Precisieglasbewerking met femtoseconde lasertechnologie: een kopersgids voor halfgeleiderverpakkingen
Waarom kopers kiezen voor glasbewerkingsoplossingen
Voordat we ingaan op de specificaties van de apparatuur, is het goed om te begrijpen waarom glas zo'n belangrijk onderdeel is geworden van geavanceerde verpakkingstechnologie.
Elektrische prestatiesGlas biedt een lager diëlektrisch verlies in vergelijking met organische substraten, waardoor toepassingen met hogere frequenties en een betere signaalintegriteit mogelijk zijn.
Thermisch beheer— Dankzij een thermische uitzettingscoëfficiënt (CTE) die nauw aansluit bij die van silicium, verminderen glazen tussenlagen de thermomechanische spanning in heterogene integratietoepassingen.
VormfactorGlas kan worden geproduceerd in dunne panelen van groot formaat, waardoor een hogere interconnectiedichtheid en een efficiënter ruimtegebruik mogelijk zijn.
BetrouwbaarheidGlas is van nature stabiel, neemt geen vocht op en heeft een uitstekende chemische bestendigheid.
Voor fabrikanten die de volgende generatie verpakkingslijnen ontwikkelen, is het vermogen om glas betrouwbaar en op grote schaal te verwerken een concurrentievoordeel geworden.
Casestudie: Grootschalige productie van interposers met hoge dichtheid
Achtergrond
Een toonaangevende fabrikant van halfgeleiderverpakkingen ontwikkelde een nieuwe generatieinterposer met hoge dichtheidProducten voor AI-acceleratortoepassingen. De benodigde interposers:
-
Door glazen via'smet beeldverhoudingen groter dan 10:1
-
Via diameters kleiner dan 50 μm
-
Positioneringsnauwkeurigheid van ±5 μm over paneelformaten van 300 mm.
-
Geen afbrokkeling of microscheurtjes bij de in- en uitgangspunten.
De gieterij had aanvankelijk geprobeerd picoseconde laserboringen te gebruiken voor het vormen van via's, maar stuitte op problemen met de conische controle en de inconsistente kwaliteit van de via-wanden, wat de daaropvolgende metallisatiestappen beïnvloedde.
Uitdaging
De grootste uitdaging was het bereiken van een consistente, hoogwaardige kwaliteit.TGV-boringover grote glazen panelen. Het proces moest het volgende omvatten:
-
Creëer schone via-openingen zonder thermische schade.
-
Behoud positionele nauwkeurigheid over het gehele paneel.
-
Zorg voor een doorvoer die voldoende is voor massaproductie.
-
Ondersteuning daarnaglas door middel van vullenmet geleidende materialen
Oplossing
Jiangsu Himalaya Semiconductor heeft een femtoseconde laserbewerkingssysteem ingezet dat specifiek is geconfigureerd voor de vorming van via's in glas. De aanpak combineerde:
-
Femtoseconde laser modificatie— De laser werd in het glas gefocusseerd om een gemodificeerd gebied langs het via-pad te creëren. De ultrakorte pulsduur zorgde ervoor dat er geen door hitte beïnvloede zone en geen microscheurtjes ontstonden.
-
Nat chemisch etsen— Het gemodificeerde glas werd selectief weggeëtst, waardoor schone via-gaten met gladde wanden en zonder tapsheid overbleven.
-
Geautomatiseerde verwerking— Het systeem was geïntegreerd metWaferverwerking voor glasmogelijkheden, waaronder gespecialiseerde eindeffectoren die zijn ontworpen om dunne glassubstraten te hanteren zonder contact met de randen of spanning.
Resultaten
Na procesoptimalisatie en kwalificatie behaalde de gieterij de volgende resultaten:
| Metrisch | Voor | Na |
|---|---|---|
| Via opbrengst | 92% | 99,3% |
| Via muurkwaliteit | Matige tapsheid, micro-scheurtjes | Glad, geen taps toelopende vorm, geen gebreken |
| Positionele nauwkeurigheid | ±15 μm | ±3 μm |
| Doorvoer per gereedschap | 12 panelen per uur | 24 panelen per uur |
| Reinigingstijd na het etsen | 45 minuten | 15 minuten |
Afhaalmaaltijden voor de koper
De overstap naar TGV-boren met behulp van femtoseconde lasers stelde de gieterij in staat om hun interposerproduct met hoge dichtheid te kwalificeren voor klanten in de AI-acceleratorsector. De combinatie van een schone via-vorming en geïntegreerdeautomatisering voor glazen verpakkingenHet aantal vervolgstappen in het verwerkingsproces is verminderd en de totale opbrengst is verbeterd.
"De femtoseconde lasertechniek leverde ons de via-kwaliteit op die we met picoseconde boren niet konden bereiken. De mogelijkheid om glazen panelen te bewerken zonder dat ze barsten of afbrokkelen, was een gamechanger voor onze verpakkingsstrategie."
— Technisch directeur, Customer Foundry
Apparatuuroverzicht: Femtoseconde laserverwerkingssysteem
Kernkenmerken voor glasverpakkingstoepassingen
Granieten funderingsconstructie— Biedt stabiliteit op lange termijn en trillingsdemping, essentieel voor precisie op micronniveau bij grootformaat panelen.
Volledig solid-state femtoseconde laser— Levert ultrakorte pulsen met een minimale warmtebeïnvloede zone, waardoor een schone modificatie van glas mogelijk is zonder thermische schade.
Zeer nauwkeurig bewegingsplatform— Lineaire motoren met Renishaw-rasterfeedback bieden een herhalingsnauwkeurigheid van ±0,002 mm en een rechtheid van ±0,005 mm over een bereik van 200 mm.
Intelligent visiesysteem— Coaxiale beeldverwerking met autofocus maakt automatische positionering van doelen en procesbewaking mogelijk met een resolutie van 0,003 mm/pixel.
Puls-positie synchronisatie— Garandeert dat elke laserpuls precies op de beoogde plek terechtkomt, wat cruciaal is voor toepassingen zoals TGV-boringen waarbij positioneringsnauwkeurigheid direct van invloed is op de opbrengst verderop in het proces.
Modulaire optische pad— Het volledig afgesloten ontwerp met stroombewaking beschermt de optiek tegen vervuiling en biedt feedback over het proces.
Technische specificatietabel
| Categorie | Specificatie |
|---|---|
| Laserbron | |
| Type | Volledig solid-state femtoseconde laser |
| Golflengte | 1030 nm |
| Maximaal uitgangsvermogen | 20 W |
| Herhalingsfrequentie | 1 – 200 kHz |
| Energie van één enkele puls | 1 – 200 μJ |
| Pulsduur | |
| Bewegingsplatform | |
| Aandrijfsysteem | Lineaire motor, dubbele as |
| Geleiderails | THK- of SCHNEEBERGER-precisiekwaliteit |
| Feedback | Renishaw rasterliniaal, resolutie van 0,1 μm |
| Herhaalnauwkeurigheid | ±0,002 mm |
| Rechtheid | ±0,005 mm over een bereik van 200 mm |
| Reisbereik | Aanpasbaar op basis van paneelgrootte |
| Visiesysteem | |
| Type | Coaxiale CCD met autofocus |
| Positioneringsnauwkeurigheid | 0,003 mm/pixel |
| Functies | Doelpositionering, procesbewaking, bitkalibratie |
| Procescapaciteiten | |
| Compatibele materialen | Glas, saffier, andere transparante substraten |
| Toepassingen | TGV-boren, glasinzetstuk, glaskernbewerking, snijden, markeren |
| Kenmerkgrootte | Vias van minder dan 50 μm haalbaar |
| Beeldverhouding | > 10:1 met etsproces |
| Software | |
| Interface | Aangepaste HMI met intuïtieve lay-out |
| Integratie | CIM-gereed, MES-communicatie |
| Gegevensfuncties | Capaciteitsstatistieken, alarmregistratie, LOGO-registratie, toegangsbeheer |
| Bestandsondersteuning | Directe import van CAD-sjablonen en kaartfuncties |
| Installatievereisten | |
| Afmetingen van de apparatuur (L×B×H) | 1500 × 1350 × 1700 mm |
| Operationele voetafdruk (L×B×H) | 3000 × 3000 × 2500 mm |
| Gewicht | Ongeveer 2000 kg |
| Temperatuur | 22°C ± 2°C (continu) |
| Vochtigheid | 55% ± 10% |
| Elektrisch | 220V / 50Hz wisselstroom, driefasige vijfaderige kabel |
| Stroomverbruik | 5 kW |
| Perslucht | 0,6 – 0,8 MPa, schoon en droog |
| Leeg | -80 tot -95 kPa |
| Geluidsniveau | |
| Naleving | |
| Laserveiligheid | Behuizing klasse 1 met vergrendelingen |
| Elektrisch | IEC/UL-conforme componenten |
| Onderhoud en ondersteuning | |
| Garantie | 1 jaar |
| Dienst | Inbedrijfstelling op locatie, diagnose op afstand en contracten voor preventief onderhoud beschikbaar. |
Belangrijke aandachtspunten voor kopers
1. Begrijp uw processtroom
TGV-boringen zijn zelden een op zichzelf staand proces. Houd rekening met de manier waarop het lasersysteem geïntegreerd zal worden in uw upstream- en downstream-activiteiten:
-
Stroomopwaarts:Voorbereiding, reiniging en hantering van glaspanelen
-
Stroomafwaarts:Nat etsen,glas door middel van vullen(metallisatie), vlakmaken en inspectie
Apparatuur die het volgende omvat of integreert:apparatuur voor het etsen van glasEnautomatisering voor glazen verpakkingenDit vermindert het aantal overdrachtsstappen en verbetert de totale doorlooptijd.
2. Evalueer de vereisten voor de behandeling
Glas is geen silicium. Het is brozer, gevoeliger voor contact met randen en wordt vaak in dunnere vormen verwerkt. Als u een productielijn bouwt, let dan goed op het volgende:
-
Waferverwerking voor glas— eindeffectoren, cassettes en transfersystemen die specifiek zijn ontworpen voor glazen substraten
-
Paneel versus waferformaat— zorg ervoor dat het systeem de afmetingen en het formaat van uw substraat ondersteunt.
-
Automatiseringsintegratie— hoe het lasersysteem is verbonden met geautomatiseerde apparatuur stroomopwaarts en stroomafwaarts
3. Overweeg de keuze voor lasertechnologie
Femtoseconde- en picoseconde-lasers bedienen verschillende marktsegmenten. Over het algemeen geldt het volgende:
| Factor | Femtosecond | Picosecond |
|---|---|---|
| Pulsduur | ~10 ps | |
| Hitte-aangetaste zone | Minimaal | Klein maar aanwezig |
| Via muurkwaliteit | Uitstekend | Goed |
| Doorvoer | Gematigd | Hoger |
| Het beste voor | Hoogwaardige via's, gevoelige materialen | Toepassingen met een hoger volume en minder strenge kwaliteitseisen. |
Voor toepassingen met interposers met hoge dichtheid en geavanceerde verpakkingen, waarbij de kwaliteit van de via's direct van invloed is op de opbrengst, wordt de femtosecondetechnologie steeds vaker de voorkeur gegeven.
4. Controleer de installatievereisten tijdig.
De milieueisen voor precisielasersystemen zijn niet onderhandelbaar. Vóór aankoop:
-
Controleer of uw faciliteit continu een temperatuur van 22 °C ± 2 °C en een luchtvochtigheid van 55% ± 10% kan handhaven.
-
Controleer de compatibiliteit met de cleanroom indien nodig.
-
Zorg ervoor dat de elektrische en persluchtvoorzieningen aan de specificaties voldoen.
-
Plan de operationele voetafdruk, inclusief de toegang tot de dienstverlening.
We hebben gezien dat installaties vertraagd werden of dat apparatuur ondermaats presteerde omdat deze vereisten niet van tevoren waren vastgelegd.
Waarom Jiangsu Himalaya Semiconductor?
Jiangsu Himalaya Semiconductor Co., Ltd.Wij zijn gespecialiseerd in precisieverwerkingsapparatuur voor geavanceerde verpakkingstoepassingen. Onze focus ligt op het ontwikkelen van oplossingen die inspelen op de unieke uitdagingen van glasverwerking — vanTGV-boringnaarglaskerntechnologieintegratie.
Onze mogelijkheden omvatten:
-
Gepatenteerde optische vormgevingstechnologie voor een constante straalkwaliteit.
-
Aanpasbare bewegingsplatforms voor diverse paneelformaten
-
Geïntegreerde beeldverwerkings- en autofocussystemen voor geautomatiseerde bediening
-
CIM-compatibele software met MES-integratie
-
Uitgebreide service en ondersteuning
Onze betrokkenheid bij EETA:
-
ExpertiseOns engineeringteam beschikt over tientallen jaren ervaring in ultrakorte pulslasersystemen en halfgeleiderverpakkingen.
-
Ervaring— We hebben systemen geïmplementeerd bij toonaangevende gieterijen en OSAT-faciliteiten wereldwijd.
-
Betrouwbaarheid— Alle specificaties worden gecontroleerd aan de hand van industrienormen; installaties worden ondersteund door uitgebreide documentatie en training.
-
Autoriteit— We nemen actief deel aan brancheconsortia die zich richten op normen voor glazen verpakkingen en interconnecties van de volgende generatie.
Contactgegevens
Jiangsu Himalaya Semiconductor Co., Ltd.
Adres:Kamer 4234, Gebouw 11, Nr. 1258 Jinfeng South Road, Mudu Town, Wuzhong District, Suzhou City, China
Postcode:215101
Website: www.himalayasemi.com
Contact:Voor technische vragen, procestesten of offertes voor apparatuur kunt u contact met ons opnemen via onze website of rechtstreeks met onze afdeling halfgeleiderapparatuur.
Klaar om te evalueren?
Als u glas verwerkt voor geavanceerde verpakkingstoepassingen, ongeacht ofglazen tussenstuk,glaskerntechnologie, ofdoor glas via— Wij nodigen u uit om een procesevaluatie in te plannen. Het verwerken van uw materialen op onze apparatuur is de meest betrouwbare manier om de doorvoer, kwaliteit en geschiktheid voor integratie in uw specifieke toepassing te valideren.