微电子工业中脉冲激光焊接技术及其应用.pdfVIP

维普资讯 WeldingTechnology Vot．31No．4 Aug．2002 ·专题综述 ·3 文章编号：1002．025X(2002)04—0003-03 微 电 子 工 业 中 脉 冲 激 光 焊 接 技 术 及 其 应 用 韩学斌，姜幼卿 (华中科技大学 材料学院，湖北 武汉 430074) 摘要：针对当前微 电子工业 中应用的脉冲激光焊，首先介绍了其机理和特点，并从激光束质量、脉冲宽度、脉冲能量、被焊材料性 能等方面分析了它们对焊接质量的影响。重点阐述 了脉冲激光焊接技术在微 电子工业集成 电路制造 中的应用和特点。 关奠词 ：脉冲激光焊接 ；激光束质量；集成 电路 中图分类号：TG456．7 文献标识码 ：B 在 电子工业微 电子 器件 的制造过程 中常用 的焊接方 法有钎 接 就属于这种类 型。 焊 、波 峰焊 、 电阻焊 、闪光 焊 、热剂 焊 、超 声波 焊 、金属 球 1．2 以深穿入熔化方式 进行焊接 焊 、电容储 能焊 等 “2·1。由于激 光的方 向性 强及 高度单 色性 ， 当更大功 率密度 (10 ～10 W ／cm )的激光束照射到被焊 因此通过光路 系统聚焦 可以会 聚成能量很 高的小光斑 ，而成为 材料 表面时 ，材料被加 热熔化 以至汽化 ，产生较大 的蒸汽压 。 另外一种焊 接热源 ，应 用 于电子工业元 器件 的制造 中 。从 2O 在蒸汽压力的作用 下 ，熔化金属被排挤 在激光束周 围 ，使照射 世纪 60年代开始 ，几 十年来 ，随着激 光技术 的迅速 发展 ，激 处呈 现 出一个 凹坑。随着激光束 的继续 照射 ，凹坑 愈来愈深而 光焊接技术 也得到 了很 大的发展 ，其应用领域 也愈来愈广 泛 。 形成 深穿型 的圆孔 空腔 ，激光可 以透 过小孔 的金属蒸 汽直射孔 尤其在现代 集成电路 的制造 中，激光焊接更是体现 出了其 他焊 底 。当激光停止 照射后 ，小孑L周边熔化 的金属重新 流回到小孔 接方法所不 可 比拟的优越性 。 里 ，冷却凝固后 即将工件焊接在一起 。 以上是两种激光焊接 机理 ，当激光 功率密度较低 、作 用时 1 脉冲激光焊接机 理及特点” 间较 长 而焊件 较 薄时 ，通 常是 以传 热熔 化方 式 为主进行焊 接 高强度 的脉冲激光束在加热金属或非金属 材料 的过程 中， 的。反之就是 以深 穿入 熔化方式 为主进 行焊接 的，高功率激光 会产生复杂 的物理化学现象 。脉冲激光焊接就 是利用激光加热 焊接通 常属于这一类 型。 过程中产生 的熔 化现象而成 为新 的连接工艺 。根据激光柬功 率 激 光焊接 具有其他焊接 方法无可 比拟的优点 。激光束 具有 密度的高低 、作 用时间 的长短 ，脉冲激光焊接 分为两种形式 。 很好 的方 向性 和单色性 ，因此光学系统 聚焦后 可 以集 中成小斑 1．1 以传热熔化方式进行焊接 点 ，从 而使 激光光 束 的功 率密度 很 高 ，可达 lO W ／cmz．比 当激光束 直接照射到被焊材 料表面上时 ，材料吸收光能 ， 电