FI123860B - Menetelmä substraattien tiivistämiseksi ja kontaktoimiseksi laservalon avulla ja elektroniikkamoduli - Google Patents

Menetelmä substraattien tiivistämiseksi ja kontaktoimiseksi laservalon avulla ja elektroniikkamoduli Download PDF

Info

Publication number
FI123860B
FI123860B FI20105539A FI20105539A FI123860B FI 123860 B FI123860 B FI 123860B FI 20105539 A FI20105539 A FI 20105539A FI 20105539 A FI20105539 A FI 20105539A FI 123860 B FI123860 B FI 123860B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
substrate
substrates
conductive
region
interface
Prior art date
Application number
FI20105539A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20105539A (fi
FI20105539L (fi
FI20105539A0 (fi
Inventor
Jarno Kangastupa
Kazuo Yamada
Tiina Amberla
Original Assignee
Corelase Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corelase Oy filed Critical Corelase Oy
Publication of FI20105539A0 publication Critical patent/FI20105539A0/fi
Priority to FI20105539A priority Critical patent/FI123860B/fi
Priority to TW100117037A priority patent/TWI545662B/zh
Priority to US13/643,306 priority patent/US9171822B2/en
Priority to ES11729434.8T priority patent/ES2539860T3/es
Priority to PCT/FI2011/050453 priority patent/WO2011144813A2/en
Priority to KR1020127032436A priority patent/KR101710462B1/ko
Priority to CN201180024487.1A priority patent/CN102893384B/zh
Priority to SG2012082822A priority patent/SG185509A1/en
Priority to JP2013505512A priority patent/JP5487358B2/ja
Priority to EP20110729434 priority patent/EP2572373B1/en
Publication of FI20105539A publication Critical patent/FI20105539A/fi
Publication of FI20105539L publication Critical patent/FI20105539L/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI123860B publication Critical patent/FI123860B/fi

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B23K26/24—Seam welding
    • B23K26/244—Overlap seam welding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L24/80 - H01L24/90
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/0006—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339—Gaskets; Spacers; Sealing of cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1345—Conductors connecting electrodes to cell terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/64—Manufacture or treatment of solid state devices other than semiconductor devices, or of parts thereof, not peculiar to a single device provided for in groups H01L31/00 - H10K99/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/562—Protection against mechanical damage
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • B23K2103/56—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26 semiconducting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29139—Silver [Ag] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29144—Gold [Au] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29147—Copper [Cu] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29163—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
    • H01L2224/29171—Chromium [Cr] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29163—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
    • H01L2224/2918—Molybdenum [Mo] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/80001—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by connecting a bonding area directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/80001—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by connecting a bonding area directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding
    • H01L2224/802—Applying energy for connecting
    • H01L2224/8022—Applying energy for connecting with energy being in the form of electromagnetic radiation
    • H01L2224/80224—Applying energy for connecting with energy being in the form of electromagnetic radiation using a laser
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/80001—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by connecting a bonding area directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding
    • H01L2224/8034—Bonding interfaces of the bonding area
    • H01L2224/80359—Material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/80001—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by connecting a bonding area directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding
    • H01L2224/8038—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/80399—Material
    • H01L2224/80486—Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
    • H01L2224/80488—Glasses, e.g. amorphous oxides, nitrides or fluorides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
    • H01L2224/83193—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed on both the semiconductor or solid-state body and another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/832—Applying energy for connecting
    • H01L2224/8322—Applying energy for connecting with energy being in the form of electromagnetic radiation
    • H01L2224/83224—Applying energy for connecting with energy being in the form of electromagnetic radiation using a laser
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8338—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/83399—Material
    • H01L2224/834—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/83438—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/83439—Silver [Ag] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8338—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/83399—Material
    • H01L2224/834—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/83438—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/83444—Gold [Au] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8338—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/83399—Material
    • H01L2224/834—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/83438—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/83447—Copper [Cu] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8338—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/83399—Material
    • H01L2224/834—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/83463—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
    • H01L2224/83471—Chromium [Cr] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8338—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/83399—Material
    • H01L2224/834—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/83463—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
    • H01L2224/8348—Molybdenum [Mo] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
    • H01L2224/92—Specific sequence of method steps
    • H01L2224/921—Connecting a surface with connectors of different types
    • H01L2224/9211—Parallel connecting processes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01005—Boron [B]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01006—Carbon [C]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01029—Copper [Cu]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01033—Arsenic [As]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/0104—Zirconium [Zr]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01042—Molybdenum [Mo]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01047—Silver [Ag]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01049—Indium [In]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01059—Praseodymium [Pr]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01066—Dysprosium [Dy]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01068—Erbium [Er]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/0107—Ytterbium [Yb]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01074—Tungsten [W]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01075—Rhenium [Re]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/011—Groups of the periodic table
    • H01L2924/01105—Rare earth metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025—Semiconducting materials
    • H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
    • H01L2924/10253—Silicon [Si]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12042—LASER
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12044—OLED
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/14—Integrated circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/156—Material
    • H01L2924/15786—Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
    • H01L2924/15788—Glasses, e.g. amorphous oxides, nitrides or fluorides

Description

Menetelmä substraattien tiivistämiseksi ja kontaktoimiseksi laservalon avulla ja elektroniikkamoduuli
Keksinnön ala 5 Keksintö liittyy substraattien prosessointiin laseria käyttämällä. Erityisesti keksintö liittyy sähköisiä kontaktialueita sisältävien lasi- ja/tai puolijohdesubstraattien hitsaamiseen yhteen käyttäen pulssilaservaloa. Substraatit voivat käsittää esim. safiiria, kvartsia tai piitä.
Keksinnön tausta 10 EP 1369912 esittelee menetelmän flip chipin liittämiseksi piirikoteloon käyttäen lasersädettä. Menetelmän käsittää sirun kontaktialueen asettamisen kohdakkain piirikotelon kontaktialueen kanssa ja lasersäteen projisoinnin sirun tai kotelon läpi kohdakkain asetettuihin kontaktialueisiin niiden liittämiseksi toisiinsa sähköisesti. Kontaktialueen ympäristö jää kuitenkin alttiiksi ympäröivälle ilmalle (hapelle) ja kosteudelle, millä voi 15 olla haitallinen vaikutus valmistettavalle laitteelle.
Keksinnön yhteenveto
Keksinnön tavoitteena on saavuttaa kehittyneempi menetelmä substraattien sähköiseksi co o kontaktoimiseksi laservaloa käyttäen siten, että menetelmä samalla tuottaa suojaa co 20 hiukkasia, happea ja kosteutta vastaan. Keksinnön tavoitteena on myös saada aikaan uusi 9 co näin suojattu elektroniikkamoduuli.
X
£ Tavoitteet saavutetaan patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän ja patenttivaatimuksen 12 mukaisen elektroniikkamoduulin avulla.
LO
LO
o 5 Keksintö perustuu havaintoon, että laservalo voi aiheuttaa sekä yleisesti ottaen eristävien c\j 25 substraattimateriaalien että niihin liitettyjen johtavien kerrosten yhteen sulautumisen pyyhkäisemällä pulssilaservaloa niiden rajapintojen yli. Saavutetaan molempien alueiden käytännöllisesti katsoen täydellinen yhteenliittyminen (hitsautuminen).
2
Eräässä sovellutusmuodossa keksintö taijoaa menetelmän ensimmäisen eristävän substraatin, edullisesti lasisubstraatin, jolla on ainakin yksi ensimmäinen johtava kerros eli kontaktiterminaali, yhdistämiseksi ja sähköisesti kontaktoimiseksi vähintään yhteen toiseen eristävään substraattiin, edullisesti lasi- tai piisubstraattiin, jolla on ainakin yksi toinen 5 johtava kerros. Menetelmä käsittää - ensimmäisen ja toisen substraatin pinoamisen siten, että niiden väliin muodostuu rajapinta, joka käsittää - sähköisen kontaktointialueen, jossa ainakin yksi ensimmäinen johtava kerros on kohti ainakin yhtä toista johtavaa kerrosta ja vähintään osittain 10 kohdakkain tämän kanssa, ja - substraattien yhteensulautumisalueen, jossa eristävät substraatit ovat vastakkain, - joukon peräkkäisiä kohdennettuja laserlähteestä tulevia laserpulsseja kohdentamisen substraattien rajapinnalle yhden substraateista läpi siten, että 15 laservalon pulssien kesto, taajuus ja teho valitaan saamaan aikaan substraattimateriaalien ja johtavien kerrosten paikallinen sulaminen, - laserlähteen ja substraatin liikuttamisen toisiinsa nähden ennalta määrätyllä nopeudella ja ennalta määrättyä polkua pitkin siten, että rajapinta-alueelle syntyy rakenteellisesti muokkautunut alue, joka menee päällekkäin mainitun sähköisen 20 kontaktointialueen ja mainitun substraattien yhteensulautumisalueen kanssa, co ° Käsitteellä ’’eristävä substraatti” viitataan kaikkiin ei-johtaviin substraatteihin, sisältäen o luonnolliset puolijohtavat substraatit, joita käytetään usein kiekkoina mikroelektroniikassa.
$5 Johtava kerros on tyypillisesti metallikerros.
x
X
Keksintö tarjoaa merkittäviä etuja. Ensiksi, koska substraattien mekaaninen ja sähköinen o £3 25 yhteenliittäminen tapahtuu samassa käsittelyvaiheessa, menetelmä on yksinkertainen ja m ° tarjoaa sekä aika- että kustannussäästöjä. Toiseksi, hitsaussauma voidaan tehdä täysin o 00 ilmatiiviiksi materiaalien suoran yhteensulautumisen ansiosta. Kolmanneksi, samaa laseraltistusjärjestelyä voidaan käyttää muiden substraattien tai komponenttien pelkästään 3 mekaaniseen tai sähköiseen yhteenliittämiseen samassa sähkölaitteessa. Neljänneksi, voidaan tuottaa hyvin korkealaatuista ja reiätöntä hitsaussaumaa.
Erään sovellutusmuodon mukaan ainakin yksi substraattikappale on läpinäkyvä käytetylle laserin aallonpituudelle. Tämä mahdollistaa laserin ohjaamisen substraatin läpi ja 5 tarkentamisen rajapintaan, jossa intensiteetti tilavuutta kohti on tarpeeksi korkea saamaan aikaan substraattien ja niiden kontaktointialueiden kuumentumisen ja hitsaamisen.
Eräs keksinnön tavoite on tuottaa laserilla aikaansaatua hitsausta ja substraattien sähköistä kontaktoimista, missä tuotettu hitsaussauma on korkeampaa laatua eli oleellisesti ilman mikrohalkeamia. Tämä saavutetaan erityisesti käyttämällä pikosekuntisuuruusluokan 10 laserpulsseja, jotka saavat substraatissa aikaan epälineaarisen absorption lisäksi myös huomattavan lineaarisen absorptiovaikutuksen edellyttäen, että ne suunnataan substraattiin ajallisesti ja paikallisesti riittävän tiheästi. Niinpä kun seuraava pulssi suunnataan substraattiin siten, että se osuu merkittävästi päällekkäin edellisen pulssin kohdan kanssa niin, että kohta on edelleen tarpeeksi kuuma, saavutetaan laserenergian lisäabsorptiota 15 substraatissa lineaarisen absorption ansiosta. Kasvaneen absorption lisäksi korkea pulssien toistoaste vähentää substraattimateriaali(e)n mikrohalkeamille altistumista. Tämä johtuu siitä, että edeltävä pulssi voi tehdä materiaalista vähemmän jäykkää, ja kun seuraava pulssi tulee, sen shokkiaalto vaimentuu.
Voidaan käyttää laitetta, joka käsittää 20 - pulssilaserlähteen sellaisten laserpulssien lähettämiseksi, joilla on ennalta määrätty kesto, pulssitaajuus ja polttopisteen halkaisija, δ ^ - välineen substraattien pitelemiseksi siten, että laservalo voidaan ohjata ^ pulssilaserlähteestä substraattien rajapinta-alueeseen yhden substraateista läpi, ϊ - välineen substraattien liikuttamiseksi suhteessa pulssilaserlähteeseen ennalta (j) 25 määrätyllä nopeudella ja ennalta määrättyä polkua pitkin, co m m ^ Vaihtoehtoisesti lasersädettä voidaan ohjata käyttäen peilioptiikkaa esimerkiksi o ^ laserlähteen ja/tai substraattien liikkumisen välttämiseksi.
4
Laserlähteen ja substraatin efektiivinen optinen etäisyys järjestetään sellaiseksi, että laserpulssit fokusoidaan substraattien rajapinta-alueeseen. Tämä tarkoittaa, että tarpeeksi energiaa absorboituu jokaisesta yksittäisestä pulssista molempiin substraatteihin substraattimateriaali(e)n sulattamiseksi paikallisesti.
5 Keksinnön mukaisen menetelmän on havaittu tuottavan prosessoituja substraatteja, joissa on vain pieni määrä mikrohalkeamia prosessoitujen materiaalien sisällä, ja siten prosessoitujen komponenttien suuren taivutuslujuuden.
Tässä dokumentissa termillä ’’substraatti” tarkoitetaan laajasti mitä tahansa kohdemateriaalia tai materiaaliyhdistelmää, jossa rakenteelliset muutokset (sulaminen ja 10 uudelleen kiinteytyminen) tapahtuvat altistamalla sopivalle pulssilaserille. Substraatti voi olla aineellisesti homogeeninen, tai se voi muodostua useista alueista tai kerroksista, jotka on tehty eri materiaaleista. Alueet tai kerrokset voivat olla alun perin yhdistettyjä toisiinsa. Prosessointi voidaan suunnata yhteen yksittäiseen kerrokseen tai alueeseen tai kahden tai useamman kerroksen tai alueen rajapintaan riippuen halutusta vaikutuksesta.
15 Keksinnön muita sovellutusmuotoja ja etuja on kuvattu seuraavassa yksityiskohtaisessa kuvauksessa, jossa viitataan mukaan liitettyihin piirustuksiin.
Piirustusten lyhyt kuvaus
Kuviossa 1 näkyy sivunäkymä erääseen keksinnön mukaisen sovellutusmuodon „ 20 hitsausprosessiin.
δ
CM
^ Kuvio 2 kuvaa sivunäkymän kuviossa 1 esitetystä prosessista syntyvään hitsattuun o ^ tuotteeseen.
£ Kuvioissa 3a-3c näkyy näkymät ylhäältä ja sivulta a) mikropiiriin, b) lasisubstraattiin ja c) σ> elektroniikkamoduuliin, joka käsittää komponentit a) ja b) sulautettuna ja sähköisesti m g 25 yhdistettynä keksinnön mukaisesti.
δ
CVJ
Kuviossa 3d näkyy ylänäkymä monitoimiseen elektroniikkamoduuliin, joka on valmistettu keksinnön avulla.
5
Kuviot 4a-4d kuvaavat (O)LED-näyttöpaneelin hitsaamista keksinnön erään sovellutusmuodon mukaisesti.
Kuvioissa 5a ja 5b näkyy kuvaajat laserpulsseista jokaisessa sijainnissa taajuuden funktiona kahdelle eri polttopisteen halkaisijalle.
5 Kuviossa 6 näkyy poikkileikkauskuva mikrorakenteesta Jossa lasi substraatti on prosessoitu keksinnön mukaisesti.
Sovellutusmuotoien yksityiskohtainen kuvaus
Kuviossa 1 näkyy yksi tapa toteuttaa esillä oleva menetelmä. Siinä on valmiina 10 ensimmäinen substraatti 28A (esim. lasi substraatti), joka sisältää ensimmäiset sähköiset kontaktiterminaalit 29A, ja toinen substraatti 28B (esim. puolijohdesiru), joka sisältää toiset sähköiset kontaktiterminaalit 29B. Substraatit 28A ja 28B sijoitetaan päällekkäin pinoksi 28 siten, että kontaktiterminaalit 29A ja 29B asetetaan kohdakkain niiden rajapinta-alueelta. Tämän jälkeen laserlähdettä 20 käytetään tuottamaan optiikan 22 läpi 15 pulssilasersäde 24, joka kohdistetaan yhden substraateista läpi rajapinta-alueelle tuottamaan joukko peräkkäisiä ja limittyviä laserin aiheuttamia pisteitä rajapinta-alueeseen.
Kuten kuvasta 2 nähdään, prosessin jälkeen pino 28 on muuttunut yhteen sulautuneeksi pinoksi 28’, jossa substraatit 28A ja 28B ovat täysin sulautuneet toisiinsa alueilta 27 ilman kontaktiterminaaleja 29A ja 29B. Kontaktiterminaalien 29A ja 29B alueelta 20 kontaktiterminaalit ovat sulautuneet täysin toisiinsa tuottaen sähköiset yhdistymisalueet 29 ” substraattien väliin, o
CvJ
o Kuvassa 3a näkyy mikrosiru, joka käsittää substraatin 32, joka käsittää elektronisen $5 toimintaosan 33 sekä joukon kontaktiterminaaleja 34. Kuvassa 3b näkyy substraatti 31, | joka käsittää kontaktiterminaalit 36, jotka on sovitettu liittymään mikrosirun (j) 25 kontaktiterminaaleihin 34 pinottuna. Kuvassa 3c näkyy mikrosiruja substraatti pinotussa co S asetelmassa sekä keksinnön mukaista menetelmää käyttäen elementtien väliin tuotettu o o hitsauslinja 37. Hitsauslinja osuu päällekkäin sekä toisiaan kohti olevien kontaktiterminaalien 31 ja 34 kanssa että kontaktiterminaalien ulkopuolelle jäävien alueiden kanssa ja muodostaa tässä tapauksessa suljetun silmukan. Näin saavutetaan 6 hermeettinen suojaus mikrosirun ytimelle substraattien välistä diffusoituvaa ulkopuolista kosteutta j a happea vastaan.
Kuviossa 3d näkyy monitoimilaite, joka käsittää substraatin 30, jolle on kiinnitetty useita toiminnallisia komponentteja käyttäen esillä olevaa menetelmää. On huomioitava, että 5 kaikkien komponenttien ei tarvitse sisältää molemmantyyppisiä sulautumisalueita (suoraan sulautettua substraattia sekä sähköisiä kontaktointialueita). Esimerkiksi kosteusherkkä anturi voidaan tiivistää ja kontaktoida suurempaan substraattiin käyttämällä esillä olevaa menetelmää, mutta näyttöelementti voi olla tiivistetty suurempaan substraattiin ilman kontaktoimista (joka hoidetaan jollain muulla keinolla). Jos ilmatiiviyttä ei vaadita, 10 voidaan suorittaa vain sähköinen kontaktoiminen. Eräs keksinnön eduista on, että samaa laserillealtistamisjäijestelyä voidaan käyttää kullekin näistä tapauksista, jolloin tällaisten monitoimilaitteiden tuotanto yksinkertaistuu.
Erityisesti keksintö on hyvin käyttökelpoinen lasi-ja/tai puolijohdesubstraattien, kuten piin, teknisten lasien, kuten kvartsin, sulautetun piidioksidin, borosilikaatin, kalkkilasin, 15 lämpölaajenemiskertoimeltaan sopeutettujen lasien, safiirin, keraamisten aineiden, kuten zirkoniumoksidin, LiTaO:n jne., sekä näiden materiaalien yhdistelmien hitsaamiseen. Substraatit voivat sisältää johtavia alueita, jotka on valmistettu esimerkiksi kromista, kuparista, kullasta, hopeasta, molybdeenistä tai indiumtinaoksidista (ITO).
Erityisen suositeltavia materiaaliyhdistelmiä (substraatti 1/johtava materiaali 1 - johtava 20 materiaali 2/substraatti 2), joita voidaan hitsata esillä olevalla menetelmällä, ovat: lasi/kromi - kromi/lasi co o lasi/kupari - kupari/lasi g lasi/kupari - kupari/pii lasi/kulta - kulta/lasi g 25 lasi/kulta - kulta/pii
CL
lasi/hopea - hopea/pii co g lasi/molybdeeni - molybdeeni/lasi 5 lasi/ITO - ITO/lasi
CM
Laservalo ohjataan tyypillisesti lasi substraatin läpi. Substraatin, jonka läpi laserpulssit 30 ohjataan, paksuus on tyypillisesti 100-500 pm. Alemman substraatin paksuudella ei ole 7 merkitystä, mutta ainakin 300-1000 μιη:η paksuudet voidaan prosessoida onnistuneesti. Substraattien metallointien paksuudet ovat yleensä 0,1-5 pm, erityisesti 0,1-3 pm.
Erään sovellutusmuodon mukaan 20-100 ps pulssien kestolla pulssitaajuus ja liikkumisnopeus säädettiin siten, että pulssit limittyvät merkittävästi, peräkkäisten pulssien 5 välisen etäisyyden ollessa alle 1/5 polttopisteen halkaisijasta. Pulssitaajuus on edullisesti vähintään 1 MHz. Tällä parametrivälillä on havaittu, että sekä epälineaarinen että lineaarinen lasertehon absorptio hyödynnetään mahdollisimman tehokkaasti saaden aikaan korkeamman yhteenlasketun absorboivuuden kuin tunnetuissa menetelmissä. Tällöin kohdepiste on edelleen kuuma edellisen pulssin ansiosta seuraavan pulssin 10 saapumisaikaan, ja materiaali ei ole paikallisesti läpinäkyvää käytetylle aallonpituudelle, vaan sillä on valmiiksi huomattava absorptiokyky eli suurempi määrä vapaita varauksenkuljettajia. Toisin sanoen edeltävien pulssien ansiosta elektronien määrä johtavuusvyöllä on hyvin korkea ja materiaali vaikuttaa metallimaiselta kohteelta, jolla on korkea lasersäteilyn absorptiokyky. Tyypillisissä sovelluksissa polttopisteen halkaisija on 15 välillä 1-10 pm, mistä seuraa tyypillinen pulssien välinen maksimietäisyys välillä 200 nm - 2 pm. Tarkempi kuvaus substraatissa tapahtuvista fysikaalisista ilmiöistä on annettu aikaisemmassa PCT-hakemuksessamme PCT/FI2009/050474.
Lisäetu kuvatusta prosessointijärjestelmästä on, että voidaan käyttää matalampaa laservalon huipputehoa (tyypillisesti alle 1012 W/cm2) siten, että keskimääräinen teho on 20 kuitenkin korkeampi tai vähintään samalla tasolla kuin tunnetuissa menetelmissä. Niinpä laserin jokaisen yksittäisen pulssin aiheuttamaa shokkiaaltoa seuraa merkittävä lämpöaalto, jota törmäysalueen välittömään läheisyyteen suunnatut seuraavat pulssit edistävät. Eräs etu co o tästä on, että paikalliset yksittäisten pulssien aiheuttamat halkeamat korjautuvat
CvJ
οό automaattisesti, koska sulamisvaikutus niiden läheisyydessä on suuri. Niinpä keksinnön cp co 25 mukaisesta prosessoinnista syntyvä rakenteellisesti muokattu alue on tasainen ja x korkealaatuinen. Tyypillisesti käytetty huipputeho on 1010-1012 W/cm2, erityisesti 1010- cr n 112 5*10 W/cm . Tämä on merkittävästi vähemmän, kuin vaaditaan σ>
So femtosekuntipulssiprosessointi- (femtosecond pulse processing) tai m ? multifotoniabsorptioprosessointimenetelmissä (multiphoton absorbtion processing) sillä ^ 30 seurauksella, että laserin aiheuttamien virheiden määrä vähenee huomattavasti.
8
Erään sovellutusmuodon mukaan pulssien taajuutta kasvatetaan tai liikkumisnopeutta pienennetään siten, että etäisyys peräkkäisten rakenteellisesti muokattujen pisteiden välillä on alle 1/10, edullisesti alle 1/20, mainitun polttopisteen halkaisijasta. Tämä edelleen lisää substraatissa tapahtuvaa lineaarista absorptiovaikutusta ja auttaa saavuttamaan 5 homogeenisemman tuotantolinjan. Prosessointitaajuus on edullisesti vähintään 4 MHz, ja se voi olla jopa 20 MHz tai vieläkin enemmän.
Metallisoiduissa alueissa metallikalvon elektronit saavat lineaarisen absorptiovaikutuksen kasvamaan verrattuna alueisiin ilman metallointia. Niissä muodostuu plasmapilvi, jonka elektronit lisäävät valon absorptiota ei vain metallisoiduilla alueilla vaan myös sen 10 läheisyydessä olevassa lasi- tai puolijohdesubstraatissa.
Yleisesti ottaen peräkkäisten pulssien limittymisprosenttia voidaan luonnehtia kaavalla (1 - (prosessointinopeus * (pulssien välinen aika) / polttopisteen halkaisija)). Kuvioista 5a ja 5b nähdään kuhunkin substraatin kohtaan osuvien pulssien lukumäärä laskettuna tämän kaavan avulla vastaavasti 2 pm:n ja 6 μπι:η pistehalkaisijoille sekä kolmelle 15 esimerkkiprosessointinopeudelle prosessointitaajuuden funktiona.
Yllä esitettyjä edullisia pulssiparametrialueita voidaan käyttää sellaisten substraattien prosessointiin, jotka ovat normaalitilassaan täysin tai osittain läpinäkyviä käytetyllä aallonpituudella. Tämä johtuu siitä, että käytännössä materiaalin epäpuhtaudet tai hilan virheet käynnistävät fotoionisaatioprosessin ja edistävät törmäysionisaatioprosessia. On 20 huomattava, että niin kutsuttua multifotoniabsorptiota (multiphoton absorption), jolla on avainasema substraattien prosessoinnissa lyhyemmillä pulsseilla, erityisesti £2 femtosekuntiluokan pulsseilla, ei merkittävästi tapahdu, eikä se ole edes välttämätöntä.
δ
CvJ
g Erään edullisen sovellutusmuodon mukaan käytettävä aallonpituus on lähellä infrapuna- i cd aluetta, eli 0,75-1,4 pm. Tämä alue on osoitettu sopivaksi ei vain piin prosessoinnille vaan g 25 myös suuremman energiaraon materiaaleille, kuten safiirille ja kvartsille, joita on vaikea
CL
prosessoida ainakaan millään teollisella tavalla käyttäen tunnettuja matalataajuus- ja/tai co g femtosekuntiluokan prosessointimenetelmiä, o ° Erään sovellutusmuodon mukaan käytetään polarisoimatonta laservaloa. Tämä tekee sähkömagneettisen kentän suunnan substraatissa satunnaiseksi ja tekee metodista 9 immuunimman substraatin hilaparametreille. Toisin sanoen polarisoimaton valo on havaittu tehokkaaksi laajemmalle valikoimalle substraatteja.
Kuviossa 6 näkyy poikkileikkauskuva keksinnön mukaisesti prosessoidusta mikrorakenteesta lasisubstraatille. Laser on suunnattu substraattiin yläpuolelta, ja 5 sulamisprosessi on alkanut kuvatun piirteen kartiomaisesta päästä (katso nuoli). Voidaan nähdä, että pulssi, jonka kesto on 20 ps tai enemmän, saa aikaan pyöreän muodon aloituspisteessä toisin kuin lyhyemmät pulssit, erityisesti alle pikosekunnin pulssit, joilla on terävät aloituspisteet ja korkeat halkeamistodennäköisyydet aloituspisteen läheisyydessä. Voidaan myös nähdä, että lasiin syntyvä piirre on niin leveä, että tehotiheys 10 ei riitä multifotoniabsorptioon ja että lineaarinen absorptiovaikutus vahvistuu kohti piirteen yläpäätä.
Kuviossa 7 näkyy poikkileikkauskuva keksinnön avulla tuotetusta rajapinnasta, joka käsittää substraatin sulautumisalueen 72, jossa substraatit ovat täysin sulautuneet toisiinsa, ja sähköiset yhdistymisalueet 71A ja 71B substraatin sulautumisalueen sivuilla, missä 15 sähköä johtavat metallikerrokset (ei selvästi näkyvissä) ovat täysin sulautuneet toisiinsa. Voidaan nähdä, että substraattien sulautumisalueella 72 rakenteellinen muutos yltää useita mikrometrejä kumpaankin substraattiin ja yhdistyminen on hyvin läpikotainen (hermeettinen). Tällä alueella substraattien välistä yhteyttä voidaan luonnehtia ’syväksi epätarkkarajaiseksi sidokseksi’. Toisaalta sähköisillä yhdistymisalueilla 71Aja 71B 20 rakenteellisen muutoksen syvyys on pienempi johtuen paikallisemmasta laserenergian absorptiosta, mikä johtuu metallia sisältävistä kerroksista, eli ’pintasidos’.
” Edullisen sovellutusmuodon mukaan käytettävä laserlähde on kuitulaserlähde.
δ ^ Kuitulaserien etu on, että ne kykenevät tuottamaan valoa megahertsitaajuusalueella, joka co S5 on havaittu kiinnostavimmaksi sekä prosessointinopeuteen että -laatuun liittyen, kuten co 25 edellä on käsitelty. Tässä yhteydessä kuitulaserilla tarkoitetaan laseria, jonka aktiivinen
X
£ vahvistustapa on seostettu optinen kuitu. Seostaminen voidaan saada aikaan harvinaisilla ^ maametalleilla, kuten erbiumilla, ytterbiumilla, neodyymillä, dysprosiumilla, m g praseodyymillä j a hillumilla.
δ c\j
Esillä olevalla keksinnöllä on se etu, että hitsaamisessa voidaan saavuttaa hyvin korkeita 30 prosessointinopeuksia johtuen erillisen kontaktointivaiheen puuttumisesta. Lisäksi 10 hitsaussauma voidaan valmistaa hermaattisesti tiiviiksi, ja se voi olla hyvin korkealaatuinen.
Keksintöä voidaan käyttää piikristallikiekkojen sekä muiden mikropiirien ja mikrolaitteiden valmistuksessa käytettävien puolijohdemateriaalien hitsaamiseen. Tällaiset 5 kiekot sisältävät millä tahansa tunnetulla mikrovalmistusprosessilla, kuten seostamalla, ioni-implantaatiolla, syövyttämällä, kerrostamalla (deposition) ja valolitografisella kuvioinnilla, kiekon sisään ja/tai päälle rakennetun mikroelektronisen laitteen/rakennettuja mikroelektronisia laitteita sekä sähköisiä terminaaleja sähkövirran ja/tai -potentiaalin j ohtami seksi 1 aitteeseen/laittei siin.
10 Erityisiä etuja saavutetaan hyvin ohuilla kiekoilla (esim. < 200 pm, erityisesti < 100 pm), joita käytetään esimerkiksi näyttöpaneelien (esim. LCD-ja (O)LED-paneelien) valmistamiseen. Keksintöä voidaan kuitenkin periaatteessa käyttää minkä tahansa paksuisille kiekoille.
Erään sovellutusmuodon mukaan keksintöä käytetään vähintään kahden päällekkäin 15 asetetun kerroksen, joilla on rajapinta-alue, hitsaamiseen siten, että menetelmä käsittää laserpulssien kohdistamisen kyseiselle rajapinta-alueelle paikallisen sulamisen saavuttamiseksi rajapinta-alueella ja kerrosten yhteen hitsaamiseksi uudelleen jähmettymisen kautta.
Hitsaussovellutus on kuvattu kaavamaisesti kuviossa 2. Menetelmässä laserlähdettä 20 ja 20 optiikkaa 22 käytetään tuottamaan ja kohdentamaan laservalonsäde 24 substraatin 28 kahden erillisen kerroksen 28A ja 28B rajapinnalle. Limittyvien pulssien liikkuvalle o substraatille kohdistettu joukko saa aikaan hitsaussauman 26, joka yhdistää kerrokset 28A
g ja 28B yllä kuvatun periaatteen mukaisesti.
i
CO
^ Erään esimerkin mukaisesti substraatti käsittää kaksi päällekkäin asetettua lasiaihiota, jotka * 25 hitsataan yhteen vähintään yhden aihion reuna-alueilta jatkuvalla saumalla. Niinpä m esimerkiksi näyttöpaneelit tai valoa tunnistavat paneelit voidaan valmistaa käyttämällä o esillä olevaa menetelmää. Kuvioissa 4a ja 4b näkyy esimerkki OLED-näyttöpaneelin o cm valmistamisesta. Paneeli 48 käsittää alustakerroksen 48A, joka käsittää aktiivisen kerroksen 49, jolla on joukko yksittäisiä valoa lähettäviä yksiköitä, sekä etulasikerroksen 30 48B. Aluksi kerrokset 48A ja 48B asetetaan päällekkäin siten, että aktiivinen kerros 49, 11 joka täytyy suojata ilmatiiviisti, jää niiden väliin. Tämän jälkeen esillä olevaa keksintöä käytetään tuottamaan hitsaussauma 46 koko aktiivisen kerroksen ympärille. Edullisesti hitsaussauma on rikkoutumaton (jatkuva). Täten aktiiviselle kerrokselle voidaan muodostaa tehokas este pölyä ja kosteutta vastaan ja samanaikaisesti kiinnittää paneelin 5 kerrokset tehokkaasti yhteen ilman mitään lisäkomponentteja, kuten liimoja. Tiheiden pulssien ja lasikerrosten täydellisen sulamisen sekä uudelleen jähmettymisen ansiosta sauma on hyvin läpäisemätön. Edullisesti paneelien 48A ja 48B sähköinen kontaktoiminen voidaan tehdä samanaikaisesti, kuten edellä on esitetty.
Kuviot 4c ja 4d esittävät vaihtoehtoiset yksityiskohtaiset näkymät liittyen kahteen 10 vaihtoehtoon substraattien hitsaamisessa. Kuvion 4c prosessissa lasikerrokset 48 A ja 48B ovat erillään toisistaan rajapinta-alueella, ja hitsaussauma 46A tuotetaan suoraan niiden väliin. Kuvion 4d prosessissa ylimääräinen yhdistävä kerros 47 on järjestetty lasikerrosten 48A ja 48B väliin. Yhdistävä kerros 47 vähentää lasien välistä vapaata etäisyyttä ja varmistaa, että kerrosten täydellinen yhdistyminen tapahtuu. Hitsaussauma 46B tuotetaan 15 näin yhdistävän kerroksen ja etulasin 48B väliin. Yhdistävä kerros 47 voi olla metallikerros. Molempien substraattien pinnalla voi myös olla yhdistäviä metallikerroksia, jolloin hitsaus käsittää metallikerrosten sulauttamisen yhteen.
Näyttöpaneelien valmistamisen lisäksi esillä olevaa hitsausmenetelmää voidaan käyttää myös minkä tahansa muiden laserhitsattavien komponenttien ja substraattien 20 sulauttamiseen sovelluksissa, jotka vaativat sekä hermeettistä tiivistämistä että sähköistä kontaktoimista. Tällaisia tarpeita saattaa ilmetä esim. mikrosensorien ja muiden mikrokomponenttien kiinnittämisessä substraatteihin, kiekkotason pakkaussovelluksissa, co 5 lämpöherkkien komponenttien pakkaamisessa, optisten komponenttien integroinnissa sekä c\j oö mikrofluidisten komponenttien integroinnissa, cp co 25 Yllä kuvatut sovellutusmuodot ja esimerkit sekä oheiset piirustukset on annettu
X
oi havainnollistavassa tarkoituksessa, eikä niitä ole tarkoitettu rajoittaviksi. Keksinnön ^ laajuus on määritelty seuraavissa patenttivaatimuksissa, joita tulee tulkita niiden täydessä
LO
§ laajuudessa ja ottaen vastineet huomioon.
δ
C\J

Claims (14)

12
1. Menetelmä ensimmäisen eristävän substraatin (28A), jolla on vähintään yksi ensimmäinen johtava kerros (29A), sulauttamiseksi ja sähköiseksi kontaktoimiseksi vähintään yhteen toiseen eristävään substraattiin (28B), jolla on vähintään yksi toinen 5 johtava kerros (29B), jolloin menetelmässä - pinotaan ensimmäinen ja toinen substraatti (28A, 28B) siten, että niiden väliin muodostuu rajapinta-alue, joka käsittää - sähköisen kontaktointialueen, jossa vähintään yksi ensimmäisistä johtavista kerroksista (29A) on kohti ja vähintään osittain kohdakkain vähintään 10 yhden toisen johtavan kerroksen (29B) kanssa, ja - substraattien sulautumisalueen, jossa eristävät substraatit ovat suoraan toisiaan kohti, - kohdistetaan joukko peräkkäisiä kohdistettuja laserpulsseja (26) substraattien rajapinta-alueeseen yhden substraateista läpi, jolloin laservalon pulssien kesto, 15 pulssien taajuus ja pulssien teho valitaan saamaan aikaan substraattimateriaalien ja johtavien kerrosten paikallinen sulaminen, tunnettu siitä, että - liikutetaan laserlähdettä ja substraattia suhteessa toisiinsa ennalta määrätyllä nopeudella ja polulla siten, että rajapinta-alueelle muodostuu rakenteellisesti co g 20 muokattu alue (27, 29), joka on limittäin mainitun sähköisen kontaktointialueen ja c\j ok mainitun substraattien sulautumisalueen kanssa, o i CO
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rakenteellisesti £ muokattu alue (27, 29) käsittää jatkuvan hermeettisesti tiivistetyn hitsaussauman. en CO LO
3. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ^ 25 pulssilaservalon polku muodostaa suljetun silmukan, edullisesti jonkin mainituista C\J substraateista (28A, 28B) sisältämän kosteus- tai happiherkän elementin ympärille. 13
4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin yksi substraateista (28A, 28B) käsittää mikrosirun tai näy ttöpaneelin, jolla on joukko kontaktiterminaaleja mainittuina johtavina kerroksina.
5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin 5 yksi eristävistä substraateista (28A, 28B) käsittää lasipaneelin.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää mainitun laservalon kohdistamisen rajapinta-alueeseen mainitun lasipaneelin läpi.
7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin yksi substraateista (28A, 28B) käsittää piimikrosirun siten, että toiset sen johtavat 10 kerrokset (29A, 29B) muodostavat piimikrosirun kontaktiterminaalit.
8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuotetaan ensimmäisen ja toisen substraatin (28A, 28B) täydellinen paikallinen sulautuminen yhteen mainituksi rakenteellisesti muokatuksi alueeksi (27, 29) substraattien sulautumisalueella sekä ensimmäisen ja toisen johtavan kerroksen täydellinen paikallinen sulautuminen 15 yhteen sähköisellä kontaktointialueella.
9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että - pulssien kesto on 20-200 ps, - pulssitaajuus on vähintään 1 MHz, erityisesti vähintään 4 MHz, co - pulssilaserin liikkumisnopeus säädetään siten, että peräkkäiset pulssit osuvat o 20 osittain päällekkäin. i CO o co
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että peräkkäisten pulssien x välinen etäisyys on alle 1/5, erityisesti alle 1/10, edullisesti alle 1/20 pulssien polttopisteen CL halkaisijasta. co m
11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että c5j 25 johtavien kerrosten (29A, 29B) paksuus on alle 1 pm.
12. Elektroniikkamoduuli, joka käsittää ensimmäisen substraatin (28A), joka käsittää sen päälle kerroksena asetetun ensimmäisten johtavien alueiden (29A) kuvion, ja toisen 14 substraatin (28B), joka käsittää sen päälle kerroksena asetetun toisten johtavien alueiden (29B) kuvion, missä ensimmäinen ja toinen substraatti (28A, 28B) on pinottu sellaiseen asetelmaan, että niiden väliin muodostuu rajapinta-alue, joka käsittää - sähköisen kontaktointialueen, jossa vähintään yksi ensimmäisistä johtavista alueista 5 (29A) on kohti sekä ainakin osittain kohdakkain vähintään yhden toisen johtavan alueen (29B) kanssa, ja - substraattien sulautumisalueen, jossa eristävät substraatit (28A, 28B) ovat suoraan toisiaan kohti, tunnettu siitä, että rajapinta-alue käsittää lisäksi 10. jatkuvan hitsauslinjan (37), joka kulkee mainitun sulautumisalueen ja mainitun sähköisen kontaktointialueen läpi siten, että hitsauslinja käsittää substraattien sulautumisalueelta paikallisesti toisiinsa sulautuneet substraattimateriaalit (27) sekä sähköiseltä kontaktointialueelta paikallisesti toisiinsa sulautuneet johtavat alueet (29).
13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen elektroniikkamoduuli, tunnettu siitä, että - ensimmäinen substraatti (28 A) on lasi substraatti, ja - toinen substraatti (28B) on mikrosiru.
14. Patenttivaatimuksen 12 tai 13 mukainen elektroniikkamoduuli, tunnettu siitä, että co jatkuva hitsauslinja (37) muodostaa sekä hermeettisen tiivistyksen substraattien (28A, 28B) o ^ 20 väliin että sähköisen yhteyden substraattien (28A, 28B) väliin, cb cp co X X Q. CT) CO LO LO O δ C\J 15
FI20105539A 2010-05-18 2010-05-18 Menetelmä substraattien tiivistämiseksi ja kontaktoimiseksi laservalon avulla ja elektroniikkamoduli FI123860B (fi)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20105539A FI123860B (fi) 2010-05-18 2010-05-18 Menetelmä substraattien tiivistämiseksi ja kontaktoimiseksi laservalon avulla ja elektroniikkamoduli
TW100117037A TWI545662B (zh) 2010-05-18 2011-05-16 使用雷射光密封與接觸基板的方法以及電子模組
US13/643,306 US9171822B2 (en) 2010-05-18 2011-05-17 Method of sealing and contacting substrates using laser light and electronics module
ES11729434.8T ES2539860T3 (es) 2010-05-18 2011-05-17 Método para sellar y poner en contacto sustratos utilizando luz láser y módulo electrónico
PCT/FI2011/050453 WO2011144813A2 (en) 2010-05-18 2011-05-17 Method of sealing and contacting substrates using laser light and electronics module
KR1020127032436A KR101710462B1 (ko) 2010-05-18 2011-05-17 레이저 광을 이용한 기판의 시일 및 접촉 방법 및 전자 모듈
CN201180024487.1A CN102893384B (zh) 2010-05-18 2011-05-17 使用激光来密封和接触基板的方法以及电子模块
SG2012082822A SG185509A1 (en) 2010-05-18 2011-05-17 Method of sealing and contacting substrates using laser light and electronics module
JP2013505512A JP5487358B2 (ja) 2010-05-18 2011-05-17 レーザ光を用いた基板の封止および接触の方法
EP20110729434 EP2572373B1 (en) 2010-05-18 2011-05-17 Method of sealing and contacting substrates using laser light and electronics module

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20105539 2010-05-18
FI20105539A FI123860B (fi) 2010-05-18 2010-05-18 Menetelmä substraattien tiivistämiseksi ja kontaktoimiseksi laservalon avulla ja elektroniikkamoduli

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI20105539A0 FI20105539A0 (fi) 2010-05-18
FI20105539A FI20105539A (fi) 2011-11-19
FI20105539L FI20105539L (fi) 2011-11-19
FI123860B true FI123860B (fi) 2013-11-29

Family

ID=42234322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20105539A FI123860B (fi) 2010-05-18 2010-05-18 Menetelmä substraattien tiivistämiseksi ja kontaktoimiseksi laservalon avulla ja elektroniikkamoduli

Country Status (10)

Country Link
US (1) US9171822B2 (fi)
EP (1) EP2572373B1 (fi)
JP (1) JP5487358B2 (fi)
KR (1) KR101710462B1 (fi)
CN (1) CN102893384B (fi)
ES (1) ES2539860T3 (fi)
FI (1) FI123860B (fi)
SG (1) SG185509A1 (fi)
TW (1) TWI545662B (fi)
WO (1) WO2011144813A2 (fi)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104812517B (zh) * 2012-11-22 2018-11-16 株式会社F.C.C. 一体构件制造方法及一体构件
FI124538B (fi) 2012-12-21 2014-10-15 Primoceler Oy Menetelmä substraattia sisältävien kappaleiden hitsaamiseksi yhteen fokusoidun lasersäteen avulla
FI125807B (fi) 2014-04-17 2016-02-29 Primoceler Oy Menetelmä kahden substraattikappaleen hitsaamiseksi yhteen fokusoidun lasersäteen avulla
US9230771B2 (en) 2014-05-05 2016-01-05 Rayotek Scientific, Inc. Method of manufacturing an electrodeless lamp envelope
EP2952977A1 (fr) * 2014-06-03 2015-12-09 Nivarox-FAR S.A. Composant horloger en matériaux soudés
EP2952976A1 (fr) * 2014-06-03 2015-12-09 The Swatch Group Research and Development Ltd. Pièce d'habillage d'une pièce d'horlogerie en matériaux soudés
US10099315B2 (en) * 2014-06-27 2018-10-16 Jabil Inc. System, apparatus and method for hybrid function micro welding
GB201502149D0 (en) * 2015-02-09 2015-03-25 Spi Lasers Uk Ltd Apparatus and method for laser welding
WO2016198724A2 (en) * 2015-06-09 2016-12-15 Corelase Oy Laser processing apparatus and method and an optical component therefor
US10290594B2 (en) 2016-07-28 2019-05-14 International Business Machines Corporation Fragmenting computer chips
JP6985031B2 (ja) * 2017-05-19 2021-12-22 株式会社ディスコ Ｌｅｄディスプレーパネルの製造方法
US11069671B2 (en) * 2018-03-23 2021-07-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor package and method
DE102018205325A1 (de) * 2018-04-10 2019-10-10 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Verfahren zum Laserschweißen von transparenten Werkstücken und zugehörige Laserbearbeitungsmaschine
EP3633431A1 (en) * 2018-10-05 2020-04-08 Indigo Diabetes N.V. Weld protection for hermetic wafer-level sealing
CN110238526B (zh) * 2019-07-17 2022-01-18 昆山龙腾光电股份有限公司 显示面板制作方法、显示面板以及焊接装置
KR20230027446A (ko) 2021-08-19 2023-02-28 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 제조방법
DE102022115661B3 (de) 2022-06-23 2023-10-05 LioVolt GmbH Verfahren zum Fügen eines metallischen Oberblechs mit einem metallischen Träger mittels Laserschweißens

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3532788B2 (ja) * 1999-04-13 2004-05-31 唯知 須賀 半導体装置及びその製造方法
JP3440057B2 (ja) * 2000-07-05 2003-08-25 唯知 須賀 半導体装置およびその製造方法
US20020136507A1 (en) * 2001-02-26 2002-09-26 Musk Robert W. Laser welding components to an optical micro-bench
DE10149140A1 (de) * 2001-10-05 2003-04-17 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Verbindung einer Siliziumplatte mit einer weiteren Platte
US7098072B2 (en) * 2002-03-01 2006-08-29 Agng, Llc Fluxless assembly of chip size semiconductor packages
DE60239261D1 (de) 2002-04-19 2011-04-07 Eta Sa Mft Horlogere Suisse Verfahren zum Verbinden einer Leiterplatte mit einer Flüssigkristallanzeige
US20030224581A1 (en) 2002-06-03 2003-12-04 Robert Bosch Gmbh Flip chip packaging process using laser-induced metal bonding technology, system utilizing the method, and device created by the method
TW551000B (en) * 2002-06-03 2003-09-01 Fong-Chi Hsu Manufacturing method of printed circuit film in waterproof keyboard
DE10235372A1 (de) * 2002-08-02 2004-02-19 Robert Bosch Gmbh Elektrisches Bauelement
US6962835B2 (en) * 2003-02-07 2005-11-08 Ziptronix, Inc. Method for room temperature metal direct bonding
US6998776B2 (en) 2003-04-16 2006-02-14 Corning Incorporated Glass package that is hermetically sealed with a frit and method of fabrication
JP2005028891A (ja) 2003-07-07 2005-02-03 National Maritime Research Institute 接岸用操船設備
JP2005038891A (ja) 2003-07-15 2005-02-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体製品の製造方法および回路基板
JP2005203286A (ja) 2004-01-16 2005-07-28 Sanyo Electric Co Ltd 表示パネルの製造方法および表示パネル
WO2010139841A1 (en) 2009-06-04 2010-12-09 Corelase Oy Method and apparatus for processing substrates

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011144813A2 (en) 2011-11-24
FI20105539A (fi) 2011-11-19
EP2572373B1 (en) 2015-05-06
CN102893384A (zh) 2013-01-23
FI20105539L (fi) 2011-11-19
EP2572373A2 (en) 2013-03-27
TW201201287A (en) 2012-01-01
WO2011144813A3 (en) 2012-08-02
SG185509A1 (en) 2012-12-28
JP2013526029A (ja) 2013-06-20
TWI545662B (zh) 2016-08-11
FI20105539A0 (fi) 2010-05-18
CN102893384B (zh) 2015-11-25
KR20130111943A (ko) 2013-10-11
US20130070428A1 (en) 2013-03-21
ES2539860T3 (es) 2015-07-06
KR101710462B1 (ko) 2017-03-03
US9171822B2 (en) 2015-10-27
JP5487358B2 (ja) 2014-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI123860B (fi) Menetelmä substraattien tiivistämiseksi ja kontaktoimiseksi laservalon avulla ja elektroniikkamoduli
JP6333961B2 (ja) 低融点ガラス又は吸収薄膜を使用した透明ガラスシートのレーザー溶接
JP2013535393A (ja) オプトエレクトロニクス半導体素子及びガラスろうを用いない超短波パルスレーザーを用いたガラスハウジング部材の直接融着によるその製造方法
KR100881798B1 (ko) 디스플레이 소자를 캡슐화하기 위한 방법
TW201810755A (zh) 具有雷射焊接密封件的顯示模組與模組化顯示器
KR20080081814A (ko) 기능 소자 패키지
JP2009260845A (ja) 圧電振動デバイスの製造方法および圧電振動デバイス
US20200238437A1 (en) Laser sealed housing for electronic device
KR100638613B1 (ko) 레이저 조사를 이용한 웨이퍼 레벨 패키지 제작 방법
TW201136436A (en) Organic electro-luminescent device package and fabricating method thereof
JP2020518103A (ja) シールを形成する方法、密封ユニットを製造する方法、密封ユニット、及びシールを形成するための装置
JP2009117869A (ja) 機能素子パッケージの製造方法
JP2020040863A (ja) 複合物品製造方法及び複合物品
KR101710610B1 (ko) 진공 유리 패널 및 그 제조 방법
JP2007273885A (ja) 半導体サブモジュール
JP2005175047A (ja) 電子素子パッケージおよび電子素子パッケージの製造方法
EP3187297A1 (en) Hermetic electrical feedthrough with substrate piece and a method for implementing it
JP2021046337A (ja) 接合体及び接合体の製造方法
JP2013149847A (ja) 光電変換素子及びその製造方法
JP2010040850A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2009130672A (ja) 圧電振動デバイスおよび圧電振動デバイスの気密封止方法
JP2011066256A (ja) 半導体装置の製造方法及びボンディング装置
JP2008048144A (ja) 圧電デバイス用蓋体、及びこれを利用した圧電デバイス、並びに圧電デバイスの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 123860

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B