才能有效键合。这种强大的电场会影响晶圆的性能。因此,许多研究人员引入了激光辅助键合的键合方式,其原理是将脉冲激光聚焦在键合界面上,利用短脉冲激光的局部热效应实现局部加热键合。这种键合方式有很多优点,比如没有压力,没有高温残余应力,没有强电场干扰。

由于晶片尺寸的厚度逐渐增大和变薄,晶片在流动过程中容易碎片化,因此引入了载体层。将薄晶片与载体层结合,以防止晶片在流动过程中损坏。与其他拆卸键相比,激光拆卸键可以使用聚酰亚胺作为键和剂。这种方法可以承受400℃以上的温度,而一般的键合剂在200℃时会变性,这使得一般的键合剂在高温和低温循环时失效。由于激光拆卸和键合技术需要将激光作用于载体和晶片之间的粘合剂,因此载体需要能够通过相应波长的激光器。目前,紫外线激光被广泛使用,载体是玻璃晶片衬底。激光拆卸和键合技术主要用于剥离各种薄硅晶片。

激光键合

2.激光开槽技术

如采用传统刀轮切割方案,在刀轮切割时,如采用传统刀轮切割方案,在低-k层易出现边缘塌陷、卷翘、剥落等不良现象;采用无接触激光加工方案,可有效避免上述问题。

光点通过光路系统对材料表面进行聚焦,形成特定形状,达到特定槽型;先进的激光冷加工工艺,利用超快激光的高峰功率,将材料从固态直接转化为气态,大大降低了热影响区。

激光开槽

3.良好的激光切割技术

激光改性切割工艺适用于硅、碳化硅、蓝宝石、玻璃、砷镓等材料。通过将激光束聚焦在晶圆衬里底层内部,通过扫描形成切割的内部改性层,再通过切割刀或真空裂片破坏邻近颗粒。切割过程中的激光改良

激光切割的激光切割宽度几乎为零,有助于减小切割路面的宽度;材料内部的变质可抑制切割片的产生,不需要涂层清洗。在切割过程中,采用DRA自动对焦,实时自动调节焦点,保证激光对焦改性切割改性层深度一致。

激光切割

4.TGV技术

TGV技术是通过在芯片和芯片之间制造垂直电极,从密封腔内垂直引出电信号的一种过程。该技术广泛应用于气密性、电气性能、包装兼容性、一致性、可靠性等领域,是MEMS设备微型化、高度集成的有效途径。


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