Gia công kính chính xác bằng công nghệ laser femtosec: Hướng dẫn dành cho người mua trong lĩnh vực đóng gói bán dẫn
Vì sao khách hàng lựa chọn giải pháp gia công kính?
Trước khi đi sâu vào thông số kỹ thuật của thiết bị, điều đáng hiểu là tại sao thủy tinh lại trở thành trọng tâm trong lĩnh vực bao bì tiên tiến.
Hiệu suất điện— Thủy tinh có tổn hao điện môi thấp hơn so với các chất nền hữu cơ, cho phép ứng dụng ở tần số cao hơn và chất lượng tín hiệu tốt hơn.
Quản lý nhiệt— Với hệ số giãn nở nhiệt (CTE) có thể được điều chỉnh sát với silicon, các lớp trung gian bằng thủy tinh giúp giảm ứng suất nhiệt-cơ học trong các ứng dụng tích hợp không đồng nhất.
Hình dạng— Kính có thể được sản xuất thành các tấm mỏng, khổ lớn, cho phép kết nối mật độ cao hơn và sử dụng không gian hiệu quả hơn.
Độ tin cậy— Thủy tinh vốn dĩ rất ổn định, không hấp thụ hơi ẩm và có khả năng kháng hóa chất tuyệt vời.
Đối với các nhà sản xuất đang xây dựng dây chuyền đóng gói thế hệ mới, khả năng xử lý thủy tinh một cách đáng tin cậy và ở quy mô lớn đã trở thành một yếu tố tạo nên lợi thế cạnh tranh.
Nghiên cứu điển hình: Sản xuất lớp trung gian mật độ cao trên quy mô lớn
Lý lịch
Một xưởng sản xuất bao bì bán dẫn hàng đầu đang phát triển thế hệ mới của...bộ chuyển đổi mật độ caoSản phẩm dành cho các ứng dụng tăng tốc AI. Các bộ phận trung gian cần thiết:
-
Thông qua các lỗ trên kínhvới tỷ lệ khung hình vượt quá 10:1
-
Đường kính lỗ nhỏ hơn 50μm
-
Độ chính xác vị trí ±5μm trên toàn bộ các định dạng tấm 300mm.
-
Không có hiện tượng sứt mẻ hay nứt vỡ nhỏ nào tại các điểm vào và ra.
Ban đầu, xưởng đúc đã cố gắng sử dụng phương pháp khoan laser xung picosecond để tạo lỗ xuyên nhưng gặp khó khăn trong việc kiểm soát độ côn và chất lượng thành lỗ không đồng nhất, ảnh hưởng đến các bước mạ kim loại tiếp theo.
Thử thách
Thách thức chính là đạt được chất lượng cao và ổn định.Khoan TGVtrên các tấm kính khổ lớn. Quy trình cần thiết bao gồm:
-
Tạo các lỗ thông qua sạch sẽ mà không gây hư hại do nhiệt.
-
Duy trì độ chính xác vị trí trên toàn bộ bảng điều khiển.
-
Đạt được năng suất đủ để sản xuất hàng loạt.
-
Hỗ trợ tiếp theoly thủy tinh thông qua việc đổ đầyvới vật liệu dẫn điện
Giải pháp
Công ty Jiangsu Himalaya Semiconductor đã triển khai một hệ thống xử lý bằng laser femtô giây được cấu hình đặc biệt cho việc tạo lỗ trên thủy tinh. Phương pháp này kết hợp:
-
Biến đổi bằng laser femtô giây— Tia laser được hội tụ bên trong thủy tinh để tạo ra một vùng biến đổi dọc theo đường dẫn. Thời lượng xung cực ngắn đảm bảo không có vùng ảnh hưởng nhiệt và không gây nứt vi mô.
-
Khắc axit ướt— Kính đã được xử lý bằng phương pháp khắc chọn lọc, tạo ra các lỗ xuyên sạch với thành nhẵn và không bị thu hẹp.
-
Xử lý tự động— Hệ thống đã được tích hợp vớixử lý tấm bán dẫn cho kínhkhả năng, bao gồm các đầu kẹp chuyên dụng được thiết kế để xử lý các chất nền thủy tinh mỏng mà không gây tiếp xúc hoặc ứng suất ở cạnh.
Kết quả
Sau quá trình tối ưu hóa và kiểm định, xưởng đúc đã đạt được những kết quả sau:
| Số liệu | Trước | Sau đó |
|---|---|---|
| Thông qua năng suất | 92% | 99,3% |
| Thông qua chất lượng tường | Độ côn vừa phải, các vết nứt nhỏ. | Mịn, không thuôn, không khuyết điểm |
| Độ chính xác vị trí | ±15μm | ±3μm |
| Thông lượng trên mỗi công cụ | 12 tấm/giờ | 24 tấm/giờ |
| Thời gian làm sạch sau khi khắc | 45 phút | 15 phút |
Thông tin dành cho người mua
Việc chuyển sang khoan TGV dựa trên laser femtosec đã cho phép xưởng đúc đạt tiêu chuẩn sản phẩm interposer mật độ cao cho khách hàng máy gia tốc AI. Sự kết hợp giữa việc tạo via sạch và tích hợptự động hóa cho bao bì thủy tinhGiảm thiểu các bước xử lý tiếp theo và cải thiện năng suất tổng thể.
"Phương pháp sử dụng laser femtosec mang lại cho chúng tôi chất lượng lỗ dẫn mà chúng tôi không thể đạt được với phương pháp khoan picosec. Khả năng xử lý các tấm kính mà không bị nứt hoặc vỡ là một bước đột phá đối với lộ trình phát triển bao bì của chúng tôi."
— Giám đốc Kỹ thuật, Xưởng đúc khách hàng
Tổng quan về thiết bị: Hệ thống xử lý bằng laser femto giây
Các tính năng cốt lõi cho ứng dụng bao bì thủy tinh
Cấu trúc nền bằng đá granit— Cung cấp độ ổn định lâu dài và khả năng giảm rung động, yếu tố quan trọng cho độ chính xác ở mức micromet trên các tấm khổ lớn.
Laser femtô giây hoàn toàn ở trạng thái rắn— Cung cấp các xung cực ngắn với vùng ảnh hưởng nhiệt tối thiểu, cho phép sửa đổi kính một cách sạch sẽ mà không gây hư hại do nhiệt.
Nền tảng chuyển động độ chính xác cao— Động cơ tuyến tính với phản hồi lưới Renishaw cung cấp độ chính xác lặp lại ±0,002mm và độ thẳng ±0,005mm trên hành trình 200mm.
Hệ thống thị giác thông minh— Hệ thống thị giác đồng trục với khả năng tự động lấy nét cho phép định vị mục tiêu tự động và giám sát quy trình với độ phân giải 0,003mm/pixel.
Đồng bộ hóa vị trí xung— Đảm bảo mỗi xung laser đều chiếu chính xác vào vị trí dự định, điều này rất quan trọng đối với các ứng dụng như khoan TGV, nơi độ chính xác vị trí ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất các công đoạn tiếp theo.
Đường dẫn quang học dạng mô-đun— Thiết kế kín hoàn toàn với chức năng giám sát nguồn điện giúp bảo vệ hệ thống quang học khỏi ô nhiễm và cung cấp phản hồi về quy trình.
Bảng thông số kỹ thuật
| Loại | Thông số kỹ thuật |
|---|---|
| Nguồn laser | |
| Kiểu | Laser femtô giây hoàn toàn ở trạng thái rắn |
| Bước sóng | 1030 nm |
| Công suất đầu ra tối đa | 20 W |
| Tần suất lặp lại | 1 – 200 kHz |
| Năng lượng xung đơn | 1 – 200 μJ |
| Thời lượng xung | |
| Nền tảng chuyển động | |
| Hệ thống truyền động | Động cơ tuyến tính, hai trục |
| Ray dẫn hướng | Cấp chính xác THK hoặc SCHNEEBERGER |
| Nhận xét | Thước đo lưới Renishaw, độ phân giải 0,1 μm |
| Độ chính xác lặp lại | ±0,002 mm |
| Độ thẳng | Sai số ±0,005 mm trên quãng đường di chuyển 200 mm |
| Phạm vi di chuyển | Có thể tùy chỉnh dựa trên kích thước bảng điều khiển. |
| Hệ thống thị giác | |
| Kiểu | CCD đồng trục với chức năng tự động lấy nét |
| Độ chính xác định vị | 0,003 mm / pixel |
| Chức năng | Định vị mục tiêu, giám sát quy trình, hiệu chuẩn bit |
| Khả năng quy trình | |
| Vật liệu tương thích | Thủy tinh, sapphire, các chất nền trong suốt khác |
| Ứng dụng | Khoan TGV, tấm kính trung gian, gia công lõi kính, cắt, khắc. |
| Kích thước tính năng | Có thể tạo được các lỗ xuyên mạch có kích thước |
| Tỷ lệ khung hình | > Tỷ lệ 10:1 với quy trình khắc |
| Phần mềm | |
| Giao diện | Giao diện HMI tùy chỉnh với bố cục trực quan |
| Tích hợp | Sẵn sàng cho CIM, giao tiếp MES |
| Các hàm dữ liệu | Thống kê dung lượng, ghi nhật ký cảnh báo, bản ghi LOGO, kiểm soát quyền truy cập |
| Hỗ trợ tập tin | Nhập trực tiếp các mẫu CAD, chức năng bản đồ |
| Yêu cầu cài đặt | |
| Kích thước thiết bị (Dài × Rộng × Cao) | 1500 × 1350 × 1700 mm |
| Kích thước mặt bằng hoạt động (Dài × Rộng × Cao) | 3000 × 3000 × 2500 mm |
| Cân nặng | Khoảng 2000 kg |
| Nhiệt độ | 22°C ± 2°C (liên tục) |
| Độ ẩm | 55% ± 10% |
| Điện | Điện áp 220V / 50Hz AC, ba pha, năm dây |
| Mức tiêu thụ điện năng | 5 kW |
| Khí nén | 0,6 – 0,8 MPa, sạch và khô |
| Trống | -80 đến -95 kPa |
| Mức độ tiếng ồn | |
| Sự tuân thủ | |
| An toàn laser | Vỏ bọc loại 1 có khóa liên động |
| Điện | Các linh kiện tuân thủ tiêu chuẩn IEC / UL |
| Bảo trì & Hỗ trợ | |
| Bảo hành | 1 năm |
| Dịch vụ | Dịch vụ vận hành tại chỗ, chẩn đoán từ xa, hợp đồng bảo trì phòng ngừa đều có sẵn. |
Những yếu tố quan trọng cần cân nhắc đối với người mua
1. Hiểu rõ quy trình làm việc của bạn
Khoan bằng hệ thống TGV hiếm khi là một quy trình độc lập. Hãy xem xét cách hệ thống laser sẽ tích hợp với các hoạt động thượng nguồn và hạ nguồn của bạn:
-
Thượng nguồn:Chuẩn bị, làm sạch và xử lý tấm kính
-
Hạ lưu:Khắc ướt,ly thủy tinh thông qua việc đổ đầy(mạ kim loại), làm phẳng và kiểm tra
Thiết bị bao gồm hoặc tích hợp vớithiết bị khắc thủy tinhVàtự động hóa cho bao bì thủy tinhSẽ giảm thiểu các bước chuyển giao và cải thiện thời gian chu kỳ tổng thể.
2. Đánh giá các yêu cầu xử lý
Thủy tinh không phải là silicon. Nó dễ vỡ hơn, nhạy cảm hơn với va chạm cạnh và thường được gia công thành các dạng mỏng hơn. Nếu bạn đang xây dựng dây chuyền sản xuất, hãy chú ý kỹ đến:
-
Xử lý tấm bán dẫn thủy tinh— Các đầu kẹp, hộp chứa và hệ thống truyền tải được thiết kế đặc biệt cho chất nền thủy tinh
-
So sánh định dạng tấm và định dạng wafer— Đảm bảo hệ thống hỗ trợ kích thước và định dạng chất nền của bạn.
-
Tích hợp tự động hóa— Cách hệ thống laser kết nối với thiết bị tự động hóa ở phía thượng nguồn và hạ nguồn
3. Cân nhắc lựa chọn công nghệ laser
Laser femtosec và picosec phục vụ các phân khúc thị trường khác nhau. Theo nguyên tắc chung:
| Nhân tố | Femtogiây | Picogiây |
|---|---|---|
| Thời lượng xung | ~10 ps | |
| Vùng ảnh hưởng nhiệt | Tối thiểu | Nhỏ nhưng vẫn hiện diện. |
| Thông qua chất lượng tường | Xuất sắc | Tốt |
| Thông lượng | Vừa phải | Cao hơn |
| Tốt nhất cho | Các lỗ xuyên mạch chất lượng cao, vật liệu nhạy cảm | Các ứng dụng có khối lượng lớn với yêu cầu chất lượng ít khắt khe hơn |
Đối với các ứng dụng đóng gói tiên tiến và các ứng dụng có mật độ cao, nơi chất lượng lỗ dẫn ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất, công nghệ xung femto giây ngày càng trở thành lựa chọn ưu tiên.
4. Xác minh sớm các yêu cầu lắp đặt
Các yêu cầu về môi trường đối với hệ thống laser chính xác là không thể thỏa hiệp. Trước khi mua:
-
Hãy xác nhận cơ sở của bạn có thể duy trì nhiệt độ 22°C ± 2°C và độ ẩm 55% ± 10% liên tục.
-
Kiểm tra tính tương thích với phòng sạch nếu cần thiết.
-
Đảm bảo hệ thống điện và khí nén đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật.
-
Lập kế hoạch về phạm vi hoạt động, bao gồm cả quyền truy cập dịch vụ.
Chúng tôi đã chứng kiến việc lắp đặt bị trì hoãn hoặc thiết bị hoạt động kém hiệu quả vì những yêu cầu này không được giải quyết ngay từ đầu.
Tại sao nên chọn Jiangsu Himalaya Semiconductor?
Công ty TNHH Bán dẫn Giang Tô HimalayaChúng tôi chuyên về thiết bị gia công chính xác cho các ứng dụng đóng gói tiên tiến. Trọng tâm của chúng tôi là phát triển các giải pháp giải quyết những thách thức đặc thù của quá trình gia công thủy tinh — từ...Khoan TGVĐẾNcông nghệ lõi thủy tinhtích hợp.
Khả năng của chúng tôi bao gồm:
-
Công nghệ định hình quang học độc quyền đảm bảo chất lượng chùm tia nhất quán.
-
Các bệ chuyển động có thể tùy chỉnh cho nhiều kích thước bảng điều khiển khác nhau.
-
Hệ thống thị giác và tự động lấy nét tích hợp cho hoạt động tự động.
-
Phần mềm CIM sẵn sàng tích hợp với MES
-
Dịch vụ và hỗ trợ toàn diện
Cam kết của chúng tôi đối với EETA:
-
Chuyên môn— Đội ngũ kỹ sư của chúng tôi có nhiều thập kỷ kinh nghiệm trong lĩnh vực hệ thống laser xung cực ngắn và đóng gói bán dẫn.
-
Kinh nghiệm— Chúng tôi đã triển khai các hệ thống tại các nhà máy đúc và cơ sở OSAT hàng đầu trên toàn cầu.
-
Độ tin cậy— Tất cả các thông số kỹ thuật đều được kiểm chứng theo tiêu chuẩn ngành; việc lắp đặt được hỗ trợ bởi tài liệu và chương trình đào tạo toàn diện.
-
Thẩm quyền— Chúng tôi tích cực tham gia các liên minh ngành tập trung vào các tiêu chuẩn bao bì thủy tinh và các kết nối thế hệ tiếp theo.
Thông tin liên hệ
Công ty TNHH Bán dẫn Giang Tô Himalaya
Địa chỉ:Phòng 4234, Tòa nhà 11, Số 1258 Đường Jinfeng Nam, Thị trấn Mudu, Quận Wuzhong, Thành phố Tô Châu, Trung Quốc
Mã bưu điện:215101
Trang web: www.himalayasemi.com
Liên hệ:Đối với các thắc mắc kỹ thuật, kiểm thử quy trình hoặc báo giá thiết bị, vui lòng liên hệ qua trang web của chúng tôi hoặc liên hệ trực tiếp với bộ phận thiết bị bán dẫn của chúng tôi.
Sẵn sàng đánh giá?
Nếu bạn đang gia công thủy tinh cho các ứng dụng đóng gói tiên tiến — cho dùtấm kính ngăn cách,công nghệ lõi thủy tinh, hoặcxuyên qua kính— Chúng tôi mời bạn lên lịch đánh giá quy trình. Việc chạy thử nghiệm vật liệu của bạn trên thiết bị của chúng tôi là cách đáng tin cậy nhất để xác thực năng suất, chất lượng và khả năng tích hợp phù hợp với ứng dụng cụ thể của bạn.