摘要：激光技术早在上个世纪八十年代就被投入到制造业进行使用，到现在经过几十年的发展，激光技术凭借其各项优秀的特性逐渐被各种领域所青睐。激光技术所具有的特点是允许进行精密操作，如今集成短路板的组成元件越来越小，需要的技术支持也越来越严格，激光技术恰好可以应用于此。广东省作为我国的经济要地，其集成电路在2018年的产量同比增长15.57%。出现这样的增长必然离不开现代科技的支持，譬如激光技术。本文便以广东省为研究对象对激光技术在大规模集成电路的应用进行探讨。
关键词：激光技术；集成电路；应用
引言
激光技术作为一种新的加工技术，如今已经得到了各大制造业的认可。使用激光技术可以进行很多精密的操作，激光束的直径小，操作空间大，而且该项技术是无接触加工，对于工件周边不被照射区域的影响甚小。生产出来的产品成效好，质量高。集成电路如今也成为电子行业中不可或缺的一部分。集成电路的制作要求高，对于加工的精密度要求很严格。而激光技术所具备的特点，恰好符合此类精密制作工程的要求。下面笔者将从以下几个方面简述激光技术在大规模集成电路制作过程中得到了哪些应用。
一、激光直写技术
上个世纪九十年代，激光直写技术就已经得到了应用，随着科技的发展，激光直写技术的优势逐渐显露出来。传统的制版方法相较于激光直写技术有很多缺点。从经济方面来讲，使用激光直写技术所消耗的成本要低很多。激光束性质稳定，采用激光束进行加工，可以避免很多使用电子束或粒子束产生的问题。而且激光直写技术的适用范围很广，如今可以在很多基板上进行加工。总的来说，无论从哪方面来讲，激光直写技术比传统的制版技术都好太多，无论是成效还是速度，都可以另其代替过去的技术。
激光直写技术的操作原理与图像形成机理在此不做赘述。上个世纪九十年代，就有欧洲的企业推出一套激光系统，这套激光系统就是专门用来进行集成电路的加工的。这套系统最重要的技术就在于那两台用激光器工作的直写装置。当时，很多先进的技术在这套系统中得以体现。激光的书写配合计算机精确控制，得到的作品很令人满意。当时进行该项操作时还专门用摄像机记录下来，以便了解加工情况。使用该技术，比以往的光刻腐蚀法在速度上提高了很多，并且利用光刻法进行书写时，由于技术限制，产品表面很容易受污染，导电膜也很容易被损坏。激光技术的加入使得这些问题都得以解决。在后边的几年当中，日本、英国等国家也相继开始对该项技术进行研究和发展。其成果都得到了人们的认可。
二、激光焊接技术
激光焊接很久以前就开始投入使用，国外很多制造业的公司对于该项技术的应用都已经很成熟。也正是因为激光束存在的优势，可以将其完美的应用到集成电路加工中来。激光焊接可以进行细小焊脚的焊接，同时相较于传统软熔焊接，粘线和电路板损坏等问题都因为激光焊接的加入被解决。激光焊接工程当中，脉冲激光系统的应用较为广泛。脉冲能量易于调节且施工时热损失小，焊接时定位准确，有很多优点。脉冲激光焊接在微电子工业当中做出了巨大贡献。
集成电路引出线的焊接工序复杂，对焊接质量的要求高。无论是焊点处强度、熔深还是光班尺寸要求都极为苛刻。结构上也存在很多技术难题，但使用脉冲激光焊接就可以大大降低施工难度。这项技术还能进行集成电路扁平引线、梁氏引线的出线焊接。传统焊接使用焊剂时所引发的热冲击往往会影响到电路管芯，而脉冲激光焊接由于不需焊剂，进而减少了此类影响，提高了商品质量。
集成电路的密封工作直接影响到产品的可靠性与稳定性，而且对于很多其他方面的功能均会造成影响。作为集成电路制作过程中的重要步骤之一，密封工作一定要做到位。而为了达到要求的气密性指标，普通的焊接方法根本达不到要求。如果使用激光技术进行焊接，密封性问题便可得以解决，并且气密性相较于以往的工艺也得到了大大的提高。
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三、激光检测与修复
集成电路得到广泛应用后，人们为了提高制作精度，不断地在进行探索与努力。目前集成电路芯片上，技术所允许的，能做出来的最小线宽为0.125μm。这是目前能达到的最高精度。研发过程当中，激光检测已成为保证产品质量的重要手段之一。
无损检测的使用得到人们的认可，其中激光扫描声学显微镜是近些年新研发的一项技术，并被广泛应用。激光扫描声学显微镜的工作原理与声呐相似，通过声波配合激光束将图像显示出来。任何裂缝、气泡、脱层等问题都会被完美检测。激光缺陷检测技术与激光扫描声学显微镜不同，使用了漫散射的原理。将激光束在晶片表面进行扫描，其存在的缺陷是在激光扫描时会产生漫散射现象。用光电探测器收集并分析散射光，晶片存在的问题便一览无余。与传统的检测方式不同，激光缺陷检测技术的精度更高，处理速度更快。集成电路制作过程当中出现的高电压，大电流等因素，常常会对元件或电路造成损坏，甚至破坏整个电路板。因此，对其进行的修补工程便成了人们重视的工作之一。而采用激光技术进行修补工作的方式正逐渐被人们青睐，正主要是因为采用这种技术可以提高产品成品率和可靠性。激光修补与计算机相结合，其效果精度高，易控制。美国人率先使用了激光修补技术对集成电路板的缺陷进行修补，不但修补结果令人满意，甚至还达到了预期之外的效果。近些年，美国继续在这方面加大投资，研究出了更优秀的激光修补技术。日本也使用这种技术解决了很多修补上的疑难杂症。而我国广东省对该方面的发展也进行了进一步的投资，目的在于大力发展芯片。我国的芯片总归要走向世界，因此品质把控、质量检测就显得更重要了。
四、激光清洗
传统的对集成电路的清洗方式需要用到很多特殊材料，同时会排放很多残渣废液，对环境很不友好。对于一些附着力强，难以清理的亚微米粒子，传统的清洗方式难以清除干净。如今有了激光清洗，由于是干洗，环境问题得以解决。亚微米粒子也可以被轻松处理，而且激光清洗易于操作，定位准确，很多难以清理的地方都能清理干净。
激光清洁的方法有很多种：第一种叫“激光干式清洁法”，其原理是微粒经过激光照射后升温，产生热扩散现象，该现象进而产生力致使微粒离开元件；第二种叫“激光湿式清洁法”，是被清洁物周围的介质升温后产生爆炸性汽化，进而将微粒从元件表面清除；第三种叫“激光复式清洁法”，也是通过爆炸性汽化的方式将其清理。这三种方法的清理效果都很好，相比传统清理方式，清洁度更高。传统的清洁方法如机械清洗法，湿法化学清洗法等都存在一些局限性而且有废液，会污染环境，机械清扫操作不当甚至会直接破坏元件。如今集成电路板上的器件极小，因而对于清洁的要求也就更高。激光清洗具有很好的应用前景，借助其对工件零损害；清洁能力强；清洁范围大；能清洁放射性物质等特点，很容易得到人们的认可。激光清洗甚至能改善工件表层微米厚的结构，经过激光清洗后如同加了一层保护膜。
结束语
激光技术应用在集成电路上的时间还不是很长，虽然其应用及产生的效果都得到了人们的认可，但依然有很大的发展空间。人类的技术不断进步，集成电路的组成单位会越来越小，到时激光技术的应用会越来越广泛，同时对激光技术的要求也会越来越高。虽然广东省的电子信息产业连续18年居全国首位，但政府仍然在继续加大该方面的投资，可见集成电路在现阶段的重要性非常大，因此更需要发展新的激光技术，来推动经济的发展。
参考文献：
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论文作者:吴佳霖
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/9
标签：激光论文; 技术论文; 集成电路论文; 激光束论文; 清洁论文; 加工论文; 传统论文; 《电力设备》2019年第6期论文;