激光微加工技術(shù)在集成電路制造中的應(yīng)用

張海兵+袁文勛

摘 要 伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，激光技術(shù)的應(yīng)用也越來越純熟。激光微加工技術(shù)以其高效率、無污染、高精度、熱影響小的特點被各個領(lǐng)域廣泛運用。本文通過對于集成電路的制造封裝進(jìn)行全面的分析，并且詳細(xì)的介紹了激光微調(diào)、激光打孔、激光清洗、激光柔性布線以及激光微激光技術(shù)等方面進(jìn)行應(yīng)用分析，從而進(jìn)一步提高激光微加工技術(shù)的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】激光微加工 集成電路 制造業(yè)

激光能夠非常好的適應(yīng)空間，并且具有良好的空間適應(yīng)性以及時間適應(yīng)性。尤其是能夠針對不同的材質(zhì)、形狀尺寸等加工適應(yīng)度非常高，非常適合自動化加工體驗。激光微加工技術(shù)能夠?qū)⒓庸な侄闻c計算機數(shù)控進(jìn)行完美的結(jié)合，并且進(jìn)一步成為現(xiàn)代化制造業(yè)優(yōu)質(zhì)、高效、低成本、適應(yīng)性強的關(guān)鍵技術(shù)。一般情況下，激光微加工技術(shù)主要適用于電子產(chǎn)品，因為電子產(chǎn)品對于加工技術(shù)的要求比較嚴(yán)格，利用激光微加工技術(shù)進(jìn)行各種高科技的應(yīng)用，能夠進(jìn)一步提高電子產(chǎn)品的質(zhì)量。

1 激光微加工技術(shù)的主要特點

1.1 激光微加工速度快

由于激光的能量束密度非常高，所以熱影響區(qū)域小，這樣一來加工的速度也就會進(jìn)一步提高，從而實現(xiàn)對于微電子產(chǎn)業(yè)中各種高硬度、高脆性以及高熔點的材料進(jìn)行加工。

1.2 無需機械接觸

激光束不需要針對加工材料進(jìn)行傳統(tǒng)的機械擠壓或者機械應(yīng)力，這樣對于加工材料的損害就會相應(yīng)減少，也不至于損壞被加工的物體。由于這樣的特性，也不會由于加工而引起有毒氣體、廢液、廢料的產(chǎn)生，對于環(huán)境也不會造成影響，代表著未來電子制造業(yè)的最先進(jìn)的加工工藝。

1.3 激光直寫

激光直寫技術(shù)能夠突破傳統(tǒng)的模板限制，并且根據(jù)加成法和減成法的制造方式都能夠統(tǒng)一完成，可以說激光微加工技術(shù)的工藝集成度非常的高，也尤為符合集成電路制造的小批量、快速試制的要求。

1.4 激光技術(shù)與計算機集成系統(tǒng)相結(jié)合

通過激光微加工技術(shù)與計算機集成制造系統(tǒng)相結(jié)合的方式，能夠保證計算加工的內(nèi)容和方式變得更為精確，也能夠保證激光微加工技術(shù)易于導(dǎo)向、聚焦，從而針對經(jīng)常變換不同加工模式的用戶非常的方便。

2 激光微加工技術(shù)的應(yīng)用

2.1 激光微調(diào)

所謂的激光微調(diào)，就是利用激光束聚焦點的光斑來達(dá)到要求的能量密度，并且盡可能的選擇汽化一部分材料，進(jìn)一步保證電子元器件的精密調(diào)解。通過激光未加工技術(shù)來針對電阻、電容、石英晶體、集成電路等進(jìn)行調(diào)解，能夠保證以集中的能量來進(jìn)行加工材料，并且對于附近的元器件影響非常小，也不會產(chǎn)生一定的污染，與其他加工方式相比，激光微調(diào)具有速度快、成本低、效率高的有點，并且能夠精確到每秒中調(diào)解200個電阻。從目前激光微調(diào)技術(shù)發(fā)展的方向來看，激光微調(diào)技術(shù)融合了激光、光學(xué)、精密機械、電子學(xué)、計算機等一系列高科技項目，而且激光微調(diào)技術(shù)未來的發(fā)展方式也在朝向多功能、高速高自動化的發(fā)展方向。

2.2 激光打孔

目前我們使用的各種銀行卡中IC芯片封裝都是利用激光打孔技術(shù)嵌入的，目前最常用的多層電路板過孔加工的方法主要包括了光輔助化學(xué)刻蝕、等離子體蝕孔、機械打孔、激光打孔等方式，但是由于其他方法的使用成本太高、設(shè)備前期投資巨大，工藝要求無法滿足，所以激光打孔已經(jīng)逐漸發(fā)展成為主要的打孔方式，而且激光打孔更加的便宜、高柔性、低成本、適應(yīng)材料豐富。

2.3 激光清洗

從目前來看，激光清洗的機理主要包括兩種方式。一種是激光的能量被周圍的微粒和清洗劑吸收，這樣造成清洗劑快速升溫，并且出現(xiàn)爆炸性汽化，這樣就能夠直接將材料表面的微粒沖出，從而達(dá)到清洗的目的。另一種方式并不需要清洗劑，而只需要激光照射在材料的表面，通過激光吸收的能量產(chǎn)生熱能量，將微粒沖出表面，這樣的方式需要激光的精度夠高，被稱為干式激光清洗法。

而且，隨著集成電路的密封等級不斷提高，制造過程中如果被微粒等污染，會導(dǎo)致材料出現(xiàn)嚴(yán)重不足，傳統(tǒng)的化學(xué)清洗法、機械清洗法、超聲波清洗法等對于材料表面的微粒處理非常的困難，但是激光清洗法能夠通過無研磨、非接觸、無熱效應(yīng)的方式針對各種材料進(jìn)行清洗，從而有效的去除材料表面的微小顆粒，而且又不會使得模板出現(xiàn)碎裂或者其他污染，所以說激光清洗法師目前最有效、最安全的方法。

2.4 激光柔性布線

激光柔性布線技術(shù)是最近興起的電路板布線技術(shù)，通過激光束的掃描光、熱的作用來直接在集成電路表面進(jìn)行預(yù)涂層、溶液或者氣體等，從而發(fā)生物理化學(xué)法寧，進(jìn)一步形成金屬導(dǎo)線的柔性不限技術(shù)。利用激光柔性不限技術(shù)能夠針對集成電路板中封裝結(jié)構(gòu)的導(dǎo)線布線或者及時修復(fù)。激光柔性布線技術(shù)具有多樣化的生產(chǎn)方式，適用于小批量生產(chǎn)。

2.5 激光微焊

激光微焊技術(shù)能夠在集成電路中進(jìn)行封裝處理，對于引線和印刷電路板的焊接、引線和硅板之間的焊接、細(xì)導(dǎo)線和薄膜的焊接、集成電路的焊接等用途。激光微焊與其他的焊接技術(shù)相比較來說具有很明顯的特點，比如激光強度更高、對周圍加工產(chǎn)生熱影響較小，而且激光可以達(dá)到其他方式無法進(jìn)入的區(qū)域，從而保證激光與不同材料之間進(jìn)行相同組合，這樣也能夠增強激光焊點的高精度。

3 結(jié)論

對于激光微加工技術(shù)來說，激光微加工技術(shù)的好與壞直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，所以激光是整個激光微加工技術(shù)過程中的重要環(huán)節(jié)。但是在目前的技術(shù)條件和水平之下，對于激光微加工技術(shù)無法實現(xiàn)全面的檢驗，對焊縫的無損檢測技術(shù)也無法保證激光微加工技術(shù)。所以要對于激光環(huán)節(jié)的各個步驟進(jìn)行嚴(yán)格的控制與管理，強化激光微加工技術(shù)過程中的激光微加工技術(shù)。本文通過對于激光微加工技術(shù)過程激光微加工技術(shù)保證的重要意義進(jìn)行全面的分析，并且結(jié)合筆者在從事集成電路制造的多年經(jīng)驗進(jìn)行深入的分析，從激光微加工技術(shù)不足入手，并且針對性的提出解決辦法，促進(jìn)集成電路制造的質(zhì)量得到提升。

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