激光加工是一種利用高能量密度激光束對(duì)材料進(jìn)行精密切割、打孔、刻蝕的先進(jìn)制造技術(shù)。它具有非接觸、高精度、低熱影響等特點(diǎn)，尤其適用于陶瓷、金剛石等硬脆材料的微細(xì)加工。

近日，中國粉體工業(yè)萬里行走進(jìn)了杭州銀湖激光科技有限公司——一家專注于高端激光微納加工設(shè)備研發(fā)與制造的高新技術(shù)企業(yè)。在交流中我們了解到一個(gè)值得分享的觀點(diǎn)：激光加工正在成為先進(jìn)封裝領(lǐng)域不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。那么，為什么激光加工對(duì)先進(jìn)封裝如此重要？

萬里行團(tuán)隊(duì)與銀湖激光團(tuán)隊(duì)合影（左三：董事長蔣仕彬院士）

為什么先進(jìn)封裝需要激光加工？

隨著芯片制程節(jié)點(diǎn)不斷微縮，傳統(tǒng)工藝在性能提升上面臨挑戰(zhàn)，先進(jìn)封裝成為延續(xù)摩爾定律的重要路徑—通過將CPU、GPU、存儲(chǔ)等不同功能芯片在封裝層面集成，實(shí)現(xiàn)高速互連、更低功耗和更好散熱。

在這些2.5D、3D等先進(jìn)封裝中，高性能材料尤為重要。比如，陶瓷基板具備優(yōu)異的絕緣性與導(dǎo)熱性，能穩(wěn)定傳輸信號(hào)并承受高溫；金剛石散熱片的導(dǎo)熱率是銅的4~5倍，可迅速導(dǎo)出芯片熱量，防止性能衰減。玻璃基板則常用于承載細(xì)密線路或FPC/PCB互連，需要保證高平整度和精確開孔。再加上封裝膠、再分布層等關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)，這些材料共同支撐著先進(jìn)封裝的高密度集成與可靠運(yùn)行。

對(duì)于陶瓷基板和金剛石散熱片這類典型的硬脆材料來說，要想充分發(fā)揮其性能，首先必須實(shí)現(xiàn)高精度的加工——因?yàn)檫@些基板常需要通孔、微孔或復(fù)雜圖形的精密加工。但在先進(jìn)封裝這樣緊湊的結(jié)構(gòu)中，哪怕微米級(jí)的誤差，都可能影響整個(gè)系統(tǒng)的性能與可靠性。

相比傳統(tǒng)加工方式，激光加工無疑更適合這類材料——它能實(shí)現(xiàn)非接觸式、高精度、低損傷的加工，不會(huì)產(chǎn)生刀具磨損或微裂紋，同時(shí)還能加工更細(xì)微的圖形與通孔，極大提升良率與一致性。因此，激光加工技術(shù)正成為先進(jìn)封裝材料精密加工的重要手段。

銀湖激光的加工技術(shù)有何特色？

在先進(jìn)封裝材料的加工環(huán)節(jié)中，銀湖激光以其在陶瓷、玻璃、金剛石等高硬脆材料的精密激光加工技術(shù)脫穎而出。公司團(tuán)隊(duì)由國際院士掛帥，國家級(jí)青年人才領(lǐng)軍，并與浙江大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)院上海光機(jī)所等科研院所深度合作，掌握了從激光器研發(fā)到加工工藝優(yōu)化的全鏈條核心技術(shù)。并且，公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)材料特性有深入理解，能夠根據(jù)不同材料的熱導(dǎo)率、光吸收特性和結(jié)構(gòu)特征靈活調(diào)整激光參數(shù)，在保證加工效率的同時(shí)，最大限度減少熱影響和表面缺陷。

針對(duì)先進(jìn)封裝中常見的陶瓷基板、金剛石散熱片、玻璃基板等硬脆材料，銀湖激光自主研發(fā)的納秒、皮秒級(jí)激光設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)精細(xì)、高效的微納加工。以陶瓷基板為例，氮化鋁脆性大易崩邊，氮化硅強(qiáng)度高難加工，銀湖激光通過系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)形成了一套優(yōu)化工藝，避免了崩邊或加工不到位的問題。

氮化鋁基板激光加工樣品

玻璃打孔樣品

對(duì)于金剛石材料，目前主流使用的金剛石導(dǎo)熱基板僅0.2mm厚甚至更薄，因此對(duì)加工精度、表面質(zhì)量及材料損耗率更為重視。董事長蔣仕彬院士介紹：“金剛石的加工難度遠(yuǎn)高于陶瓷，我們通過優(yōu)化工藝，使切割后的表面只需簡(jiǎn)單的拋光后即可使用，顯著提升產(chǎn)品良率與加工效率。”

金剛石切割片

銀湖激光認(rèn)為，隨著AI芯片、碳化硅功率器件和新能源汽車等領(lǐng)域的快速發(fā)展，2025年將成為金剛石工業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵元年。在這一趨勢(shì)下，激光加工憑借環(huán)保、高效、高精度、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)，正成為先進(jìn)封裝材料制造中最具潛力的技術(shù)路線之一。

結(jié)語

總之，憑借自身獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，激光加工正成為連接先進(jìn)制造各環(huán)節(jié)的重要橋梁，像銀湖激光這樣扎根材料加工一線的設(shè)備企業(yè)，也正以“微納精度”助推先進(jìn)封裝工藝發(fā)展。我們相信，在中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)邁向高端制造的過程中，銀湖激光這樣的企業(yè)將發(fā)揮越來越重要的作用。

中國粉體工業(yè)萬里行