激光封裝技術的應用領域有哪些？（激光鍵合）

這些年，隨著5G的發展。電動汽車、物聯網、人工智能、云計算、砷化鎵、氮化鎵、碳化硅等非硅半導體材料備受關注。新材料、下游終端的研發和應用也逐漸受到關注。芯片生產線數量的增加，顯示密封和檢測行業的市場空間非常大。給企業帶來了很多機遇，但也面臨很多挑戰。目前國內密封和檢測產業鏈尚未完善，對國外設備和材料的依賴性較強，設備和材料的國內化水平有待提高。從去年的中興事件到今年的華為事件，國內企業都感受到芯片自給自足的重要性，半導體產業鏈的必要性和緊迫性。

激光技術在先進包裝領域的應用

1.激光鍵合技術

目前常用的鍵合技術有:共熔鍵合技術和陽極鍵合技術。共熔鍵合技術已經應用于制造各種MEMS器件，如壓力傳感器、微泵等。，需要在襯底上鍵合機械支撐結構。硅熔融鍵合主要用于SOI技術，如Si-SiO2鍵合和Si-Si鍵合，但這種鍵合方式需要較高的退火溫度。陽極鍵合不需要高溫，但需要1000-2000V的強電場才能有效鍵合。這種強大的電場會影響晶圓的性能。因此，許多研究人員引入了激光輔助鍵合的鍵合方式，其原理是將脈沖激光聚焦在鍵合界面上，利用短脈沖激光的局部熱效應實現局部加熱鍵合。這種鍵合方式有很多優點，比如沒有壓力，沒有高溫殘余應力，沒有強電場干擾。

由于晶片尺寸的厚度逐漸增大和變薄，晶片在流動過程中容易碎片化，因此引入了載體層。將薄晶片與載體層結合，以防止晶片在流動過程中損壞。與其他拆卸鍵相比，激光拆卸鍵可以使用聚酰亞胺作為鍵和劑。這種方法可以承受400℃以上的溫度，而一般的鍵合劑在200℃時會變性，這使得一般的鍵合劑在高溫和低溫循環時失效。由于激光拆卸和鍵合技術需要將激光作用于載體和晶片之間的粘合劑，因此載體需要能夠通過相應波長的激光器。目前，紫外線激光被廣泛使用，載體是玻璃晶片襯底。激光拆卸和鍵合技術主要用于剝離各種薄硅晶片。

2.激光開槽技術

如采用傳統刀輪切割方案，在刀輪切割時，如采用傳統刀輪切割方案，在低-k層易出現邊緣塌陷、卷翹、剝落等不良現象；采用無接觸激光加工方案，可有效避免上述問題。

光點通過光路系統對材料表面進行聚焦，形成特定形狀，達到特定槽型；先進的激光冷加工工藝，利用超快激光的高峰功率，將材料從固態直接轉化為氣態，大大降低了熱影響區。

3.良好的激光切割技術

激光改性切割工藝適用于硅、碳化硅、藍寶石、玻璃、砷鎵等材料。通過將激光束聚焦在晶圓襯里底層內部，通過掃描形成切割的內部改性層，再通過切割刀或真空裂片破壞鄰近顆粒。切割過程中的激光改良

激光切割的激光切割寬度幾乎為零，有助于減小切割路面的寬度；材料內部的變質可抑制切割片的產生，不需要涂層清洗。在切割過程中，采用DRA自動對焦，實時自動調節焦點，保證激光對焦改性切割改性層深度一致。

4.TGV技術

TGV技術是通過在芯片和芯片之間制造垂直電極，從密封腔內垂直引出電信號的一種過程。該技術廣泛應用于氣密性、電氣性能、包裝兼容性、一致性、可靠性等領域，是MEMS設備微型化、高度集成的有效途徑。