大族显视与半导体:激光技术在先进封装领域的应用

由中国半导体行业协会举办的行业盛会“2019中国半导体封装测试技术与市场年会(简称“CSPT 2019”)”于9月9日至10日在无锡盛大召开。大会以“集成创新、智能制造、协同发展、共享共赢”为主题,对先进封装工艺技术、封装测试技术与设备、材料相关联等行业热点问题进行研讨。大族显视与半导体受邀出席大会,并发表主题演讲《激光技术在先进封装领域的应用》

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机遇与挑战

近年来,随着5G、电动汽车、物联网、AI、云计算等发展,砷化镓、氮化镓、碳化硅等非硅半导体材料备受关注,新材料、下游终端的研发与应用也逐步被重视,芯片生产线的投放量增加,预示封测产业拥有着较大的市场空间。这给企业带来诸多机遇,同时也面临着诸多挑战。目前国内封测产业链尚不健全,对国外设备、材料具有很强的依赖性,装备及材料的国产化水平亟待提高。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、建设半导体产业链的必要性和迫切性。

激光技术在先进封装领域的应用


在本次大会上,大族显视与半导体李春昊博士以《激光技术在先进封装领域的应用》为主题发表了演讲,重点介绍了应用于先进封装领域的激光加工技术及大族显视与半导体为行业提供的激光解决方案。 




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激光解键合技术


2017年,全球12寸薄片晶圆出货量超7500万片;2011年至2017年,每年的增幅在15%左右。随着元器件朝着小型化、超薄化的发展中,传统的加工装备以及传统的加工工艺很难满足高精度的加工需求。面向超薄器件加工领域,大族显视与半导体推出紫外激光解键合方案。

紫外激光解键合技术通过光路整形得到固定大小的激光光斑,利用振镜或平台对玻璃晶圆面进行扫描加工。使得release层材料失去粘性,最终实现器件晶圆和玻璃晶圆的分离。

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激光开槽技术


在对表面具有low-k材料的半导体晶圆进行切割分片时,如果采用传统的刀轮切割方案,极易在low-k层产生崩边、卷翘和剥落等不良;而采用非接触式的激光加工方案则可以有效避免上述问题。

大族显视与半导体开发的超快激光开槽技术,是通过自主研发的光路系统将光斑整形成特定的形貌,聚焦于材料表面达到特定槽型;并利用超快激光极高的峰值功率,将材料从固态直接转化成气态,从而极大的减少热影响区,是一种先进的激光冷加工工艺制程。

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3
激光改质切割技术


激光改质切割技术适用于硅、碳化硅、蓝宝石、玻璃、砷化镓等材料。通过将激光束聚焦在晶圆衬底层内部,通过扫描形成切割用的内部“改质层”,再通过劈刀或真空裂片使相邻的晶粒断裂。

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激光改质切割流程

激光改质切割的激光切割宽度几乎为零,有助于减小切割道宽度;在材料内部进行改质,可以抑制切割碎屑的产生,无需涂胶清洗工序。在切割过程中,采用DRA自动对焦,焦点实时跟随片厚变化而自动调整,确保改质切割的激光聚焦改质层深度一致。

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TGV技术


TGV 技术是通过在芯片与芯片之间、晶圆与晶圆之间制作垂直电极,实现电信号从密封腔内部垂直引出的工艺。技术广泛应用于 MEMS 圆片级真空封装技术领域,在气密性、电学特性、封装兼容性与一致性以及可靠性方面独具优势,是实现 MEMS器件微型化、高度集成化的有效方式。

大族显视与半导体的TGV技术,采用自主研发的ICICLES技术,光束一致性好,稳定性高;能量利用率高,对激光器要求较低;焦深控制简单,且技术成熟、应用范围广。

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李博在大会上重点介绍了以上几种激光加工技术,除此之外,大族显视与半导体还可提供全自动IC打标、刀轮切割、全自动IC卷盘封装、FT Handler测试分选、晶圆环切等技术解决方案。

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大族显视与半导体解决方案

面对机遇与挑战,大族显视与半导体凭借多年在激光领域的技术积累,跟随市场发展需求,在半导体领域陆续取得了一些重大突破,并持续致力于在半导体行业的耕耘,加速装备国产化进程,助力提升中国半导体的国际竞争力和影响力。


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