隨著半導體行業向高性能、微型化方向加速演進,芯片封裝技術面臨前所未有的精度與可靠性挑戰。尤其在人工智能、5G通信、物聯網等領域,芯片焊點密度和互聯精度需求持續攀升。以下將通過芯片植球行業背景、核心需求、及技術突破等角度,解析激光微植球技術的應用。
一、芯片植球行業背景
芯片植球行業主要涉及半導體制造中的高密度表面安裝封裝技術,包括晶圓植球機和BGA(球柵陣列)植球工藝。這一行業具有以下背景和發展特點:
01 技術與應用
晶圓植球機用于在晶圓上精確放置芯片,其產品類型包括錫膏+錫球和助焊膏+錫球,廣泛應用于主板南橋芯片和北橋芯片領域。BGA植球工藝是芯片制造的關鍵步驟,直接影響芯片性能、可靠性和壽命,廣泛應用于計算機、通信、消費電子等領域。
02 市場現狀與趨勢
全球晶圓植球機市場在2017-2023年間經歷了產能、產量和市場占有率的波動,但整體呈增長趨勢,尤其是在美國、歐洲和日本等地區。未來幾年,隨著電子產品小型化和高性能化的需求增加,植球機的精度和效率將成為行業關注的重點。
此外,激光植球技術因其低熱、高速和無焊料優勢,逐漸成為大規模、高精度植球的首選。以晶圓級封裝(WLP)為例,其要求焊球直徑從傳統數百微米縮減至百微米以下,同時需滿足多層堆疊、窄節距互聯等復雜工藝需求。然而,傳統電鍍、印刷錫膏等工藝因光刻掩膜依賴、熱影響大、良率不穩定等問題,難以滿足高精度芯片封裝的要求。而激光植球的出現,極大程度的填補了這一市場空缺。
二、芯片微球植球的核心需求
超微尺寸與高一致性:先進封裝要求錫球直徑向0.07mm(70μm)甚至更小突破,且需保證尺寸偏差≤10%、表面圓潤無飛濺。
無熱損傷與環保性:芯片對熱敏感,焊接過程需避免熱變形或裂紋;同時,無助焊劑、無化學殘留的工藝成為行業剛需。
高效率與高良率:以每秒3顆以上的植球速度實現±5μm以內的定位精度,良率需穩定在99.5%以上,以滿足大規模量產需求。
材料兼容性與柔性生產:需支持純銅、錫銀銅、金錫合金等多種材料,并適配8-12英寸晶圓、BGA、CSP等多樣化封裝場景。
三、紫宸激光全自動焊錫機的技術突破
紫宸激光基于自主研發的高精度激光植球技術,推出新一代全自動激光焊錫機,以三大創新方案攻克行業痛點:
01 0.07mm微球精準焊接
通過激光能量密度與掃描路徑的精密控制,紫宸設備可實現最小70μm錫球的穩定焊接,球徑高度差控制在±10%以內。其核心在于:
非接觸式激光噴射:激光瞬間熔化錫球后,通過惰性氣體壓力精準噴射至焊盤,避免直接熱作用損傷芯片。
單錫珠分球系統:特制分球機構有序轉移錫球,確保每顆球獨立受控,杜絕粘連或偏移。
02 全流程自動化與智能
雙工位交互系統:上料、焊接、下料同步進行,配合CCD視覺定位實時補償偏差,效率高達7200點/小時。
自適應工藝參數:激光功率、脈沖時長、噴射壓力等參數可動態調整,兼容60μm-2000μm錫球及多種基板尺寸。
03零污染與高可靠性
無助焊劑工藝:錫球內預置合金成分,焊接過程無需額外化學劑,杜絕松香殘留與短路風險。
實時監測與閉環控制:內置AOI視覺檢測,實時反饋焊點質量,自動剔除不良品,良率穩定在99.5%以上。
四、賦能行業:從實驗室到量產的全場景覆蓋
01 高密度封裝:BGA芯片、晶圓通訊器件、CSP植球等,支持0.07mm焊球在8英寸晶圓上的全自動植球。
02 軍工與航天:滿足微焊點抗沖擊、耐高低溫的嚴苛要求,適配金錫合金等特殊材料。
03 5G光電器件:激光植球的無飛濺特性保障光模塊互聯穩定性,助力智能通信設備量產。
結語: 引領精密焊接新紀元
紫宸激光全自動焊錫機以0.07mm微球焊接為支點,通過“精度×效率×可靠性”的三維突破,為芯片封裝提供了國產高端裝備的標桿方案。未來,隨著無噴嘴工藝、智能孿生控制等技術的持續迭代,紫宸將助力全球半導體產業邁向更高維度的“微連接”時代。
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原文標題:紫宸激光錫球焊錫機:點亮芯片0.07mm激光植球新征程
文章出處:【微信號:Vilaser-2014,微信公眾號:紫宸激光】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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