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激光:细微之处造乾坤

发布时间:2022-04-07 13:45:43 阅读: 来源:领花厂家
激光:细微之处造乾坤

目前,中国的半导体市场需求约占全球市场需求的三成。然而,在产能方面,中国大陆厂商仅掌握全球不到1%的12英寸晶圆产能,位于中国大陆(包括外商独资)的12英寸晶圆产能则有8%。巨大的半导体市场潜力与制程技术的局限性并存,使得中国大陆成为投资半导体制造的热点。

随着中国通信基础设施的建设、智能终端持续发酵,以及车联网、智慧城市的建设等,为中国IC产业持续注入动力。加之,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,中国半导体产业将进入黄金时代,而这一切的背后都需要有强而有力的晶圆代工来支持。

半导体制造的主要趋势

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器件的数目,大约每隔1824个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。

小型化和更高的时钟频率一直是半导体制造的主要趋势。如今,在现代智能手机的CPU中,其晶体管与流感病毒的大小几乎相同。在极具创新的半导体行业中,在无限追求更小更精密的微观世界里,激光发挥着至关重要的作用。例如,激光蚀刻出微细的沟槽,可将几百块芯片紧密地压缩在一起,装配在晶圆上;极紫外光可用于生产小于16纳米的芯片;激光可将产品信息快速标记于极小的空间中;超短脉冲激光器能够快速地在多层基板上钻出大量细小的孔眼。

激光在晶圆上的划线及切割

在现代的晶圆制程中,更大的晶圆能够被锯成越来越多的不断缩小的芯片。导体层之间填入低k介质材料的绝缘层。低k介质材料容易引发各种锯切问题,有时会因为脆性而破碎,有时会粘住锯片。即使使用最薄的锯片分割晶圆,切痕仍然较大。而TruMicro皮秒激光则可轻松实现40微米的沟槽宽度,且不产生任何损伤。

锯切也产生粉尘,人们通常会在晶片上涂上保护涂层。若使用紫外激光,则无需在晶片上涂上保护涂层,也无需水冷却。而且当晶圆厚度小于100微米时,激光切割的速度远远超过了锯切的速度。

据说,美国JPSA公司开发了一种有效的光束整形与传递的光学系统,该系统可以获得很狭窄的2。5微米切口宽度,可以在保证最小聚焦光斑的同时调节优化激光强度,大大提高半导体晶圆划片的速度,且降低了对材料过度加热与附带损伤的程度。

在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,即使一小块印刷电路板上也布满了各类芯片、电子元器件,电路板所需的钻孔数量相当惊人,对孔径和深度的精确度要求甚高。在材料方面,手机制造商则青睐柔性电路板。

对于钻孔,激光技术最大的优势在于精度,例如红外皮秒激光器可实现直径30微米的钻孔。但穿透深度的精准同样重要——电路中任何一个导孔若因错误的加工深度而导致接触不良或短路,那么这块电路板就成了废品。

人们在多层微通孔电路板上进行微钻孔,以实现电路元件之间的电气连接。CO2激光器被广泛用于微电子封装应用的通孔钻孔工序。然而,CO2激光器具有的红外波长限制了其聚焦光斑的大小。若想钻出更小直径的通孔,则需要较短的波长。在相干公司应用实验室的一项测试中,曾利用准分子激光器成功地在玻璃薄片上钻出许多紧密排列的孔。准分子激光器已经成为制造集成电路、显示屏和柔性电子元件的关键技术。

智能手机芯片:越小越强大

未来,手机将更加智能和强大——它能与身体紧密连接,人们可以通过手势和语音对它进行操控。这意味着智能手机的核心芯片也将向更小、更强大的方向演化。

EUV光刻将继续创建更小结构,生产出更高性能的芯片。通快已研发了第三代的激光系统,为光刻系统制造商和预脉冲、主脉冲技术树立了标杆。该公司更长远的目标是实现大规模生产所需的250瓦光学功率,为新一代芯片的生产奠定基础。

除了上述的激光技术在电子、半导体行业的几大主要应用,激光技术还可应用于IC表面上的细微标记、ITO图形制备等等。业内领先的激光设备供应商陆续推出不同加工用途的产品。比如,伊欧激光LMC系列激光设备具有多种用途,可以剪切、雕刻多种的晶片,适用于硅、砷化镓、低k介质材料等。又如,苏州德龙激光LED晶圆紫外激光高速划片设备,主要应用在以Sapphire基底的GaN晶圆的划片切割。

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关于慕尼黑上海光博会LASERWorldofPHOTONICSCHINA

作为亚洲领先的激光、光学、光电展,慕尼黑上海光博会(LASERWorldofPHOTONICSCHINA)自2006年在上海举办以来,以国际化的视角呈现光电行业的全方位产品内容,专为满足中国市场的独特需求。下届展会将于2016年3月1517日在上海新国际博览中心举办。

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自1973年首次举办以来,两年一度的慕尼黑国际应用激光、光学技术贸易博览会(LASERWorldofPHOTONICS)已成为全球唯一覆盖整个光电子行业所有门类、展示最尖端科技的专业光电博览会。2017年展会将于6月2画中画H5模板
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国际光电技术大会(WorldofPhotonicsCongress)是欧洲领先的光学技术会议,同时也是全球三大同类会议之一,被光电业界视为最重要的智库与国际知识交流平台。

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罗璇

慕尼黑展览(上海)有限公司

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全球玻璃网(www.glass.cn)新闻编辑部