Traitement de précision du verre par technologie laser femtoseconde : Guide d’achat pour l’encapsulation des semi-conducteurs
Pourquoi les acheteurs choisissent des solutions de traitement du verre
Avant d'aborder les spécifications techniques des équipements, il est important de comprendre pourquoi le verre est devenu un élément si central dans le domaine des emballages avancés.
performances électriques— Le verre offre une perte diélectrique plus faible que les substrats organiques, permettant des applications à plus haute fréquence et une meilleure intégrité du signal.
Gestion thermique— Grâce à un coefficient de dilatation thermique (CTE) qui peut être étroitement adapté à celui du silicium, les interposeurs en verre réduisent les contraintes thermomécaniques dans les applications d'intégration hétérogène.
facteur de forme— Le verre peut être fabriqué en panneaux minces de grand format, permettant des interconnexions plus denses et une utilisation plus efficace de l'espace.
Fiabilité— Le verre est intrinsèquement stable, sans absorption d'humidité et avec une excellente résistance chimique.
Pour les fabricants qui développent des lignes d'emballage de nouvelle génération, la capacité à traiter le verre de manière fiable et à grande échelle est devenue un facteur de différenciation concurrentielle.
Étude de cas : Production à grande échelle d'interposeurs haute densité
Arrière-plan
Une fonderie de semi-conducteurs de premier plan développait une nouvelle génération dehigh-density interposerProduits pour applications d'accélération d'IA. Interposeurs requis :
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traversantes en verreavec des rapports d'aspect supérieurs à 10:1
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diamètres de vias inférieurs à 50 μm
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Précision de positionnement de ±5 μm sur des formats de panneau de 300 mm
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Aucune ébréchure ni microfissure aux points d'entrée et de sortie
La fonderie avait initialement tenté d'utiliser le perçage laser picoseconde pour la formation des vias, mais s'est heurtée à des difficultés de contrôle de la conicité et à une qualité de paroi des vias incohérente qui ont affecté les étapes de métallisation ultérieures.
Défi
Le principal défi consistait à obtenir une qualité constante et élevéeforage TGVsur des panneaux de verre grand format. Le processus nécessitait :
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Créer des ouvertures propres sans dommage thermique
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Maintenir la précision de positionnement sur l'ensemble du panneau
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Atteindre un débit suffisant pour la production en volume
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Soutenir le suiviverre par remplissageavec des matériaux conducteurs
Solution
Jiangsu Himalaya Semiconductor a déployé un système de traitement laser femtoseconde configuré spécifiquement pour la formation de vias en verre. Cette approche combine :
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modification au laser femtosecondeLe laser a été focalisé à l'intérieur du verre afin de créer une zone modifiée le long du trajet du via. La durée d'impulsion ultracourte a permis d'éviter toute zone affectée thermiquement et toute microfissuration.
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gravure chimique humide— Le verre modifié a été éliminé sélectivement par gravure, laissant des trous de passage nets avec des parois lisses et sans conicité.
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Gestion automatisée— Le système a été intégré àmanipulation de plaquettes de verredes capacités, notamment des effecteurs terminaux spécialisés conçus pour manipuler des substrats en verre minces sans contact ni contrainte sur les bords.
Résultats
Après optimisation et qualification du processus, la fonderie a obtenu les résultats suivants :
| Métrique | Avant | Après |
|---|---|---|
| Via le rendement | 92% | 99,3% |
| Qualité du mur via | Conicité modérée, microfissures | Lisse, sans conicité, sans défauts |
| Précision de positionnement | ±15 μm | ±3μm |
| Débit par outil | 12 panneaux/heure | 24 panneaux/heure |
| Temps de nettoyage après gravure | 45 minutes | 15 minutes |
Conclusion pour l'acheteur
Le passage au perçage TGV par laser femtoseconde a permis à la fonderie de qualifier son interposeur haute densité pour les clients du secteur des accélérateurs d'IA. L'association d'une formation de vias propre et d'une intégrationautomatisation pour l'emballage du verreRéduction des étapes de traitement en aval et amélioration du rendement global.
« L'utilisation du laser femtoseconde nous a permis d'obtenir une qualité de via que nous ne pouvions atteindre avec le perçage picoseconde. La possibilité de traiter des panneaux de verre sans fissures ni ébréchures a radicalement changé la donne pour notre stratégie de packaging. »
— Directeur de l'ingénierie, fonderie client
Présentation de l'équipement : Système de traitement laser femtoseconde
Caractéristiques essentielles pour les applications d'emballage en verre
Socle en granit— Assure une stabilité à long terme et un amortissement des vibrations essentiels pour une précision au micron près sur les panneaux grand format.
Laser femtoseconde entièrement à semi-conducteurs— Délivre des impulsions ultracourtes avec une zone affectée thermiquement minimale, permettant une modification propre du verre sans dommage thermique.
Plateforme de mouvement de haute précision— Les moteurs linéaires avec retour d'information par réseau Renishaw offrent une précision de répétition de ±0,002 mm et une rectitude de ±0,005 mm sur une course de 200 mm.
système de vision intelligent— La vision coaxiale avec autofocus permet un positionnement automatique de la cible et une surveillance du processus à une résolution de 0,003 mm/pixel.
Synchronisation de la position du pouls— Garantit que chaque impulsion laser atterrisse exactement à l'endroit prévu, ce qui est essentiel pour des applications comme le forage TGV où la précision de positionnement a un impact direct sur le rendement en aval.
Chemin optique modulaire— Sa conception entièrement étanche avec surveillance de l'alimentation protège les optiques de la contamination et fournit un retour d'information sur le processus.
Tableau des spécifications techniques
| Catégorie | Spécification |
|---|---|
| Source laser | |
| Taper | Laser femtoseconde entièrement à semi-conducteurs |
| Longueur d'onde | 1030 nm |
| Puissance de sortie maximale | 20 W |
| Fréquence de répétition | 1 – 200 kHz |
| Énergie à impulsion unique | 1 – 200 μJ |
| Durée de l'impulsion | |
| Plateforme de mouvement | |
| Système d'entraînement | Moteur linéaire, double axe |
| Rails de guidage | Nuance de précision THK ou SCHNEEBERGER |
| Retour | Règle à réseau de Renishaw, résolution de 0,1 μm |
| Précision de répétition | ±0,002 mm |
| Rectitude | ±0,005 mm sur une course de 200 mm |
| Plage de déplacement | Personnalisable en fonction de la taille du panneau |
| Système de vision | |
| Taper | Capteur CCD coaxial avec autofocus |
| Précision du positionnement | 0,003 mm / pixel |
| Fonctions | Positionnement de la cible, surveillance du processus, étalonnage des embouts |
| Capacités de processus | |
| Matériaux compatibles | Verre, saphir, autres substrats transparents |
| Applications | Perçage TGV, interposeur en verre, traitement des noyaux de verre, découpe, traçage |
| Taille de la caractéristique | Des vias de moins de 50 μm sont réalisables. |
| Rapport d'aspect | > 10:1 avec le procédé de gravure |
| Logiciel | |
| Interface | Interface homme-machine personnalisée avec une interface intuitive |
| Intégration | Communication MES compatible CIM |
| Fonctions de données | Statistiques de capacité, journalisation des alarmes, enregistrement du logo, contrôle des autorisations |
| Prise en charge des fichiers | Importation directe de modèles CAO, fonctions cartographiques |
| Exigences d'installation | |
| Dimensions de l'équipement (L×l×H) | 1500 × 1350 × 1700 mm |
| Empreinte opérationnelle (L×l×H) | 3000 × 3000 × 2500 mm |
| Poids | Environ 2000 kg |
| Température | 22°C ± 2°C (continu) |
| Humidité | 55 % ± 10 % |
| Électrique | 220 V / 50 Hz CA, triphasé à cinq fils |
| Consommation d'énergie | 5 kW |
| Air comprimé | 0,6 – 0,8 MPa, propre et sec |
| Vide | -80 à -95 kPa |
| Niveau sonore | |
| Conformité | |
| Sécurité laser | Boîtier de classe 1 avec interverrouillages |
| Électrique | Composants conformes aux normes IEC/UL |
| Maintenance et assistance | |
| Garantie | 1 an |
| Service | Mise en service sur site, diagnostics à distance, contrats de maintenance préventive disponibles |
Points clés à prendre en compte par les acheteurs
1. Comprendre votre flux de processus
Le forage TGV est rarement un processus isolé. Réfléchissez à la manière dont le système laser s'intégrera à vos opérations en amont et en aval :
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En amont:Préparation, nettoyage et manipulation des panneaux de verre
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En aval:Gravure humide,verre par remplissage(métallisation), planarisation et inspection
Équipement qui comprend ou s'intègre avecéquipement de gravure sur verreetautomatisation pour l'emballage du verreréduira les étapes de transfert et améliorera le temps de cycle global.
2. Évaluer les exigences de manutention
Le verre n'est pas du silicium. Il est plus fragile, plus sensible aux contacts et souvent fabriqué en pièces plus fines. Si vous mettez en place une ligne de production, soyez particulièrement attentif aux points suivants :
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Manipulation de plaquettes de verre— effecteurs terminaux, cassettes et systèmes de transfert conçus spécifiquement pour les substrats en verre
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Format panneau vs. format plaquette— assurez-vous que le système prend en charge la taille et le format de votre support
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Intégration de l'automatisation— comment le système laser se connecte aux équipements automatisés en amont et en aval
3. Considérez le choix de la technologie laser
Les lasers femtoseconde et picoseconde s'adressent à différents segments du marché. De manière générale :
| Facteur | femtoseconde | picoseconde |
|---|---|---|
| Durée de l'impulsion | ~10 ps | |
| Zone affectée par la chaleur | Minimal | Petit mais présent |
| Qualité du mur via | Excellent | Bien |
| débit | Modéré | Plus haut |
| Idéal pour | Vias de haute qualité, matériaux sensibles | Applications à plus grand volume avec des exigences de qualité moins strictes |
Pour les applications d'interposition haute densité et d'encapsulation avancée où la qualité des vias a un impact direct sur le rendement, la technologie femtoseconde est de plus en plus privilégiée.
4. Vérifiez les exigences d'installation au plus tôt
Les exigences environnementales relatives aux systèmes laser de précision sont non négociables. Avant l'achat :
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Vérifiez que votre installation peut maintenir une température de 22 °C ± 2 °C et une humidité relative de 55 % ± 10 % en continu.
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Vérifier la compatibilité avec les salles blanches si nécessaire
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S'assurer que les services électriques et d'air comprimé sont conformes aux spécifications
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Planifiez l'empreinte opérationnelle, y compris l'accès aux services
Nous avons constaté des retards d'installation ou des performances insuffisantes des équipements parce que ces exigences n'avaient pas été prises en compte au préalable.
Pourquoi choisir Jiangsu Himalaya Semiconductor ?
Jiangsu Himalaya Semiconductor Co., Ltd.Nous sommes spécialisés dans les équipements de traitement de précision pour les applications d'emballage avancées. Notre objectif est de développer des solutions qui répondent aux défis uniques du traitement du verre.forage TGVàtechnologie à noyau de verreintégration.
Nos capacités comprennent :
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Technologie de mise en forme optique exclusive pour une qualité de faisceau constante
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Plateformes de mouvement personnalisables pour différentes tailles de panneaux
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Systèmes de vision et de mise au point automatique intégrés pour un fonctionnement automatisé
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Logiciel compatible CIM avec intégration MES
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Service et assistance complets
Notre engagement envers EETA :
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CompétenceNotre équipe d'ingénieurs possède une expérience de plusieurs décennies dans les systèmes laser à impulsions ultracourtes et le conditionnement des semi-conducteurs.
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Expérience— Nous avons déployé des systèmes dans les principales fonderies et installations OSAT du monde entier.
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FiabilitéToutes les spécifications sont vérifiées par rapport aux normes industrielles ; les installations sont accompagnées d’une documentation et d’une formation complètes.
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Autorité— Nous participons activement à des consortiums industriels axés sur les normes d'emballage en verre et les interconnexions de nouvelle génération.
Coordonnées
Jiangsu Himalaya Semiconductor Co., Ltd.
Adresse:Pièce 4234, Bâtiment 11, n° 1258, route Jinfeng Sud, ville de Mudu, district de Wuzhong, ville de Suzhou, Chine
Code Postal:215101
Site web: www.himalayasemi.com
Contact:Pour toute question technique, test de processus ou devis d'équipement, veuillez nous contacter via notre site web ou contacter directement notre division d'équipement pour semi-conducteurs.
Prêt à évaluer ?
Si vous transformez du verre pour des applications d'emballage avancées — que ce soitglass interposer,technologie à noyau de verre, ouà travers le verre viaNous vous invitons à planifier une évaluation de vos procédés. Tester vos matériaux sur nos équipements est la méthode la plus fiable pour valider le débit, la qualité et l'adéquation à votre application spécifique.