پردازش دقیق شیشه با فناوری لیزر فمتوثانیه: راهنمای خریدار برای بستهبندی نیمههادی
چرا خریداران راهکارهای پردازش شیشه را انتخاب میکنند؟
قبل از پرداختن به مشخصات تجهیزات، بهتر است بدانیم که چرا شیشه در بستهبندی پیشرفته تا این حد مورد توجه قرار گرفته است.
عملکرد الکتریکی— شیشه در مقایسه با زیرلایههای آلی، تلفات دیالکتریک کمتری دارد و امکان کاربردهای فرکانس بالاتر و یکپارچگی سیگنال بهتر را فراهم میکند.
مدیریت حرارتی— با ضریب انبساط حرارتی (CTE) که میتواند با سیلیکون مطابقت نزدیکی داشته باشد، اینترپوزرهای شیشهای تنش حرارتی-مکانیکی را در کاربردهای ادغام ناهمگن کاهش میدهند.
فاکتور فرم- شیشه را میتوان در پنلهای نازک و بزرگ تولید کرد که امکان اتصال با چگالی بالاتر و استفاده کارآمدتر از فضا را فراهم میکند.
قابلیت اطمینان— شیشه ذاتاً پایدار است، رطوبت را جذب نمیکند و مقاومت شیمیایی بسیار خوبی دارد.
برای تولیدکنندگانی که در حال ساخت خطوط بستهبندی نسل بعدی هستند، توانایی پردازش شیشه به صورت قابل اعتماد و در مقیاس بزرگ به یک عامل تمایز رقابتی تبدیل شده است.
مطالعه موردی: تولید انبوه اینترپوزر با چگالی بالا
پیشینه
یک کارخانهی پیشرو در زمینهی بستهبندی نیمههادیها، در حال توسعهی نسل جدیدی ازاینترپوزر با چگالی بالامحصولاتی برای برنامههای شتابدهنده هوش مصنوعی. واسطههای مورد نیاز:
-
از طریق ویاسهای شیشهایبا نسبت ابعاد بیش از 10:1
-
قطرهای Via کمتر از 50μm
-
دقت موقعیتی ±5μm در قالبهای پنل 300 میلیمتری
-
بدون لب پریدگی یا ترک خوردگی ریز در نقاط ورود و خروج via
این کارخانه ریختهگری در ابتدا تلاش کرده بود از حفاری لیزری پیکوثانیهای برای تشکیل via استفاده کند، اما با چالشهایی در کنترل مخروطی شدن و کیفیت ناپایدار دیواره via مواجه شد که بر مراحل بعدی فلزکاری تأثیر گذاشت.
چالش
چالش اصلی، دستیابی به کیفیت بالا و پایدار بودحفاری TGVدر سراسر پنلهای شیشهای با فرمت بزرگ. این فرآیند نیاز به موارد زیر داشت:
-
بدون آسیب حرارتی، از طریق دهانهها تمیز ایجاد کنید
-
دقت موقعیتیابی را در کل پنل حفظ کنید
-
دستیابی به توان عملیاتی کافی برای تولید انبوه
-
پشتیبانی بعدیشیشه از طریق پر کردنبا مواد رسانا
راه حل
شرکت نیمهرسانای جیانگسو هیمالیا یک سیستم پردازش لیزری فمتوثانیهای را که بهطور خاص برای شیشه از طریق شکلدهی پیکربندی شده است، مستقر کرد. این رویکرد شامل موارد زیر است:
-
اصلاح لیزر فمتوثانیه— لیزر درون شیشه متمرکز شد تا یک ناحیه اصلاحشده در امتداد مسیر via ایجاد کند. مدت زمان پالس فوقالعاده کوتاه، عدم وجود ناحیه تحت تأثیر گرما و عدم ایجاد ترکهای ریز را تضمین میکرد.
-
حکاکی شیمیایی مرطوب— شیشه اصلاحشده به صورت انتخابی حکاکی شد و سوراخهای تمیز با دیوارههای صاف و بدون شیب باقی ماند.
-
مدیریت خودکار- سیستم با آن ادغام شدجابجایی ویفر برای شیشهقابلیتهایی، از جمله ابزارهای انتهایی تخصصی که برای کار با زیرلایههای شیشهای نازک بدون تماس لبه یا تنش طراحی شدهاند.
نتایج
پس از بهینهسازی فرآیند و احراز صلاحیت، این کارخانه ریختهگری به موارد زیر دست یافت:
| متریک | قبل از | بعد از |
|---|---|---|
| از طریق بازده | ۹۲٪ | ۹۹.۳٪ |
| کیفیت از طریق دیوار | مخروطی متوسط، ترکهای ریز | صاف، بدون برآمدگی، بدون نقص |
| دقت موقعیتی | ±15μm | ±3μm |
| توان عملیاتی به ازای هر ابزار | ۱۲ پنل در ساعت | ۲۴ پنل در ساعت |
| زمان تمیز کردن پس از اچینگ | ۴۵ دقیقه | ۱۵ دقیقه |
خریدار غذای بیرونبر
گذار به حفاری TGV مبتنی بر لیزر فمتوثانیه، این کارخانه ریختهگری را قادر ساخت تا محصول اینترپوزر با چگالی بالا خود را برای مشتریان شتابدهنده هوش مصنوعی واجد شرایط کند. ترکیبی از تمیز کردن از طریق تشکیل و یکپارچهسازیاتوماسیون برای بسته بندی شیشهمراحل فرآوری پاییندستی کاهش یافته و عملکرد کلی بهبود یافته است.
«رویکرد لیزر فمتوثانیه به ما کیفیتی از طریق (Via) داد که با سوراخکاری پیکوثانیهای نمیتوانستیم به آن دست یابیم. توانایی پردازش پنلهای شیشهای بدون ترک خوردن یا لبپریدگی، تحولی اساسی در نقشه راه بستهبندی ما بود.»
— مدیر مهندسی، ریختهگری مشتری
بررسی اجمالی تجهیزات: سیستم پردازش لیزر فمتوثانیه
ویژگیهای اصلی برای کاربردهای بستهبندی شیشهای
ساخت پایه گرانیتی- پایداری بلندمدت و میرایی ارتعاش را فراهم میکند که برای دقت در سطح میکرون در پنلهای با فرمت بزرگ بسیار مهم است.
لیزر فمتوثانیه تمام حالت جامد- پالسهای فوق کوتاه با حداقل ناحیه تحت تأثیر گرما ارائه میدهد و امکان اصلاح تمیز شیشه بدون آسیب حرارتی را فراهم میکند.
پلتفرم حرکتی با دقت بالا— موتورهای خطی با فیدبک توری Renishaw دقت تکرار ±0.002 میلیمتر و صافی ±0.005 میلیمتر را در طول حرکت 200 میلیمتر فراهم میکنند.
سیستم بینایی هوشمند— دید کواکسیال با فوکوس خودکار، موقعیتیابی خودکار هدف و نظارت بر فرآیند را با وضوح 0.003 میلیمتر بر پیکسل امکانپذیر میکند.
هماهنگسازی موقعیت پالس- تضمین میکند که هر پالس لیزر دقیقاً در محل مورد نظر فرود میآید، که برای کاربردهایی مانند حفاری TGV که در آن دقت موقعیت مستقیماً بر بازده پاییندست تأثیر میگذارد، بسیار مهم است.
مسیر نوری ماژولار— طراحی کاملاً آببندیشده با قابلیت نظارت بر توان، از اپتیکها در برابر آلودگی محافظت میکند و بازخورد فرآیند را ارائه میدهد.
جدول مشخصات فنی
| دسته بندی | مشخصات |
|---|---|
| منبع لیزر | |
| نوع | لیزر فمتوثانیه تمام حالت جامد |
| طول موج | ۱۰۳۰ نانومتر |
| حداکثر توان خروجی | ۲۰ وات |
| نرخ تکرار | ۱ تا ۲۰۰ کیلوهرتز |
| انرژی تک پالس | ۱ تا ۲۰۰ میکروژول |
| مدت زمان پالس | |
| پلتفرم حرکت | |
| سیستم درایو | موتور خطی، دو محوره |
| ریلهای راهنما | درجه دقیق THK یا SCCHNEEBERGER |
| بازخورد | خطکش توری رنیشاو، با وضوح 0.1 میکرومتر |
| دقت تکرار | ±0.002 میلیمتر |
| صافی | ±0.005 میلیمتر در حرکت بیش از 200 میلیمتر |
| محدوده سفر | قابل تنظیم بر اساس اندازه پنل |
| سیستم بینایی | |
| نوع | CCD کواکسیال با فوکوس خودکار |
| دقت موقعیتیابی | 0.003 میلیمتر بر پیکسل |
| توابع | موقعیتیابی هدف، نظارت بر فرآیند، کالیبراسیون مته |
| قابلیتهای فرآیند | |
| مواد سازگار | شیشه، یاقوت کبود، سایر زیرلایههای شفاف |
| کاربردها | سوراخکاری TGV، اینترپوزر شیشه، پردازش هسته شیشه، برش، حکاکی |
| اندازه ویژگی | کمتر از 50 میکرومتر از طریقهها قابل دستیابی است |
| نسبت ابعاد | > 10:1 با فرآیند اچینگ |
| نرمافزار | |
| رابط | HMI سفارشی با طرحبندی بصری |
| ادغام | آماده برای CIM، ارتباط MES |
| توابع داده | آمار ظرفیت، ثبت آلارم، ثبت لوگو، کنترل مجوز |
| پشتیبانی فایل | وارد کردن مستقیم قالبهای CAD و توابع نقشه |
| الزامات نصب | |
| ابعاد تجهیزات (طول × عرض × ارتفاع) | ۱۵۰۰ × ۱۳۵۰ × ۱۷۰۰ میلیمتر |
| فضای عملیاتی (طول × عرض × ارتفاع) | ۳۰۰۰ × ۳۰۰۰ × ۲۵۰۰ میلیمتر |
| وزن | تقریباً ۲۰۰۰ کیلوگرم |
| دما | ۲۲ درجه سانتیگراد ± ۲ درجه سانتیگراد (مداوم) |
| رطوبت | ۵۵٪ ± ۱۰٪ |
| برق | ۲۲۰ ولت / ۵۰ هرتز AC، سه فاز پنج سیمه |
| مصرف برق | ۵ کیلووات |
| هوای فشرده | ۰.۶ تا ۰.۸ مگاپاسکال، تمیز و خشک |
| خالی | ۸۰- تا ۹۵- کیلوپاسکال |
| سطح نویز | |
| انطباق | |
| ایمنی لیزر | محفظه کلاس ۱ با قفلهای داخلی |
| برق | قطعات سازگار با IEC/UL |
| نگهداری و پشتیبانی | |
| گارانتی | ۱ سال |
| خدمات | امکان راهاندازی در محل، تشخیص از راه دور، قراردادهای نگهداری پیشگیرانه |
ملاحظات کلیدی برای خریداران
۱. جریان فرآیند خود را درک کنید
حفاری TGV به ندرت یک فرآیند مستقل است. در نظر بگیرید که چگونه سیستم لیزر با عملیات بالادستی و پایین دستی شما ادغام خواهد شد:
-
بالادست:آمادهسازی، تمیز کردن و جابجایی پنل شیشهای
-
پاییندست:حکاکی مرطوب،شیشه از طریق پر کردن(فلزکاری)، مسطحسازی و بازرسی
تجهیزاتی که شامل یا با آنها ادغام میشوندتجهیزات حکاکی روی شیشهواتوماسیون برای بسته بندی شیشهمراحل انتقال را کاهش داده و زمان کلی چرخه را بهبود میبخشد.
۲. ارزیابی الزامات جابجایی
شیشه سیلیکون نیست. شکنندهتر است، به تماس لبه حساستر است و اغلب در قالبهای نازکتری تولید میشود. اگر در حال ساخت خط تولید هستید، به موارد زیر توجه ویژه داشته باشید:
-
جابجایی ویفر برای شیشه- سیستمهای انتقال، کاستها و افکتورهای نهایی که بهطور خاص برای زیرلایههای شیشهای طراحی شدهاند
-
قالب پنلی در مقابل قالب ویفر— اطمینان حاصل کنید که سیستم از اندازه و قالب بستر شما پشتیبانی میکند
-
ادغام اتوماسیون- نحوه اتصال سیستم لیزر به تجهیزات خودکار بالادستی و پاییندستی
۳. انتخاب فناوری لیزر را در نظر بگیرید
لیزرهای فمتوثانیه و پیکوثانیه در بخشهای مختلفی از بازار به کار گرفته میشوند. به عنوان یک راهنمای کلی:
| عامل | فمتوثانیه | پیکوثانیه |
|---|---|---|
| مدت زمان پالس | حدود ۱۰ پیکوثانیه | |
| منطقه تحت تأثیر گرما | مینیمال | کوچک اما حاضر |
| کیفیت از طریق دیوار | عالی | خوب |
| توان عملیاتی | متوسط | بالاتر |
| بهترین برای | ویاسهای باکیفیت، مواد حساس | کاربردهای با حجم بالاتر با الزامات کیفی کمتر سختگیرانه |
برای کاربردهای بستهبندی پیشرفته و اینترپوزر با چگالی بالا که کیفیت مستقیماً بر بازده تأثیر میگذارد، فمتوثانیه به طور فزایندهای انتخاب ارجح است.
۴. الزامات نصب را از قبل تأیید کنید
الزامات زیستمحیطی برای سیستمهای لیزری دقیق غیرقابل مذاکره هستند. قبل از خرید:
-
تأیید کنید که تأسیسات شما میتواند دمای ۲۲ درجه سانتیگراد ± ۲ درجه سانتیگراد و رطوبت ۵۵٪ ± ۱۰٪ را به طور مداوم حفظ کند.
-
در صورت لزوم، سازگاری با اتاق تمیز را تأیید کنید
-
اطمینان حاصل کنید که تاسیسات الکتریکی و هوای فشرده مشخصات را رعایت میکنند
-
برای ردپای عملیاتی، از جمله دسترسی به خدمات، برنامهریزی کنید
ما شاهد تأخیر در نصب یا عملکرد ضعیف تجهیزات بودهایم، زیرا این الزامات از قبل مورد توجه قرار نگرفتهاند.
چرا جیانگسو هیمالیا سمیکانداکتور؟
شرکت نیمههادی جیانگسو هیمالیامتخصص در تجهیزات پردازش دقیق برای کاربردهای بستهبندی پیشرفته. تمرکز ما بر توسعه راهحلهایی است که چالشهای منحصر به فرد پردازش شیشه را برطرف میکنند - ازحفاری TGVبهفناوری هسته شیشهایادغام.
تواناییهای ما عبارتند از:
-
فناوری شکلدهی نوری اختصاصی برای کیفیت پرتو ثابت
-
سکوهای حرکتی قابل تنظیم برای اندازههای مختلف پنل
-
سیستمهای بینایی و فوکوس خودکار یکپارچه برای عملیات خودکار
-
نرمافزار آماده CIM با قابلیت یکپارچهسازی MES
-
خدمات و پشتیبانی جامع
تعهد ما به EETA:
-
تخصص— تیم مهندسی ما دههها تجربه در سیستمهای لیزر پالس فوق کوتاه و بستهبندی نیمههادی را به ارمغان میآورد.
-
تجربه— ما سیستمهایی را در سراسر کارخانههای ریختهگری پیشرو و تأسیسات OSAT در سطح جهان مستقر کردهایم
-
قابل اعتماد بودن- تمام مشخصات مطابق با استانداردهای صنعتی تأیید شدهاند؛ نصبها با مستندات و آموزش جامع پشتیبانی میشوند.
-
اقتدار— ما به طور فعال در کنسرسیومهای صنعتی متمرکز بر استانداردهای بستهبندی شیشهای و اتصالات نسل بعدی شرکت میکنیم
اطلاعات تماس
شرکت نیمههادی جیانگسو هیمالیا
آدرس:اتاق ۴۲۳۴، ساختمان ۱۱، شماره ۱۲۵۸ جاده جنوبی جینفنگ، شهر مودو، ناحیه ووژونگ، شهر سوژو، چین
کد پستی:۲۱۵۱۰۱
وبسایت: www.himalayasemi.com
تماس:برای سوالات فنی، آزمایش فرآیند یا استعلام قیمت تجهیزات، لطفاً از طریق وبسایت ما یا مستقیماً با بخش تجهیزات نیمههادی ما تماس بگیرید.
آماده ارزیابی هستید؟
اگر در حال پردازش شیشه برای کاربردهای بستهبندی پیشرفته هستید - چهاینترپوزر شیشه ای،فناوری هسته شیشهای، یااز طریق شیشه از طریق— از شما دعوت میکنیم تا برای ارزیابی فرآیند برنامهریزی کنید. اجرای مواد شما روی تجهیزات ما مطمئنترین راه برای تأیید توان عملیاتی، کیفیت و تناسب یکپارچهسازی برای کاربرد خاص شما است.