Ланин Владимир Леонидович, д.т.н., профессор, профессор кафедры электронной техники и технологии
220013,г. Минск, ул. П. Бровки, 6тел. +375-29-757-28-23
Lanin Vladimir Leonidovich, D.Sc., Professor, Professor at the Electronic Engineering and Technology Department
220013, Minsk, P. Brovka str., 6tel. +375-29-757-28-23
магистрант кафедры электронной техники и технологии
220013,г. Минск, ул. П. Бровки, 6тел. +375-29-757-28-23
Undergraduate student at the Electronic Engineering and Technology Department
220013, Minsk, P. Brovka str., 6tel. +375-29-757-28-23
аспирант кафедры электронной техники и технологии
220013,г. Минск, ул. П. Бровки, 6тел. +375-29-757-28-23
Postgraduate student at the Electronic Engineering
220013, Minsk, P. Brovka str., 6tel. +375-29-757-28-23
Лазерный нагрев является перспективным методом формирования отверстий в кремниевых подложках при сборке 3D-электронных модулей с высокой плотностью выводов из-за его высокой удельной энергии и способности локального нагрева. Применение лазерного излучения для формирования отверстий в кремнии дает возможность уменьшения их диаметра, косвенно повышает плотность элементов в 3D-электронных модулях. Выбор лазерной системы зависит от физико-механических свойств обрабатываемых материалов и от технических требований, предъявляемых к лазерной обработке. Отражательная способность большинства материалов возрастает с увеличением длины волны лазерного излучения. Установлено, что с повышением начальной температуры кремниевой подложки конусообразность отверстий в ней становится больше. Выполнено моделирование в COMSOL Multiphysics 5.6 для проведения теплового распределения при лазерной прошивке отверстий в кремниевой подложке. Моделированием тепловых полей в программном пакете COMSOL Multiphysics 5.6 при лазерной обработке кремниевых подложек и экспериментальнымиисследованиями оптимизированы параметры лазерного излучения для получения минимальной конусообразности отверстий в подложках 3D-электронных модулей. Оптимальная длительность воздействия лазерного излучения с длиной волны 10,64 мкм составляет не более 2 с при конусообразности отверстий 0,1–0,2.
Laser heating is a promising method for through-silicon-via (TSV) formation in assembling highdensity 3D electronic modules due to its high specific energy and local heating ability. Using laser radiation for the formation of TSV makes it possible to reduce its diameter, indirectly increases the density of elements in 3D electrical modules. Laser system selection depends on the physical and mechanical properties of the processed materials and on the technical requirements for laserprocessing. The reflectivity of most materials increases with the laser wavelength. It was found that with an increase in the initial temperature of the substrate, the TSV taper becomes larger. Simulation was performed in COMSOL Multiphysics 5.6 to conduct thermal distribution during TSV laser formation. By modeling thermal fields in the COMSOL Multiphysics 5.6 software for laser processing of silicon substrates and experimental studies, the parameters of laser radiation have been optimized to obtain a minimum hole taper coefficient in the substrates of 3D electronic modules. The optimal duration of exposure to laser radiation with a wavelength of 10.64 microns is less than 2 s with holes taper 0.1–0.2.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.