激光:不断挑战半导体微观世界的空间极限

时间:2019-03-24 23:36:05 来源:宁城信息网 作者:匿名



目前,中国的半导体市场需求约占全球市场需求的30%。然而,就产能而言,中国大陆制造商仅占世界12英寸晶圆产能的不到1%,而中国大陆(包括外资)的12英寸晶圆产能仅占8%。巨大的半导体市场潜力和工艺技术的局限性共存,使中国大陆成为半导体制造业投资的热点。

随着中国通信基础设施建设,智能终端的不断发酵,汽车网络和智能城市的建设,中国IC产业不断注入动力。此外,中国政府的积极引导进一步推动了半导体制造业的发展。可以预见,中国的半导体产业将进入一个黄金时代,所有这一切都需要强大而有力的代工厂支持。

半导体制造业的主要趋势

摩尔定律揭示了信息技术进步的速度:当价格不变时,集成电路上可容纳的元件数量将大约每18-24个月翻一番,性能将翻倍。

小型化和更高的时钟频率是半导体制造的主要趋势。今天,在现代智能手机的CPU中,晶体管几乎与流感病毒大小相同。在高度创新的半导体行业中,激光器在无限追求更小,更复杂的微观世界中发挥着至关重要的作用。例如,精细沟槽的激光蚀刻允许数百个芯片紧密地封装在晶片上;极紫外光可用于生产小于16纳米的芯片;激光可以快速将产品信息标记为非常小的空间;超短脉冲激光器可以在多层基板中快速钻出大量小孔。

在晶圆上激光划线和切割

在现代晶圆工艺中,较大的晶圆可以被锯成越来越多的芯片。在导体层之间填充低k介电材料的绝缘层。低k电介质材料易于出现各种锯切问题,有时由于脆性而破裂,有时会粘在锯片上。即使使用最薄的锯片分割晶片,切割仍然很大。 TruMicro皮秒激光器可轻松实现40微米的凹槽宽度而不会造成任何损坏。

锯也产生灰尘,人们通常在晶圆上涂上保护涂层。如果使用紫外激光,则不需要在晶片上施加保护涂层或水冷。当晶片厚度小于100微米时,激光切割的速度远远超过锯切速度。据说美国JPSA公司已经开发出一种用于光束整形和传输的有效光学系统。该系统可以获得2.5微米狭窄的狭缝宽度,可以在确保最小焦点的同时优化激光强度,并大大改善半导体晶圆图案。板材的速度以及材料过热和附带损坏的程度。

多层印刷电路板上的激光钻孔

由于电子产品小型化的趋势,即使小型印刷电路板上覆盖有各种类型的芯片和电子元件,电路板所需的钻孔数量也非常显着,并且孔径和深度的精度也很高非常高在材料方面,手机制造商青睐柔性电路板。

对于钻孔,激光技术的最大优势是精度。例如,红外皮秒激光可以实现直径为30微米的钻孔。然而,穿透深度的准确性同样重要。如果——电路中的任何过孔由于不正确的加工深度而接触不良或短路,则该板成为废品。

在多层微孔电路板上进行微钻孔以实现电路元件之间的电连接。 CO2激光器广泛用于微电子封装应用的通孔钻孔工艺。然而,CO2激光器的红外波长限制了其聚焦点的大小。如果要钻一个较小直径的通孔,则需要更短的波长。在相干应用实验室的测试中,使用准分子激光器成功地在玻璃片中钻出许多紧密间隔的孔。准分子激光器已成为集成电路,显示器和柔性电子元件制造中的关键技术。

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