激光微加工技術在集成電路制造中的應用

張海兵+袁文勛

摘 要 伴隨科學技術的不斷發展，激光技術的應用也越來越純熟。激光微加工技術以其高效率、無污染、高精度、熱影響小的特點被各個領域廣泛運用。本文通過對于集成電路的制造封裝進行全面的分析，并且詳細的介紹了激光微調、激光打孔、激光清洗、激光柔性布線以及激光微激光技術等方面進行應用分析，從而進一步提高激光微加工技術的發展。

【關鍵詞】激光微加工 集成電路 制造業

激光能夠非常好的適應空間，并且具有良好的空間適應性以及時間適應性。尤其是能夠針對不同的材質、形狀尺寸等加工適應度非常高，非常適合自動化加工體驗。激光微加工技術能夠將加工手段與計算機數控進行完美的結合，并且進一步成為現代化制造業優質、高效、低成本、適應性強的關鍵技術。一般情況下，激光微加工技術主要適用于電子產品，因為電子產品對于加工技術的要求比較嚴格，利用激光微加工技術進行各種高科技的應用，能夠進一步提高電子產品的質量。

1 激光微加工技術的主要特點

1.1 激光微加工速度快

由于激光的能量束密度非常高，所以熱影響區域小，這樣一來加工的速度也就會進一步提高，從而實現對于微電子產業中各種高硬度、高脆性以及高熔點的材料進行加工。

1.2 無需機械接觸

激光束不需要針對加工材料進行傳統的機械擠壓或者機械應力，這樣對于加工材料的損害就會相應減少，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、廢料的產生，對于環境也不會造成影響，代表著未來電子制造業的最先進的加工工藝。

1.3 激光直寫

激光直寫技術能夠突破傳統的模板限制，并且根據加成法和減成法的制造方式都能夠統一完成，可以說激光微加工技術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 激光技術與計算機集成系統相結合

通過激光微加工技術與計算機集成制造系統相結合的方式，能夠保證計算加工的內容和方式變得更為精確，也能夠保證激光微加工技術易于導向、聚焦，從而針對經常變換不同加工模式的用戶非常的方便。

2 激光微加工技術的應用

2.1 激光微調

所謂的激光微調，就是利用激光束聚焦點的光斑來達到要求的能量密度，并且盡可能的選擇汽化一部分材料，進一步保證電子元器件的精密調解。通過激光未加工技術來針對電阻、電容、石英晶體、集成電路等進行調解，能夠保證以集中的能量來進行加工材料，并且對于附近的元器件影響非常小，也不會產生一定的污染，與其他加工方式相比，激光微調具有速度快、成本低、效率高的有點，并且能夠精確到每秒中調解200個電阻。從目前激光微調技術發展的方向來看，激光微調技術融合了激光、光學、精密機械、電子學、計算機等一系列高科技項目，而且激光微調技術未來的發展方式也在朝向多功能、高速高自動化的發展方向。

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、設備前期投資巨大，工藝要求無法滿足，所以激光打孔已經逐漸發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，會導致材料出現嚴重不足，傳統的化學清洗法、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、無熱效應的方式針對各種材料進行清洗，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

激光柔性布線技術是最近興起的電路板布線技術，通過激光束的掃描光、熱的作用來直接在集成電路表面進行預涂層、溶液或者氣體等，從而發生物理化學法寧，進一步形成金屬導線的柔性不限技術。利用激光柔性不限技術能夠針對集成電路板中封裝結構的導線布線或者及時修復。激光柔性布線技術具有多樣化的生產方式，適用于小批量生產。

2.5 激光微焊

激光微焊技術能夠在集成電路中進行封裝處理，對于引線和印刷電路板的焊接、引線和硅板之間的焊接、細導線和薄膜的焊接、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、對周圍加工產生熱影響較小，而且激光可以達到其他方式無法進入的區域，從而保證激光與不同材料之間進行相同組合，這樣也能夠增強激光焊點的高精度。

3 結論

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

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