Precyzyjna obróbka szkła z wykorzystaniem technologii lasera femtosekundowego: poradnik kupującego dotyczący obudów półprzewodników
Dlaczego kupujący wybierają rozwiązania do obróbki szkła
Zanim zagłębimy się w specyfikacje sprzętu, warto zrozumieć, dlaczego szkło stało się tak ważnym materiałem w zaawansowanych opakowaniach.
Wydajność elektryczna— Szkło charakteryzuje się niższymi stratami dielektrycznymi w porównaniu do podłoży organicznych, co umożliwia zastosowania o wyższej częstotliwości i lepszą integralność sygnału.
Zarządzanie termiczne— Dzięki współczynnikowi rozszerzalności cieplnej (CTE) zbliżonemu do współczynnika krzemu, przekładki szklane redukują naprężenia cieplne i mechaniczne w heterogenicznych zastosowaniach integracyjnych.
Współczynnik kształtu— Szkło można wytwarzać w cienkich panelach wielkoformatowych, co pozwala na uzyskanie większej gęstości połączeń i efektywniejsze wykorzystanie przestrzeni.
Niezawodność— Szkło jest z natury stabilne, nie wchłania wilgoci i ma doskonałą odporność chemiczną.
Dla producentów budujących linie pakujące nowej generacji możliwość niezawodnego i wydajnego przetwarzania szkła stała się czynnikiem wyróżniającym ich na tle konkurencji.
Studium przypadku: Produkcja interposerów o dużej gęstości na dużą skalę
Tło
Wiodąca odlewnia produkująca obudowy półprzewodników opracowywała nową generacjęinterposer o dużej gęstościProdukty do zastosowań w akceleratorach AI. Interposerzy wymagali:
-
Przez szklane przelotkio proporcjach przekraczających 10:1
-
Średnice przelotek poniżej 50μm
-
Dokładność położenia ±5μm w formatach paneli 300 mm
-
Brak odprysków i mikropęknięć w punktach wejścia i wyjścia
Początkowo odlewnia próbowała stosować wiercenie laserowe pikosekundowe do formowania przelotek, ale napotkała problemy z kontrolą stożka i niejednolitą jakością ścianek przelotek, co miało wpływ na późniejsze etapy metalizacji.
Wyzwanie
Głównym wyzwaniem było osiągnięcie spójnej, wysokiej jakościWiercenie TGVna wielkoformatowych panelach szklanych. Proces ten wymagał:
-
Utwórz czyste otwory bez uszkodzeń termicznych
-
Zachowaj dokładność położenia na całym panelu
-
Osiągnięcie przepustowości wystarczającej do produkcji seryjnej
-
Wsparcie późniejszeszkło poprzez wypełnieniez materiałami przewodzącymi
Rozwiązanie
Firma Jiangsu Himalaya Semiconductor wdrożyła system obróbki laserem femtosekundowym, skonfigurowany specjalnie do formowania szkła metodą przelotową. Podejście to łączyło:
-
Modyfikacja lasera femtosekundowego— Laser został zogniskowany wewnątrz szkła, aby utworzyć zmodyfikowany obszar wzdłuż ścieżki przelotowej. Ultrakrótki czas trwania impulsu gwarantował brak strefy wpływu ciepła i mikropęknięć.
-
Mokre trawienie chemiczne— Zmodyfikowane szkło zostało selektywnie wytrawione, pozostawiając czyste otwory o gładkich ściankach i bez zwężenia.
-
Zautomatyzowane przetwarzanie— System został zintegrowany zobróbka płytek szklanychmożliwości, w tym specjalistyczne efektory końcowe zaprojektowane do obsługi cienkich podłoży szklanych bez kontaktu z krawędziami lub naprężeń.
Wyniki
Po optymalizacji i kwalifikacji procesu odlewnia osiągnęła:
| Metryczny | Zanim | Po |
|---|---|---|
| Przez plon | 92% | 99,3% |
| Poprzez jakość ściany | Umiarkowane zwężenie, mikropęknięcia | Gładkie, bez zwężeń, bez wad |
| Dokładność położenia | ±15μm | ±3μm |
| Przepustowość na narzędzie | 12 paneli/godzinę | 24 panele/godzinę |
| Czas czyszczenia po trawieniu | 45 minut | 15 minut |
Wnioski dla kupujących
Przejście na wiercenie w TGV z wykorzystaniem lasera femtosekundowego umożliwiło odlewni zakwalifikowanie swojego produktu o wysokiej gęstości do akceleratorów AI. Połączenie czystego formowania przelotek i zintegrowanegoautomatyzacja opakowań szklanychograniczenie liczby etapów dalszego przetwarzania i poprawa ogólnej wydajności.
„Zastosowanie lasera femtosekundowego zapewniło nam jakość przelotek, której nie bylibyśmy w stanie osiągnąć przy wierceniu pikosekundowym. Możliwość obróbki paneli szklanych bez pęknięć i odprysków była przełomem w naszym planie rozwoju opakowań”.
— Dyrektor ds. inżynierii, Odlewnia Klienta
Przegląd sprzętu: System przetwarzania lasera femtosekundowego
Główne cechy zastosowań w opakowaniach szklanych
Konstrukcja podstawy granitowej— Zapewnia długoterminową stabilność i tłumienie drgań, co jest kluczowe dla precyzji na poziomie mikronów w przypadku paneli wielkoformatowych.
Całkowicie półprzewodnikowy laser femtosekundowy— Dostarcza ultrakrótkie impulsy z minimalną strefą wpływu ciepła, umożliwiając czystą modyfikację szkła bez uszkodzeń termicznych.
Platforma ruchu o wysokiej precyzji— Silniki liniowe ze sprzężeniem zwrotnym siatkowym firmy Renishaw zapewniają dokładność powtarzania ±0,002 mm i prostoliniowość ±0,005 mm przy przesuwie 200 mm.
Inteligentny system wizyjny— Współosiowa wizja z automatycznym ustawianiem ostrości umożliwia automatyczne pozycjonowanie celu i monitorowanie procesu z rozdzielczością 0,003 mm/piksel.
Synchronizacja impulsu i położenia— Gwarantuje, że każdy impuls laserowy trafi dokładnie tam, gdzie powinien, co ma kluczowe znaczenie w przypadku zastosowań takich jak wiercenie na TGV, gdzie dokładność pozycjonowania ma bezpośredni wpływ na wydajność w dół rzeki.
Modułowa ścieżka optyczna— Całkowicie uszczelniona konstrukcja z monitorowaniem mocy chroni optykę przed zanieczyszczeniem i zapewnia informacje zwrotne na temat procesu.
Tabela specyfikacji technicznych
| Kategoria | Specyfikacja |
|---|---|
| Źródło lasera | |
| Typ | Całkowicie półprzewodnikowy laser femtosekundowy |
| Długość fali | 1030 nm |
| Maksymalna moc wyjściowa | 20 W |
| Częstotliwość powtarzania | 1 – 200 kHz |
| Energia pojedynczego impulsu | 1 – 200 μJ |
| Czas trwania impulsu | |
| Platforma ruchu | |
| Układ napędowy | Silnik liniowy, dwuosiowy |
| Szyny prowadzące | Gatunek precyzyjny THK lub SCHNEEBERGER |
| Informacja zwrotna | Linijka kratowa Renishaw, rozdzielczość 0,1 μm |
| Powtarzalna dokładność | ±0,002 mm |
| Prostota | ±0,005 mm na odcinku 200 mm |
| Zasięg podróży | Możliwość dostosowania do rozmiaru panelu |
| System wizyjny | |
| Typ | Współosiowy przetwornik CCD z autofokusem |
| Dokładność pozycjonowania | 0,003 mm / piksel |
| Funkcje | Pozycjonowanie celu, monitorowanie procesu, kalibracja bitów |
| Możliwości procesu | |
| Kompatybilne materiały | Szkło, szafir, inne przezroczyste podłoża |
| Aplikacje | Wiercenie TGV, przekładka szklana, obróbka rdzenia szklanego, cięcie, rytowanie |
| Rozmiar funkcji | |
| Proporcje obrazu | > 10:1 z procesem trawienia |
| Oprogramowanie | |
| Interfejs | Niestandardowy HMI z intuicyjnym układem |
| Integracja | Komunikacja MES zgodna z CIM |
| Funkcje danych | Statystyki pojemności, rejestrowanie alarmów, rejestrowanie LOGO, kontrola uprawnień |
| Obsługa plików | Bezpośredni import szablonów CAD, funkcje map |
| Wymagania instalacyjne | |
| Wymiary sprzętu (dł. × szer. × wys.) | 1500 × 1350 × 1700 mm |
| Zasięg operacyjny (dł. × szer. × wys.) | 3000 × 3000 × 2500 mm |
| Waga | Około 2000 kg |
| Temperatura | 22°C ± 2°C (ciągła) |
| Wilgotność | 55% ± 10% |
| Elektryczny | 220 V / 50 Hz AC, trójfazowy, pięciożyłowy |
| Pobór mocy | 5 kW |
| Sprężone powietrze | 0,6 – 0,8 MPa, czyste i suche |
| Pusty | -80 do -95 kPa |
| Poziom hałasu | |
| Zgodność | |
| Bezpieczeństwo laserowe | Obudowa klasy 1 z blokadami |
| Elektryczny | Komponenty zgodne z normami IEC/UL |
| Konserwacja i wsparcie | |
| Gwarancja | 1 rok |
| Praca | Dostępne są usługi uruchomienia na miejscu, zdalna diagnostyka i umowy na konserwację zapobiegawczą |
Kluczowe kwestie dla kupujących
1. Zrozum swój przepływ procesu
Wiercenie TGV rzadko jest procesem samodzielnym. Zastanów się, jak system laserowy zintegruje się z Twoimi operacjami upstream i downstream:
-
Pod prąd:Przygotowanie, czyszczenie i obsługa paneli szklanych
-
W dół rzeki:Trawienie na mokro,szkło poprzez wypełnienie(metalizacja), planaryzacja i kontrola
Sprzęt, który obejmuje lub integruje się zsprzęt do trawienia szkłaIautomatyzacja opakowań szklanychskróci liczbę etapów transferu i skróci całkowity czas cyklu.
2. Oceń wymagania dotyczące obsługi
Szkło to nie krzem. Jest bardziej kruche, bardziej wrażliwe na kontakt z krawędziami i często przetwarzane w cieńszych formach. Jeśli budujesz linię produkcyjną, zwróć szczególną uwagę na:
-
Obsługa płytek szklanych— efektory końcowe, kasety i systemy transferowe zaprojektowane specjalnie do podłoży szklanych
-
Format panelu a format wafla— upewnij się, że system obsługuje rozmiar i format podłoża
-
Integracja automatyzacji— w jaki sposób system laserowy łączy się z urządzeniami zautomatyzowanymi w górnym i dolnym biegu rzeki
3. Rozważ wybór technologii laserowej
Lasery femtosekundowe i pikosekundowe obsługują różne segmenty rynku. Ogólnie rzecz biorąc:
| Czynnik | Femtosekunda | Pikosekunda |
|---|---|---|
| Czas trwania impulsu | ~10 ps | |
| Strefa wpływu ciepła | Minimalny | Mały, ale obecny |
| Poprzez jakość ściany | Doskonały | Dobry |
| Przepustowość | Umiarkowany | Wyższy |
| Najlepszy dla | Wysokiej jakości przelotki, delikatne materiały | Aplikacje o większej objętości i mniej rygorystycznych wymaganiach jakościowych |
W przypadku zastosowań z interposerem o dużej gęstości i zaawansowanym pakowaniem, gdzie jakość przelotki ma bezpośredni wpływ na wydajność, coraz częściej preferowanym wyborem staje się technologia femtosekundowa.
4. Wcześnie zweryfikuj wymagania instalacyjne
Wymagania środowiskowe dla precyzyjnych systemów laserowych nie podlegają negocjacjom. Przed zakupem:
-
Potwierdź, że Twój obiekt może stale utrzymywać temperaturę 22°C ± 2°C i wilgotność 55% ± 10%.
-
W razie potrzeby zweryfikuj zgodność z pomieszczeniem czystym
-
Upewnij się, że instalacje elektryczne i sprężonego powietrza spełniają specyfikacje
-
Zaplanuj zasięg operacyjny, w tym dostęp do usług
Widzieliśmy opóźnienia w instalacjach i niezadowalającą wydajność sprzętu, ponieważ wymagania te nie zostały uwzględnione na początku.
Dlaczego Jiangsu Himalaya Semiconductor?
Jiangsu Himalaya Semiconductor Co., Ltd.Specjalizuje się w precyzyjnym sprzęcie do obróbki szkła do zaawansowanych zastosowań opakowaniowych. Koncentrujemy się na opracowywaniu rozwiązań, które odpowiadają na wyjątkowe wyzwania związane z obróbką szkła — odWiercenie TGVDotechnologia rdzenia szklanegointegracja.
Nasze możliwości obejmują:
-
Zastrzeżona technologia kształtowania optycznego zapewniająca stałą jakość wiązki
-
Dostosowywalne platformy ruchu do różnych rozmiarów paneli
-
Zintegrowane systemy wizyjne i autofokusa do automatycznej obsługi
-
Oprogramowanie gotowe na CIM z integracją MES
-
Kompleksowy serwis i wsparcie
Nasze zaangażowanie w EETA:
-
Ekspertyza— Nasz zespół inżynierów posiada dziesiątki lat doświadczenia w systemach laserowych o ultrakrótkich impulsach i obudowach półprzewodników
-
Doświadczenie— Wdrożyliśmy systemy w wiodących odlewniach i zakładach OSAT na całym świecie
-
Solidność— Wszystkie specyfikacje są weryfikowane pod kątem zgodności ze standardami branżowymi; instalacje są wspierane kompleksową dokumentacją i szkoleniami
-
Władza— Aktywnie uczestniczymy w konsorcjach branżowych skupiających się na standardach opakowań szklanych i połączeniach nowej generacji
Informacje kontaktowe
Jiangsu Himalaya Semiconductor Co., Ltd.
Adres:Pokój 4234, Budynek 11, nr 1258 Jinfeng South Road, Mudu Town, dzielnica Wuzhong, Suzhou City, Chiny
Kod pocztowy:215101
Strona internetowa: www.himalayasemi.com
Kontakt:W przypadku pytań natury technicznej, chęci przeprowadzenia testów procesów lub uzyskania ofert na sprzęt, prosimy o kontakt za pośrednictwem naszej strony internetowej lub bezpośrednio z naszym działem sprzętu półprzewodnikowego.
Gotowy do oceny?
Jeśli przetwarzasz szkło do zaawansowanych zastosowań opakowaniowych — niezależnie od tego, czyszklany interposer,technologia rdzenia szklanego, Lubprzez szkło przez— zapraszamy do umówienia się na ewaluację procesu. Przetestowanie Państwa materiałów na naszym sprzęcie to najpewniejszy sposób na sprawdzenie przepustowości, jakości i integracji dopasowanej do Państwa konkretnej aplikacji.


