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在AI大模型与算力竞赛白热化的今天,AI芯片的性能突破、先进封装的良率提升、微纳结构的精密制造,已成为算力产业的核心命脉。而超快激光,凭借“冷加工、超高精度、极致效率”的特性,正是打通这一命脉的关键工具。

 

 

Part 01
晶圆制造:超快激光赋能芯片全流程制程

 

 

晶圆制造是 AI 芯片的起点,前道、中道、后道三大制程的每一步,都对加工精度、良率、效率提出了近乎苛刻的要求。华日超快激光器以其极短脉宽、极小热影响、超高精度,在以下关键工艺中实现突破性应用。

>> 晶圆边缘激光修整

 

晶圆边缘的崩边、缺口、毛刺、应力层直接影响后续工艺良率。华日激光采用355nm PINE3紫外皮秒/纳秒激光器,对硅片、SiC、蓝宝石、玻璃晶圆边缘进行非接触式去除,实现倒角、圆弧修边、边缘减薄。

 

◉ 边缘崩边控制<3μm,无微裂纹产生,远超机械加工精度;

 50-100μm超薄晶圆良率提升+10%,显著降低破片风险;

◉ 加工效率提升+50%,同时支持45°斜角、圆弧R角整形、边缘环向减薄等复杂轮廓;

◉ 适配通用量产:355nm紫外皮秒激光器,功率稳定性优于2%,24/7连续运行。

>> 激光退火

晶圆退火需在纳秒级时间内将表面升温至1000℃以上并快速骤冷,以激活掺杂离子、修复晶格损伤。华日激光LumNano系列激光器(527nm绿光/351nm紫外),凭借独特波长优势,实现高效、精准的浅结退火。

 

◉ 527nm波长:硅吸收效率高,穿透深度仅100-200nm,能量集中在表面,兼顾效率与良率;

 工艺窗口宽:相比355nm与1064nm,对工艺波动容忍度更高,适合0-0.5μm浅结退火。

◉ 平均功率≥50W,频率1-10KHz可调,满足不同掺杂工艺的热预算需求。

>> 晶圆激光标记

在晶圆正反面或划片槽内制作微米级永久标识(ID、二维码、批号),是晶圆级追溯、防混料、良率分析的基础。华日激光 355/532nm纳秒及皮秒激光器,实现清晰、无损、高对比度标记。

 

◉ 多波长可选:紫外(355nm)适合低热影响标记,绿光(532nm)兼顾硅吸收与速度,红外(1064nm)用于背面深标。

 皮秒级冷加工:热影响区极小,无熔融飞溅,标记边缘锐利,不影响邻近芯片性能。

◉ 高速度、高可靠性:支持12英寸晶圆全自动打标,满足量产线需求。

Part 02
封装基板制造:超快激光攻克先进封装核心工艺

先进封装是提升AI芯片性能的关键。华日超快激光器为高端IC载板微孔加工、玻璃基板TGV、基板划片/开槽等领域提供冷加工解决方案。

>> 高端IC载板微孔加工

AI算力载板、射频/功率器件对微孔(5-50μm盲孔/通孔)提出极高要求:无热损伤、无崩边、孔壁光滑。传统钻孔及纳秒激光已无法满足。华日激光PINE3高功率皮秒激光器,完美解决痛点。

 

◉ 冷加工,零热损伤:皮秒级脉宽,孔壁无碳化、无重铸层,直接金属化无需后处理;

 微米级精度:孔壁无热损伤、无毛刺、无堵孔,孔径精度 ±1μm,保障导通性能稳定;

◉ 高效量产方案:PINE3 100W 高功率绿光皮秒激光器,兼顾效率与稳定性,适配规模化生产。

>> 玻璃基板TGV

玻璃基板凭借低介电常数、高绝缘性、热膨胀系数与硅匹配的优势,成为 AI 芯片 3D 封装的理想基材,而 TGV 通孔是实现层间垂直电连接的关键。激光诱导蚀刻是目前最主流的 TGV 制备方法,华日超快激光为其提供高性能光源支撑。

 

◉ 高深宽比加工:Revo 飞秒激光器可达150:1,最小孔径3μm,适配50μm-1mm玻璃基板。

 高效率钻孔:加工效率达 5000-10000 孔 / 秒,支持大面积玻璃基板批量加工;

◉ 无损伤工艺:冷加工机制,通孔内壁无微裂纹、无毛边,无需后续研磨,良率 > 99%。

Part 03
PCB基板制造:筑牢高速互联硬件根基

下一代 AI 芯片数据传输速率攀升至 224Gbps,40 层及以上高端 AI 服务器 PCB 普及,传统板材与加工工艺已难以适配高频高速需求。具备低介电、低损耗、高高频稳定性的 M9/M7 高速覆铜板成为算力硬件首选,而华日皮秒 / 飞秒超快激光依托纯冷加工、微米级高精度、无接触、高兼容优势,全面覆盖高速 PCB、IC 载板、FPC 的钻孔、切割、开窗、线路阻焊修整等全工序,是支撑 800G/1.6T 高速光互联与高端 AI 算力基板规模化量产的核心刚需工艺。

 

◉ 微孔钻孔:在M9/M7级高速板、IC载板上加工50μm以下盲孔/通孔,孔壁光滑无碳化,信号完整性优异;

 精密切割与开窗:对多层PCB进行异形切割、开窗,边缘无毛刺、无分层,良率提升至99%以上。

AI算力的竞争,本质是微纳制造能力的竞争。华日激光以国产超快光源为核心,以极致精度、高效量产、自主可控为优势,深度赋能晶圆制造→封装基板→PCB基板全链条,为中国AI算力硬件制造提供坚实的底层支撑。

来源:华日激光

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先进封装设备类似前道晶圆制造设备,供应商受益先进封测产业增长。随着先进封装的发展,Bumping(凸块)、Flip(倒装) 、TSV 和 RDL(重布线)等新的连接形式所需要用到的设备也越先进。以长球凸点为例,主要的工艺流程为预清洗、UBM、淀积、光刻、焊料 电镀、去胶、刻蚀、清洗、检测等,因此所需要的设备包括清洗机、PVD 设备、光刻机、 刻蚀机、电镀设备、清洗机等,材料需要包括光刻胶、显影剂、刻蚀液、清洗液等。为促进行业发展,互通有无,欢迎芯片设计、晶圆制造、装备、材料等产业链上下游加入艾邦半导体先进封装产业链交流群。
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作者 808, ab