隨著芯片制程逐漸逼近物理極限,通過(guò)先進(jìn)封裝實(shí)現(xiàn)異構(gòu)集成成為主流。在這一背景下,激光加工設(shè)備尤其是紅外飛秒激光切割機(jī),憑借其高精度、低損傷的特性,已成為封裝產(chǎn)線的核心裝備。與此同時(shí),綠光皮秒激光鉆孔設(shè)備作為高密度互連的關(guān)鍵裝備,正在IC載板、HDI板加工領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
超越激光深入洞察行業(yè)需求,將紅外飛秒技術(shù)與綠光皮秒技術(shù)深度融合,為半導(dǎo)體客戶構(gòu)建起從外形切割到微孔鉆削的全流程精密加工解決方案。
在傳統(tǒng)晶圓劃片工藝中,機(jī)械刀片切割易產(chǎn)生邊緣崩缺和機(jī)械應(yīng)力,導(dǎo)致芯片性能下降甚至隱裂。紅外飛秒激光切割機(jī)采用隱形切割技術(shù),將激光聚焦于晶圓內(nèi)部形成改質(zhì)層,再利用擴(kuò)膜工藝實(shí)現(xiàn)芯片分離。
超越激光針對(duì)硅、碳化硅等基材優(yōu)化的紅外光譜吸收方案,使得切割道寬度極小,有效提升了晶圓的利用率。尤其是在處理厚度小于50μm的超薄晶圓時(shí),其優(yōu)勢(shì)更為明顯,幾乎無(wú)碎片風(fēng)險(xiǎn)。
隨著IC載板向更高密度發(fā)展,孔徑要求已降至30μm甚至20μm。傳統(tǒng)CO?激光難以穿透銅層,紫外納秒激光則因熱影響導(dǎo)致ABF材料中的填料顆粒脫落,形成孔壁凹坑。
綠光皮秒激光鉆孔設(shè)備的532nm波長(zhǎng)恰好位于銅的高吸收區(qū)(吸收率65%)和ABF填料的低損傷區(qū)之間,可實(shí)現(xiàn)銅層的氣化剝離,同時(shí)避免填料顆粒的機(jī)械崩出。
超越激光與SGS通標(biāo)檢測(cè)合作,對(duì)綠光皮秒激光鉆孔設(shè)備加工的載板盲孔進(jìn)行FIB切割觀測(cè)顯示:
孔壁熱影響層厚度:<0.8μm(傳統(tǒng)紫外納秒激光為4-6μm)
樹脂與玻纖界面結(jié)合緊密,無(wú)分層現(xiàn)象
為便于技術(shù)選型,超越激光將紅外飛秒切割機(jī)與綠光皮秒激光鉆孔設(shè)備的核心參數(shù)對(duì)比如下:
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參數(shù)項(xiàng) |
紅外飛秒激光切割機(jī) |
綠光皮秒激光鉆孔設(shè)備 |
適用場(chǎng)景說(shuō)明 |
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激光波長(zhǎng) |
1030-1064 nm |
532 nm |
綠光對(duì)銅吸收率更高 |
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脈沖寬度 |
<300 fs |
<8 ps |
飛秒“更冷”,適合透明材料 |
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最小加工尺寸 |
切割道寬<5μm |
最小孔徑20μm |
鉆孔設(shè)備側(cè)重深徑比 |
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定位精度 |
±1μm |
±3μm |
切割要求更高位置精度 |
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熱影響區(qū) |
近乎為零 |
<1μm |
兩者均屬“冷加工”范疇 |
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典型應(yīng)用 |
玻璃/晶圓/陶瓷切割 |
IC載板/HDI鉆孔 |
形成工藝互補(bǔ) |
數(shù)據(jù)來(lái)源:超越激光產(chǎn)品技術(shù)手冊(cè)
客戶:江蘇某封測(cè)龍頭企業(yè)(日月光/長(zhǎng)電科技供應(yīng)鏈)
產(chǎn)品:FCBGA封裝載板,用于服務(wù)器CPU
要求:孔徑30μm,深度40μm,底膠殘留<2μm,孔位精度±5μm
原工藝:CO?+UV混合激光(兩次加工),良率88%,主要缺陷為底膠殘留和孔型橢圓
一次性交付8臺(tái)GYP-50H型綠光皮秒激光鉆孔設(shè)備,配置:
雙光路并行加工系統(tǒng),單機(jī)UPH提升40%
在線AOI檢測(cè)模塊,實(shí)時(shí)反饋孔型數(shù)據(jù)
與客戶MES系統(tǒng)對(duì)接,實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)的自動(dòng)下發(fā)與記錄
經(jīng)過(guò)6個(gè)月量產(chǎn)驗(yàn)證:
單孔加工時(shí)間從0.12秒縮短至0.07秒
底膠殘留平均值降至0.5μm,滿足Intel下一代CPU載板要求
綜合良率提升至94.5%,預(yù)計(jì)年節(jié)約成本超800萬(wàn)元
該項(xiàng)目同時(shí)配置了超越激光的紅外飛秒切割機(jī)用于載板外形加工,形成完整的“切+鉆”自動(dòng)化產(chǎn)線。
Q1:加工盲孔時(shí)底膠去除不干凈怎么辦?
A:通常是由于能量不足或焦點(diǎn)偏移導(dǎo)致。超越激光建議采用“兩步法”:第一步用較高能量(2.0 J/cm2)去除大部分介質(zhì),第二步用較低能量(1.2 J/cm2)配合平頂光進(jìn)行底部清潔。設(shè)備內(nèi)置的智能脈沖串模式可自動(dòng)執(zhí)行這一過(guò)程。
Q2:綠光皮秒鉆孔機(jī)能否加工厚銅板(2oz以上)?
A:超越激光的GYP系列設(shè)備支持分層加工策略:先以高功率密度氣化表層銅,再以優(yōu)化參數(shù)加工介質(zhì)層。實(shí)測(cè)可穩(wěn)定加工3oz銅箔,但建議搭配分段鉆孔程序以避免底部殘?jiān)?/span>。
Q3:相比紫外皮秒,綠光皮秒的優(yōu)勢(shì)在哪里?
A:根據(jù)超越激光對(duì)比測(cè)試,532nm波長(zhǎng)對(duì)銅的直接吸收率比355nm高出約30%,因此在加工標(biāo)準(zhǔn)覆銅板時(shí)效率更高。但對(duì)于透明材料或特殊油墨,紫外光仍有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。超越激光可提供兩種光源的免費(fèi)打樣對(duì)比服務(wù)。
Q4:設(shè)備的耗材和維護(hù)成本高嗎?
A:綠光皮秒激光鉆孔設(shè)備為全固態(tài)激光器,無(wú)消耗性耗材(如機(jī)械鉆頭)。主要維護(hù)項(xiàng)為光學(xué)鏡片清潔(建議每月一次)和冷卻系統(tǒng)保養(yǎng)(每半年一次)。超越激光提供全國(guó)24小時(shí)響應(yīng)服務(wù)及年度保養(yǎng)套餐。
Q5:超越激光與其他品牌相比,優(yōu)勢(shì)在哪里?
A:超越激光深耕激光裝備制造12年,擁有超過(guò)150人的工藝研發(fā)與售后服務(wù)團(tuán)隊(duì)。相比進(jìn)口品牌,提供:
本土化工藝數(shù)據(jù)庫(kù):針對(duì)國(guó)產(chǎn)板材(生益、南亞等)預(yù)置優(yōu)化參數(shù)
快速打樣服務(wù):48小時(shí)免費(fèi)出具測(cè)試報(bào)告
面對(duì)幅員遼闊、需求各異的中國(guó)市場(chǎng),僅僅提供高性能設(shè)備是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。超越激光的核心戰(zhàn)略是“全球技術(shù),本地深耕”:
超越激光認(rèn)識(shí)到,華南的消費(fèi)電子材料與華北的軍規(guī)級(jí)材料存在差異。因此,公司建立了分區(qū)域的工藝參數(shù)庫(kù),設(shè)備抵達(dá)客戶車間時(shí)已預(yù)載針對(duì)當(dāng)?shù)刂髁鞑牧系某墒旒庸し桨?,?shí)現(xiàn)“開箱即用,穩(wěn)定生產(chǎn)”。