激光加工在半導(dǎo)體行業(yè)中有廣泛的應(yīng)用,以下是一些主要的方面:
1、激光切割:
晶圓切割:晶圓是半導(dǎo)體制造的基礎(chǔ)材料,激光切割可實(shí)現(xiàn)高精度的晶圓切割。例如,對(duì)于硅晶圓、氮化鎵晶圓等,激光束能夠精確地將晶圓切割成單個(gè)的芯片或器件,切割精度可達(dá)到亞微米級(jí)別。與傳統(tǒng)的機(jī)械切割相比,激光切割避免了機(jī)械應(yīng)力對(duì)晶圓的損傷,減少了碎片和缺陷的產(chǎn)生,提高了芯片的成品率。
芯片切割:在芯片制造過程中,需要將大尺寸的芯片晶圓切割成小尺寸的芯片單體。激光切割可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求,快速、準(zhǔn)確地完成芯片的切割,并且能夠適應(yīng)不同形狀和尺寸的芯片切割需求,如矩形、圓形、異形等。
引線框架切割:引線框架是半導(dǎo)體封裝的重要組成部分,用于連接芯片和外部電路。激光切割可以對(duì)引線框架進(jìn)行精確的切割和成型,保證引線框架的尺寸精度和形狀精度,提高半導(dǎo)體封裝的質(zhì)量和可靠性。
2、激光打標(biāo):
芯片標(biāo)識(shí):為了便于半導(dǎo)體芯片的識(shí)別、追溯和管理,需要在芯片表面進(jìn)行標(biāo)識(shí)。激光打標(biāo)可以在芯片表面刻上獨(dú)特的標(biāo)識(shí)信息,如序列號(hào)、二維碼、條形碼等。激光打標(biāo)的標(biāo)識(shí)清晰、持久,不易磨損和篡改,能夠滿足半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)芯片標(biāo)識(shí)的高要求。
晶圓標(biāo)記:在晶圓制造過程中,需要對(duì)晶圓進(jìn)行標(biāo)記,以便在后續(xù)的加工和檢測(cè)過程中進(jìn)行識(shí)別和跟蹤。激光打標(biāo)可以在晶圓表面進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的標(biāo)記,標(biāo)記內(nèi)容包括晶圓的批次號(hào)、型號(hào)、生產(chǎn)日期等信息。
3、激光焊接:
芯片焊接:在半導(dǎo)體封裝過程中,需要將芯片與引線框架、基板等進(jìn)行焊接。半導(dǎo)體激光焊接機(jī)可以實(shí)現(xiàn)非接觸式的焊接,能夠避免對(duì)芯片和其他敏感部件的損傷。同時(shí),激光焊接的焊點(diǎn)小、焊接速度快、焊接強(qiáng)度高,能夠提高半導(dǎo)體封裝的質(zhì)量和可靠性。
封裝焊接:半導(dǎo)體封裝的外殼焊接也可以采用激光焊接技術(shù)。激光焊接可以實(shí)現(xiàn)高精度的密封焊接,保證封裝的氣密性和防水性,防止外界的雜質(zhì)和水分進(jìn)入封裝內(nèi)部,影響芯片的性能和壽命。
4、激光退火:在半導(dǎo)體制造過程中,需要對(duì)半導(dǎo)體材料進(jìn)行退火處理,以改善材料的性能和晶體結(jié)構(gòu)。激光退火是一種非接觸式的退火技術(shù),利用激光的高能量密度對(duì)半導(dǎo)體材料進(jìn)行快速加熱和冷卻,實(shí)現(xiàn)材料的退火。與傳統(tǒng)的退火方法相比,激光退火的加熱和冷卻速度快,能夠精確控制退火溫度和時(shí)間,提高退火的效率和質(zhì)量。
5、激光光刻:光刻是半導(dǎo)體制造中的關(guān)鍵工藝之一,用于在半導(dǎo)體材料表面形成電路圖案。激光光刻技術(shù)利用激光的高分辨率和高能量密度,能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的光刻。例如,在納米尺度的光刻中,激光光刻可以實(shí)現(xiàn)更小的線寬和更高的分辨率,為半導(dǎo)體芯片的制造提供了更高的精度和性能。
6、激光鉆孔:
晶圓通孔鉆孔:在半導(dǎo)體封裝中,為了實(shí)現(xiàn)芯片與外部電路的連接,需要在晶圓上鉆孔,形成通孔。激光鉆孔可以在晶圓上鉆出直徑小、深度大的通孔,鉆孔精度高、速度快,能夠滿足半導(dǎo)體封裝對(duì)通孔的要求。
電路板鉆孔:半導(dǎo)體行業(yè)中的電路板也需要進(jìn)行鉆孔,以實(shí)現(xiàn)電路的連接和信號(hào)的傳輸。激光鉆孔可以在電路板上鉆出微小的孔,提高電路板的集成度和性能。
7、激光清洗:在半導(dǎo)體制造過程中,半導(dǎo)體材料和器件的表面會(huì)吸附一些雜質(zhì)和污染物,影響產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。激光清洗技術(shù)利用激光的高能量密度,能夠快速、有效地去除半導(dǎo)體材料和器件表面的雜質(zhì)和污染物,清洗效果好、效率高,并且不會(huì)對(duì)材料和器件造成損傷。