Усовершенствованная полупроводниковая упаковка: вырезание пластин SiC и TSV «легким ножом»

По мере замедления действия закона Мура усовершенствованная упаковка стала двигателем производительности чипов. Ожидается, что к 2026 году совокупный годовой темп роста использования сверхбыстрых лазеров в полупроводниковых приложениях достигнет 9,64% – самого быстрого показателя на всем рынке лазерной обработки. Две технологии лидируют:лазерная нарезка кубикамипластин карбида кремния (SiC) и сквозное сверление кремния (TSV) фемтосекундными лазерами. Эти «легкие ножи» создают будущее микроэлектроники.

История отрасли: упаковка набирает обороты там, где масштабирование прекращается

Усадка транзисторов достигает физических пределов. Ответ? Складывайте фишки вертикально, а не сжимайте их по горизонтали. Усовершенствованная упаковка, такая как 2,5D-промежуточные устройства и 3D-укладка, требует предельной точности при резке широкозонных материалов и сверлении микроскопических отверстий в кремнии. Традиционное нарезание кубиками лезвием приводит к появлению сколов и трещин. Вот гделазерная нарезка кубикамистановится незаменимым. Он бесконтактный, выделяет минимальное тепло и справляется с самыми жесткими материалами.

Основная технология 1: лазерная резка пластин SiC

Карбид кремния – будущее силовой электроники. Но из-за его твердости резать его становится кошмаром. Механические пилы оставляют микротрещины и сколы, которые снижают производительность.Лазерная нарезка кубикамиИспользование скрытого (невидимого) метода резки фокусирует луч внутри пластины, создавая модифицированный слой, обеспечивающий чистое разделение. Результат: сколы кромок уменьшены более чем на 60 %, возможна более тонкая матрица и улучшено рассеивание тепла. Для электромобилей и чипов питания 5G,лазерная нарезка кубикамистал стандартом. Все больше производителей используют его, поскольку он сохраняет прочность матрицы и позволяет создавать меньшие по размеру и более холодные корпуса.

Основная технология 2: сверление TSV с помощью фемтосекундных лазеров

Сквозные кремниевые переходы (TSV) являются основой стекирования 3D-чипов. Просверлить отверстия шириной в десятки микрон и глубиной в сотни в кремниевых пластинах — непростая задача. Длинноимпульсные лазеры вызывают плавление, переплавку и расслоение. Решение:фемтосекундный лазеримпульсы – триллионные доли секунды. Они удаляют материал так быстро, что тепло не успевает распространиться. Это означает чистые, конические боковины без трещин и мусора.ТСВ бурениефемтосекундных лазеров позволяет создавать переходные отверстия с высоким соотношением сторон для плотных межсоединений. Производители памяти и логики используют эту технологию для объединения DRAM и логических микросхем, увеличивая пропускную способность и одновременно снижая энергопотребление.

Политическая поддержка: местные закупки получают импульс

«14-й пятилетний план» Китая, наряду с субсидиями на Тайване, в Китае и Южной Корее, ускоряет принятие внутреннеголазерная нарезка кубикамииТСВ бурениеоборудование. Правительства хотят уменьшить зависимость от иностранных инструментов. Местные производители лазеров теперь предлагают конкурентоспособную производительность по более низким ценам, что упрощает модернизацию упаковочных предприятий. Этот попутный ветер в политике способствует сдвигу в сторону доморощенныхлазерная нарезка кубикамисистемы.

Практический пример: скачок доходности производителя памяти

Рассмотрим ведущего производителя памяти, который перешел с механических пил на фемтосекундные.лазерная нарезка кубикамидля производства интерпозеров TSV. Результат: шероховатость боковины снизилась на 70%, устранилось межслойное расслоение диэлектрика. Общая доходность сборки выросла на 5 процентных пунктов – огромный прирост на конкурентном рынке. Объединивлазерная нарезка кубикамииТСВ бурениев том же технологическом процессе они достигли более высокой плотности межсоединений с меньшим количеством дефектов. Вложения окупились менее чем за год.

Перспективы на будущее: лазерные инструменты становятся основными технологическими единицами

Поскольку архитекторы микросхем стремятся к созданию 2.5D и полной 3D упаковки,лазерная нарезка кубикамииТСВ бурениебудет развиваться от дополнительных шагов к основным блокам процесса. Сверхбыстрые лазеры будут интегрированы с поточным контролем и управлением процессами на основе искусственного интеллекта. «Легкий нож» позволит резать не только пластины, но и всю дорожную карту полупроводников следующего поколения.

Готов обеспечить точностьлазерная нарезка кубикамииТСВ бурениена вашу упаковочную линию?Свяжитесь с ZGLC Laser для консультации.