Формирование отверстий в кремниевой подложке 3D-электронного модуля лазерным излучением

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.

1. Мухина Е., Башта П.3D-сборка: технология сквозных отверстий в кремнии. Электроника, Наука, Технология, Бизнес.2009;2:92-93.

2. Вакс Е.Д., Миленький М.Н., Сапрыкин Л.Г. Практика прецизионной лазерной обработки. Москва: Техносфера; 2013.

3. Вейко В.П., Либензон М.Н, Червяков Г.Г. Взаимодействие лазерного излучения с веществомМосква: Физматлит; 2008.

4. Ланин В.Л., Фам В.Т., Чан Н.Д. Лазерное формирование отверстийв неметаллических подложках. Электронная обработка материалов. 2020;56(1);76-83.

5. Григорьянц А.Г., Жиганов И.И., Мискоров А.И. Технологические процессы лазерной обработки. Москва: Изд-во МГТУ им. И. Э. Баумана; 2006.