硅的深度反应离子刻蚀切割可行性研究

评估了使用深反应离子刻蚀工艺来进行晶圆的切割,用于替代传统的刀片机械切割方式。结果表明,使用深反应离子刻蚀工艺,晶圆划片道内的硅通过等离子化学反应生成气态副产物被去除,从而避免了芯片侧面的机械损伤。切割后整个晶圆没有出现颗粒沾污,芯片边缘没有崩角以及开裂等损伤。该工艺还可以适用于更窄的划片道切割要求。     

单台面二极管晶圆红外激光划片工艺研究

在单台面二极管晶圆的制备中,刀具划片存在速度慢、芯片崩边率高等问题。激光划片为非接触加工,成品率高。根据晶体硅的性质,对激光划片方向进行了讨论,分析了红外激光对硅片的作用机理。根据一维热传导方程导出的近似解析解,计算了功率和扫描速度影响下的去除深度。使用1064 nm脉冲光纤激光器完成了7.62 cm晶圆的激光划片,获得了崩边率小于1%,电性能合格率达到100%的样品。研究表明,去除深度影响芯片的崩边率,离焦量影响芯片的电性能。控制去除深度和离焦量进行划片会获得很高的良品率。     

ADT7100划片机的使用和维护

划片是电子器件封装工艺中重要的工艺之一,是将一整片晶圆切割成每个独立的个体,芯片切割的质量直接影响封装的质量和器件的性能。划片机有SAW类型的划片机,还有激光划片机。作者多年以来一直从事划片工艺,现对在用的ADT7100机器的结构、维修和维护作介绍,同时简单分析划片工艺。     

基于激光器的晶圆片划片表层回融的研究

随着LED行业的飞速发展,激光划片机作为微加工行业的主要工具,其切割质量对产品的产量、成品率的影响逐渐的受到重视,而作为微加工切割质量的重要一部分便是激光划片过程中表层回融导致的芯粒崩边,本文主要通过研究改变透镜聚焦后激光光斑的功率密度分布对上述的芯粒崩边进行改善。     

基于STM8单片机激光控制器的设计

GPP二极管的广泛应用和激光切割技术的发展,促使采用激光划片机切割GPP二极管芯片成为最佳加工方式。提出一种激光划片设备中激光控制器的设计,该控制器采用STM8系列单片机设计实现;该控制器功能强大,运行稳定可靠,很好地保证了激光划片设备的正常运行。     

CO2激光在陶瓷划片,切割及打孔上的应用研究

研制了一台ＣＯ２激光陶瓷划片，切割，打孔机，确定了不同厚度陶瓷片的划片、切割、打孔工艺。     

用于InSb探测器芯片的激光划片工艺方案简析

针对InSb探测器芯片,基于紫外皮秒激光器搭建了定制化的光学平台和振镜系统。通过固定激光脉冲的重复频率,探讨了低能量多刀数以及高能量少刀数等工艺条件,获得了适合InSb探测器芯片激光划片的工艺条件。结果表明,热影响与崩边情况均可满足项目要求。     

微水刀激光划片机的切割原理

随着划片机市场的不断扩大和半导体行业的飞速发展,划片机的切割质量直接影响着产品的产量、成品率和效率,微水刀激光划片机逐渐占领半导体切割工艺的主要市场。本文将对微水刀激光划片机的切割原理和技术特点做初步探讨。     

圆片等离子划片工艺及其优势

等离子划片是近年来兴起的一项新型圆片划片工艺。与传统的刀片划片、激光划片等工艺不同,该工艺技术可以同步完成一张圆片上所有芯片的划片,生产效率明显提升,是对现有划片工艺的一个颠覆。介绍了圆片划片工艺的工作原理、技术特点及其优势,并对其在解决圆片划片应用中的典型问题和不足之处进行了讨论。     

"魔法"激光划片-MAHOH

划片工艺概述划片工艺隶属于晶圆加工的封装部分,它不仅仅是芯片封装的核心关键工序之一,而且是从圆片级的加工(即加工工艺针对整片晶圆,晶圆整片被同时加工)过渡为芯片级加工(即加工工艺针对单个芯片)的地标性工序。从功能上来看,划片工艺通过切割圆片上预留的切割划道(street),将众多的芯片相互分离开,为后续正式的芯片封装做好最后一道准备。划片工艺的发展历程在最早期,人们通过划片机(Scriber)来进行芯片的切割分离,其过程类似于今天的手工划玻璃,用金刚刀在被切割晶圆的表面刻上一道划痕,然后再通过裂片工艺使晶圆沿划痕分割成单个芯…     

大电流窄脉冲激光器驱动芯片设计

脉冲式半导体激光器的出光质量直接影响探测精度。针对激光探测系统小型化的需求,设计一款面积小、集成度高的激光器驱动芯片。该芯片使用新型3D堆叠式封装技术将栅极驱动管芯与功率场效应晶体管管芯集成,并在中间添加双面覆铜陶瓷基板实现两管芯互连。该封装形式既提高了芯片的散热能力,又增强了过流能力。首先对激光探测发射模块现状进行详细介绍,引出了激光器驱动芯片的设计思路与方法,并给出了具体的封装设计流程。对栅极驱动电路与版图进行设计,使用0.25 μm BCD工艺制造栅极驱动芯片。在完成激光器驱动芯片封装后,搭建外围电路进行测试,使该芯片驱动860 nm激光器,芯片供电电压为12 V时,输入电平为3.3 V、频率为10 kHz的PWM信号,芯片输出脉冲宽度为180 ns的窄脉冲,其上升、下降时间小于30 ns,峰值电流高达15 A,可以使激光器正常出光,满足探测需求。芯片具有超小面积,约为5 mm×5 mm,解决了传统激光器驱动电路采用多芯片模块造成探测系统内部空间拥挤的问题,为小型化提供新思路。     

基于端面耦合的InP基激光器/硅光波导混合集成技术研究

针对硅光子集成回路缺少实用化光源的问题,提出了一种1.55μm波段InP基FP激光器芯片、InP基PIN光电探测器芯片与硅光波导芯片集成模块的设计与制备方法。使用CMOS工艺兼容的硅光无源器件制备工艺,设计并制备了倒拉锥型端面耦合器,与锥形透镜光纤耦合效率为36.7%。采用微组装对准技术将激光器芯片与硅波导芯片耦合、UV固化胶固化后耦合效率为35.8%,1 dB耦合对准容差横向为1.2μm,纵向为0.95μm。     

激光技术在塑封器件开封中的应用

引入激光技术与手动、自动酸开封相结合的新开封工艺,对小型、异形及有多块芯片的塑封器件进行开封实验。首先利用激光准确对芯片上方的塑封料进行部分刻蚀,再结合自动酸开封或手动酸开封去除芯片表面的塑封料。实验结果表明,激光开封后的器件再进行手动酸开封时间仅需8 s,相对于未引入激光开封技术的传统酸开封方法,激光开封技术在塑封器件开封中能达到定位准确、缩短开封时间、提高开封效率的效果。     

蓝光GaN基Micro-LED芯片制备及激光剥离工艺研究

基于半导体制造工艺,制备了尺寸为50μm×80μm的蓝光氮化镓(GaN)基MicroLED芯片。芯片的正向导通电压在2.55V左右;测试了10颗LED芯片在1mA注入电流下的电压值,得到的最大值和最小值分别为3.24和3.12V,波动幅度在4%以内。在1mA的测试电流下,测试芯片的EL光谱峰值波长和半高宽分别为453和14.4nm,芯片的外量子效率可达12.38%,芯片发光均匀且亮度很大。测试结果表明,所制备的Micro-LED芯片具有优异的光电性能。此外,通过激光剥离技术,实现了Micro-LED芯片的转移。研究了激光剥离工艺对MicroLED芯片光电性能的影响,发现在优化的工艺条件下,激光剥离对芯片的光电性能几乎无影响。这些结果有助于小间距微尺寸LED芯片阵列及显示技术的研究。     

VL020回流炉中半导体激光器芯片In焊接研究

利用VL020真空烧结炉,选用In焊料对半导体激光器芯片的焊接技术进行较为深入的研究,分别对焊接时气体保护、焊接前期芯片、热沉的处理、真空工艺过程压力的施加、夹具设计和烧结工艺曲线等因素进行实验分析。结果表明,以上参数对半导体激光器芯片的焊接均有显著的影响,在N2/H2体积分数为95%/5%气体的保护下,通过对夹具施加适当的静压力,In焊料与Au能够充分和快速润湿,实现较高的焊接质量。蔡司显微镜检测结果表明,采用焊接技术可以使半导体激光器芯片具有较低的空洞率,高达90%以上的焊透率,其焊接过程主要通过夹具装配完成,人为影响因素少,成品率高,并适用于小批量生产。     

Development of three-dimensional chip stacking technology using a clamped through-silicon via interconnection

This study aims at developing an advanced clamped through-silicon via (C-TSV) interconnection technology for three-dimensional (3D) chip-to-chip or chip-to-wafer packaging. The special features of the C-TSV technology include (1) the proposal of metal caps on the pads of the chip to form a nearly symmetric double-side-metal-cap structure that firmly clamps the vias on the chip, (2) the employment of a temporary conductive layer on the active side of the wafer as a seed metal layer during the electro-plating of metal caps, and (3) the introduction of a “via first redistribution” (VFR) concept in the C-TSV process for heterogeneous 3D integration and maximal performance. Basically, the metal caps can act as a bonding layer for 3D chip stacking and also a protection stopper for backside drilling. The blind vias are created using a proven low-cost laser drilling process through the wafer backside with a laminated insulation layer on the via-hole wall. Unlike the typical TSV process, the present technology has no need to carry out the seed layer deposition and photo processes to facilitate the via-hole filling with metal through electro-plating, thus being more cost-effective. Besides, because of the structural symmetry and also the tightly-clamped via structure, it can potentially yield better bonding reliability for stacked chip bonding. To demonstrate the effectiveness of the C-TSV structure for wafer-level 3D integration, feasibility study of the implementation of the novel process and mechanics comparisons of these two 3D chip stacking structures under thermal loading through finite element (FE) stress simulation are made. At last, both the thermal humidity (TH) test of 85 °C/85%RH and the 288 °C solder dipping test are carried out to demonstrate the interconnect reliability and the interface quality of the 3D interconnect technology.     

双波长激光驱动接收专用集成电路设计

双色激光引信在克服云烟干扰方面具有重要价值。为了减小引信体积,保障导弹内部空间的充裕性,设计了一种基于BCD工艺的双色激光引信专用集成电路芯片。首先,对现有双色激光引信的结构和工作原理做出了详细介绍,引出了单芯片设计的思路和方法,并给出了该芯片集成的子电路的设计方法和仿真结果。该芯片使用0.25 m的BCD工艺制造。经测试使用该芯片驱动双色激光器,芯片供电电压5 V,激光器支路供电电压27 V时,红外激光器输出峰值功率可达30 W,紫光激光器输出峰值功率达25 W,脉宽50～500 ns可调,重复频率1～100 kHz可调,窗口时间1～10 s可调,红外和紫光回波信号在接收部分实现了分离,在功能上成功取代了原系统的4块芯片,实现了系统的简化。     

激光传能系统用激光能量转换器的研究与设计

针对远距离激光传能及光电转换问题,通过对传输过程中光纤损耗、波长选择、光电转换材料匹配等影响系统传输效率的各环节因素进行分析,采用在半绝缘InP衬底上外延生长InGaAs PIN的方式设计了光电转换芯片,并对芯片结构及互联工艺进行了优化,最终成功研制出了高效激光能量转换器。试验结果表明,在1550 nm激光照射的条件下,该激光能量转换器的光电转换效率能够达到28%。     

SMD真空无钎剂激光软钎焊试验研究与机理分析

元钎剂软钎焊技术可以从根本上解决因钎剂的副作用而带来的一系列问题,本文主滇 空无钎钎焊可行性进行试验研究及真空的元钎剂作用机理分析,并将该技术成功地应用于片式电阻元件的表面组装中。     

激光再制造技术及其应用

阐述了激光再制造技术的构成和工艺流程,介绍了国内外在激光再制造技术方面的发展历程,指出了激光再制造技术的应用领域,分析了当前激光再制造技术存在的亟待解决的问题。