激光辅助键合的应用示例
LASCON 系统可对敏感部件进行轻柔加工数十年来,Mergenthaler 一直是激光辅助 bonding 领域中备受赞誉的激光系统及组件供应商。
在激光辅助键合工艺中,针对小型零部件的单独加工,其优势在于激光能量仅产生微弱且局限于局部区域的热影响。在热电偶监测下,快速的升温速率可防止表面氧化,并缩短单个零部件的生产周期。 即使在完全布满元件的基板上,每个元件也能单独进行加工,而不会影响相邻元件。由于热负荷较低,基板的热膨胀可忽略不计,从而提高了元件的定位精度。
诸如芯片贴装基板(CoS)、芯片对芯片(CoC)、芯片贴装晶圆(C2W)等已知的封装工艺均可通过激光辅助键合(LAB)实现。
Mergenthaler的激光组件还用于光子器件的封装,例如激光-光纤耦合、一般光学器件封装、芯片键合、倒装芯片键合或共晶键合 (激光钎焊)。此外,还可进行激光干燥。
根据基板的类型,该工艺可通过两种不同方式进行。如果基板是透光的,则直接熔化焊料;如果基板是吸光的,则从底部对其加热,热量通过基板传导至焊料。
如果基板是硅片,其吸收情况取决于激光的波长。如果了解硅片的谱透射曲线并选择合适的激光波长,就可以实现不同的效果。 热量可被基板底部、基板内部或基板顶部吸收。
下图展示了纯硅的吸收深度与波长之间的关系。
- 对于808nm的激光波长,吸收深度约为0.01mm。
- 对于975nm的激光波长,吸收深度约为0.1mm。
- 对于1064nm-1080nm的激光波长,吸收深度约为1mm。
所谓吸收深度,是指激光功率仍保持初始强度的37%时所经过的距离。
如果硅片经过掺杂处理,其吸收特性可能会发生变化,此时应测量其光谱透射率。
如果基板经过金属化处理,则应考虑使用蓝光波长(450nm)的激光器进行加热。
在此情况下,蓝光比近红外(NIR)半导体激光器的光被吸收得明显更好。
如果金属化层由金构成,则蓝光激光器是唯一合理的选择。
MERGENTHALER 提供高亮度蓝光激光器,激光功率高达 100W,采用 200µm 光纤,且为风冷式!
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