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引线键合用激光基板加热器

1.技术原理

引线键合用激光基板加热器通过高能激光选择性加热基板特定区域,实现精准温控与快速热输入,其核心机制包括:

  • 定向能量输入​:激光束(波长900-1064nm)聚焦至基板焊盘区域(光斑尺寸50-200μm),能量密度达10^5-10^6 W/cm²,使局部温度在毫秒级升至200-400℃,满足键合需求;
  • 非接触式加热​:避免传统热传导导致的基板整体升温,减少热应力与翘曲(<3μm);
  • 动态温控系统​:结合红外测温(精度±0.3℃)与PID闭环反馈,实现±1℃实时温控。

2.核心优势对比

指标传统加热方式(如电阻加热)激光基板加热器提升幅度
加热速度5-10℃/s200℃/s20倍
热影响区(HAZ)>50μm<5μm降低90%
温度均匀性±5℃±1℃提升80%
适用材料均匀导热材料(如铜)异种材料(SiC、陶瓷)扩展应用
能耗高(>150J/mm²)低(<30J/mm²)降低80%

3.典型应用场景

① 高密度引线键合

  • 微间距键合​:支持10μm间距金线/铜线键合,热损伤降低90%;
  • 多芯片堆叠​:激光局部加热基板焊盘,实现3D堆叠芯片的垂直互连,热阻降低40%。

② 异质材料键合

  • SiC功率器件:激光加热碳化硅基板(吸收率>90%@1064nm),实现铝线键合,抗拉强度>50MPa;
  • 陶瓷基板:氧化铝基板激光预热(150℃)后键合,空洞率<2%。

③ 可靠性敏感场景

  • MEMS传感器封装​:激光加热避免MEMS结构热变形,灵敏度偏差<0.1%;
  • 车规级芯片​:-40℃~175℃宽温域键合,热循环寿命提升至1000次以上。

4.未来趋势

  • 超高速加热​:飞秒激光(脉宽<100fs)实现皮秒级温升,用于超薄芯片(<10μm)无损键合;
  • 绿色制造​:开发绿光激光(532nm)降低能耗,结合无铅焊料工艺,符合RoHS标准;
  • 智能化升级​:AI实时优化加热参数(响应时间<1ms),缺陷率降低至<0.01%。

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