bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИР10.35596/1729-7648-2024-22-6-38-44bsuir-4021Research ArticleСтатьиВыбор траектории движения лазерного луча для формирования переходных отверстий в кремниевой подложкеSelecting the Trajectory of the Laser Beam to Form Vias in the Silicon SubstrateЛаппоА. И.LapoA. I.

Лаппо Александр Игоревич, ст. преп. каф. информационных технологий автоматизированных систем

220013, г. Минск, ул. П. Бровки, 6

Тел.: +375 17 293-88-23

Lapo Aliaksandr Igaravich, Senior Lecturer at the Information Technologies in Automated Systems Department

220013, Minsk, P. Brovki St., 6

Tel.: +375 17 293-88-23

lappo@bsuir.byБелорусский государственный университет информатики и радиоэлектроникиBelarusian State University of Informatics and Radioelectronics2024281220242263844Copyright © Лаппо А.И., 20242024Лаппо А.И.Lapo A.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/4021

Среди перспективных технологических направлений реализации многокристальных модулей является сборка 3D-модулей. Особенность данной технологии – расположение компонентов сборки не только в горизонтальной плоскости, но и по вертикали. Формирование контактных соединений между компонентами 3D-модуля может осуществляться с помощью проволочного монтажа, а также по технологии поверхностного монтажа. Для реализации последнего необходимо формирование переходных отверстий в кремниевой пластине. При создании переходных отверстий между слоями многокристального модуля используется фокусированная энергия лазерного луча. Поскольку диаметр отверстий может быть больше диаметра лазерного луча, необходимо перемещать луч по заданной траектории. Для выбора траектории перемещения сфокусированного лазерного луча осуществлено моделирование визуализаций движения лазера при формировании отверстия для скоростей 0,5 и 5,0 мм/с. Моделирование выполнялось в COMSOL Multiphysics 5.6, что позволило получить распределение тепловых полей при лазерной прошивке отверстий в кремниевой подложке.

One of the promising technological directions for the implementation of multi-crystal modules is the assembly of 3D modules. The peculiarity of this technology is the arrangement of the assembly components not only in the horizontal plane, but also vertically. The formation of contact connections between the components of the 3D module can be carried out using wire mounting, as well as using surface mounting technology. To implement the latter, it is necessary to form vias in the silicon wafer. When creating vias between the layers of the multi-crystal module, the focused energy of the laser beam is used. Since the diameter of the holes can be larger than the diameter of the laser beam, it is necessary to move the beam along a given trajectory. To select the trajectory of the focused laser beam, a simulation of the visualization of the laser movement during the formation of a hole for the speeds of 0.5 mm/s and 5 mm/s was carried out. Modeling was performed in COMSOL Multiphysics 5.6, which made it possible to obtain the distribution of thermal fields during laser flashing of holes in the silicon substrate.

моделированиетраекториянагревлазерный лучтепловые поляпереходное отверстиекремниевая пластина3D-модульmodelingtrajectoryheatinglaser beamthermal fieldsviasilicon wafer3D moduleReferencesМухина, Е. 3D-сборка: технология сквозных отверстий в кремнии / Е. Мухина, П. Башта // Электроника: наука, технология, бизнес. 2009. № 2. С. 92–93.Mukhina E., Bashta P. (2009) 3D Assembly: Through-Hole Technology in Silicon. Electronics, Science, Technology, Business. (2), 92–93 (in Russian)ULPN-355-10-1-10-M – IPG Photonics Corporation [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://pdf.directindustry.com/pdf/ipg-photonics-corporation/ulpn-355-10-1-10-m/29249-947816.html. Дата доступа: 29.05.2024.ULPN-355-10-1-10-M – IPG Photonics Corporation. Available: https://pdf.directindustry.com/pdf/ipg-photonics-corporation/ulpn-355-10-1-10-m/29249-947816.html (Accessed 29 May 2024).Вейко, В. П. Взаимодействие лазерного излучения с веществом / В. П. Вейко, М. Н. Либензон, Г. Г. Червяков. М.: Физматлит, 2008.Veiko V. P., Libenzon M. N., Chervyakov G. G. (2008) Interaction of Laser Radiation with Matter. Moscow, Fizmatlit Publ. (in Russian).Ланин, В. Л. Формирование отверстий в кремниевой подложке 3D-электронного модуля лазерным излучением / В. Л. Ланин, В. Т. Фам, А. И. Лаппо // Доклады БГУИР. 2021. Т. 19, № 3. С. 58–65. http://dx.doi.org/10.35596/1729-7648-2021-19-3-58-65.Lanin V. L., Pham V. T., Lappo A. I. (2021) Through-Silicon-Via Formation of 3D Electronic Modules by Laser Radiation. Doklady BGUIR. 19 (3), 58–65. http://dx.doi.org/10.35596/1729-7648-2021-19-3-58-65 (in Russian).Григорьянц, А. Г. Технологические процессы лазерной обработки / А. Г. Григорьянц, И. И. Жиганов, А. И. Мискоров. М.: Изд-во Моск. гос. технич. ун-та им. И. Э. Баумана, 2006.Grigoryants A. G., Zhiganov I. I., Miskorov A. I. (2006) Technological Processes of Laser Processing. Moscow, Publishing House of Bauman Moscow State Technical University (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.