半导体加工超精密倒装芯片键合

(4)超精密机电系统器件加工。微机电系统(ME—MS)是从集成电路制造技术发展起来的新兴机电产品，如微小型传感器、执行器等。硅光刻技术、LIGA技术和其它微细加工技术的生产设备、检测设备都是超精密加工的产品。超精密加工技术的发展及分析超精密加工技术是以高精度为目标的技术，它必须综合应用各种新技术，在各个方面精益求精的条件下，才有可能突破常规技术达不到的精度界限，达到新的高精度指标。近20年来超精密加工技术在以下几个方面有很大的进展：①超精密加工机床技术;②超精密加工刀具及加工工艺技术;③超精密加工的测量与控制技术;④超精密加工环境控制(包括恒温、隔热、洁净控制等)。超精密加工机床的设计与制造技术超激光精密打孔的特点是可以在硬度高、质地脆或者软的材料上打孔，孔径小、加工速度快、效率高。半导体加工超精密倒装芯片键合

美国是早期研制开发超精密加工技术的国家。早在1962年，美国就开发出以单点金刚石车刀镜面切削铝合金和无氧铜的超精密半球车床，其主轴回转精度为 0.125µm，加工直径为Ø100mm的半球，尺寸精度为±0.6µm，粗糙度为Ra0.025µm。1984年又研制成功大型光学金刚石车床，可加工重1350kg，Ø1625mm的大型零件，工件的圆度和平面度达0.025µm，表面粗糙度为Ra0.042µm。在该机床上采用多项新技术，如多光路激光测量反馈控制，用静电电容测微仪测量工件变形，32位机的CNC系统，用摩擦式驱动进给和热交换器控制温度等。美国利用自己已有的成熟单元技术，只用两周的时间便组装成了一台小型的超精密加工车床(BODTM型)，用刀尖半径为5～10nm的单晶金刚石刀具，实现切削厚度为1nm (纳米)的加工。尽管如此，美国还是继续把微米级和纳米级的加工技术作为国家的关键技术之一，这足以说明美国对这一技术的重视。半导体加工超精密倒装芯片键合从加工周期来看，激光超精密加工操作简单，切缝宽度方便调控，可立即进行高速雕刻和切割、加工速度快。

超精密加工的机理研究：包括微细加工机理研究；微观表面完整性研究；在超精密范畴内的对各种材料（包括被加工材料和刀具磨具材料）的加工过程、现象、性能以及工艺参数进行提示性研究1。超精密加工的设备制造技术研究：如纳米级超精密车床工程化研究；超精密磨床研究；关键基础件，像轴系、导轨副、数控伺服系统、微位移装置等研究；超精密机床总成制造技术研究1。超精密加工工具及刃磨技术研究：例如金刚石刀具及刃磨技术、金刚石微粉砂轮及其修整技术研究1。超精密测量技术和误差补偿技术研究：包含纳米级基准与传递系统建立；纳米级测量仪器研究；空间误差补偿技术研究；测量集成技术研究1

激光钻孔是一种非接触式孔加工工艺，使用高度集中的光束在从金属到非金属和聚合物等各种材料上钻孔。利用高功率激光脉冲或摆动钻孔技术，激光钻孔可以穿透较薄或较厚的材料。激光钻孔系统既能进行点射钻孔，也能进行即时钻孔，以减少对系统运动的干扰。激光钻孔具有高度精确性和可重复性，几乎能钻出任何形状和尺寸的孔，直径小至几微米，分辨率较高。作为一种非接触式工艺，激光钻孔是制造深度直径比超过10:1的低锥度、高剖面比孔的方法之一。根据材料特性，激光钻孔每秒可钻数百甚至数千个孔。超精密激光加工是先进的加工技术，它利用高效激光对材料进行雕刻和切割，主要的设备包括电脑和激光切割机。

超精密加工技术市场是国家高技术集中的市场，它既是高代价、高投入的工艺技术，又是高增值、高回报的工艺技术，世界工业先进国家都把它放在国家技术和经济振兴的重要位置。试举几例。(1)超精密零件加工。例如惯性导航仪器系统中的气浮陀螺的浮子及支架、气浮陀螺马达轴承等零件的尺寸精度、圆度和圆柱度都要求达到亚微米级精度;人造卫星仪器轴承是真空无润滑轴承，其孔和轴的表面粗糙度Rα达到1nm，圆度和圆柱度均为纳米级精度，这些零件都是用超精密金刚石刀具镜面车削加工的。精密液压控制系统中的精密伺服阀的阀芯与阀套的配合精度也常在亚微米等级，它是用超精密磨削方法加工的。对于大件产品的加工，大件产品的模具制造费用很高，激光超精密加工不需任何模具制造。半导体加工超精密倒装芯片键合

超精密加工中的微细加工技术是指制造微小尺寸零件的加工技术。半导体加工超精密倒装芯片键合

微泰，采用先进的飞秒激光的高速螺旋钻削自主技术，进行半导体产业所需的各种形状的微孔加工，MIN可做到5微米的微孔，公差可做到±2微米，孔距可做到0.3微米。还可以进行MAX10度角的倒锥孔和各种几何形状的微孔，飞秒激光利用相对较短的激光脉冲，热损伤很小，加工对象没有物性变形层，表面平整，实现超精密微孔加工。MLCC层压的真空板相同区域内可加工不规则位置的孔；可以混合加工不规则尺寸，孔间距可达0.3μm；可加工多达800,000个孔，用于MLCC印刷吸膜板，MLCC叠层吸膜板，吸附板。半导体加工超精密倒装芯片键合