一种半导体封装激光键合过程优化方法及系统与流程

allin2025-07-16  37


本发明涉及半导体加工控制,具体涉及一种半导体封装激光键合过程优化方法及系统。


背景技术:

1、半导体封装激光键合过程是将半导体芯片与基板通过激光焊接技术连接在一起的关键步骤,随着半导体行业对高性能、小尺寸和高可靠性的需求不断增加,激光键合技术在封装过程中显得尤为重要;

2、现有激光键合过程通常是采取预先设定的激光功率来对半导体进行封装加工,然而,在实际应用中,封装设备自身状态以及封装材料状态均会对半导体封装质量造成影响,采取预先设定的激光功率对半导体进行封装加工时,若激光功率偏大可能会导致过度熔融,从而降低半导体封装质量,若激光功率偏小可能会导致焊接不完全、降低封装效率。

3、基于此,本发明提出一种半导体封装激光键合过程优化方法及系统,能够在半导体封装过程中,结合实际封装设备自身状态以及封装材料状态来自动动态优化封装设备的激光功率,保障半导体封装质量的同时,提高封装效率。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种半导体封装激光键合过程优化方法及系统,以解决背景技术中不足。

2、为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种半导体封装激光键合过程优化方法,所述优化方法包括以下步骤:

3、优化系统在半导体封装前,启动封装设备进行试运行测试,获取封装设备的多项设备数据后,通过故障分析模型分析封装设备是否支持运行;

4、当分析封装设备支持运行时,通过输送设备输送半导体进入封装设备进行封装,在封装过程中,实时监测半导体的封装数据,通过材料分析模型分析半导体的封装数据后,分析半导体封装质量是否达标;

5、分析半导体封装质量达标时,将故障分析模型与材料分析模型结合生成融合模型,融合模型定时分析设备数据与封装数据后,依据分析结果动态优化封装设备的激光功率。

6、在一个优选的实施方式中,通过故障分析模型分析封装设备是否支持运行,包括以下步骤:

7、获取封装设备的设备系数,将获取的设备系数与预设的第一异常阈值以及第二异常阈值进行比较,若设备系数小于第二异常阈值,且设备系数大于第一异常阈值,分析封装设备支持运行,若设备系数大于等于第二异常阈值或设备系数小于等于第一异常阈值,分析封装设备不支持运行。

8、在一个优选的实施方式中,获取封装设备的设备系数,包括以下步骤:

9、获取封装设备的多项设备数据,多项设备数据包括扫描速度累积系数、焦点位置指数,将扫描速度累积系数、焦点位置指数代入故障分析模型,故障分析模型将扫描速度累积系数、焦点位置指数进行归一化处理,使扫描速度累积系数、焦点位置指数的取值范围映射到[0,1]之间,获取扫描速度累积系数归一化值、焦点位置指数归一化值,将扫描速度累积系数归一化值加上焦点位置指数归一化值获取设备系数。

10、在一个优选的实施方式中,当分析封装设备支持运行时,通过输送设备输送半导体进入封装设备进行封装,在封装过程中,实时监测半导体的封装数据,通过材料分析模型分析半导体的封装数据后,分析半导体封装质量是否达标,包括以下步骤:

11、在封装过程中,实时监测半导体的封装数据,封装数据包括热导率以及吸收率,将热导率以及吸收率代入材料分析模型中,材料分析模型输出材料系数;

12、将获取的材料系数与预设的第一质量阈值以及第二质量阈值进行对比,若材料系数小于第二质量阈值,且材料系数大于第一质量阈值,分析半导体封装质量达标,若材料系数大于等于第二质量阈值或材料系数小于等于第一质量阈值,分析半导体封装质量不达标。

13、在一个优选的实施方式中,将热导率以及吸收率代入材料分析模型中,材料分析模型输出材料系数,表达式为:,式中,为材料系数,为热导率,为吸收率,、分别为吸收率以及热导率的比例系数,且、均大于0。

14、在一个优选的实施方式中,将故障分析模型与材料分析模型结合生成融合模型,融合模型定时分析设备数据与封装数据后,依据分析结果动态优化封装设备的激光功率,包括以下步骤:

15、将故障分析模型与材料分析模型结合生成融合模型,融合模型的函数表达式为:,式中,为调节指数,为设备系数,为材料系数,、为权重,且。

16、融合模型通过设备系数以及材料系数获取调节指数后,依据智能优化算法自动调节激光功率,算法表达式为:

17、,式中,为调节后的激光功率,为调节前的激光功率,为调节指数,为第一指数阈值,为第二指数阈值,且第一指数阈值小于第二指数阈值。

18、在一个优选的实施方式中,所述扫描速度累积系数的计算表达式为:,式中,表示扫描速度累积系数,表示时间时刻的扫描速度,表示监测时间范围;

19、所述焦点位置指数的计算表达式为:,式中,为焦点位置指数,是物体到透镜的距离,是透镜到像的距离。

20、一种半导体封装激光键合过程优化系统,包括封装设备测试模块、封装质量监测模块、激光功率优化模块;

21、封装设备测试模块:在半导体封装前,启动封装设备进行试运行测试,获取封装设备的多项设备数据后,通过故障分析模型分析封装设备是否支持运行;

22、封装质量监测模块:当分析封装设备支持运行时,通过输送设备输送半导体进入封装设备进行封装,在封装过程中,实时监测半导体的封装数据,通过材料分析模型分析半导体的封装数据后,分析半导体封装质量是否达标;

23、激光功率优化模块:分析半导体封装质量达标时,将故障分析模型与材料分析模型结合生成融合模型,融合模型定时分析设备数据与封装数据后,依据分析结果动态优化封装设备的激光功率。

24、在上述技术方案中,本发明提供的技术效果和优点:

25、1、本发明通过获取封装设备的多项设备数据,在封装过程中,实时监测半导体的封装数据,分析半导体封装质量达标时,将故障分析模型与材料分析模型结合生成融合模型,融合模型定时分析设备数据与封装数据后,依据分析结果动态优化封装设备的激光功率。该优化系统能够在半导体封装过程中,结合实际封装设备自身状态以及封装材料状态来自动动态优化封装设备的激光功率,保障半导体封装质量的同时,提高封装效率。

26、2、本发明在半导体封装前,启动封装设备进行试运行测试,获取封装设备的多项设备数据后,通过故障分析模型分析封装设备是否支持运行,从而有效避免不支持使用的封装设备投入使用,有效保障半导体封装的稳定性,降低封装成本。



技术特征:

1.一种半导体封装激光键合过程优化方法,其特征在于:所述优化方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种半导体封装激光键合过程优化方法,其特征在于:通过故障分析模型分析封装设备是否支持运行,包括以下步骤:

3.根据权利要求2所述的一种半导体封装激光键合过程优化方法,其特征在于:获取封装设备的设备系数,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的一种半导体封装激光键合过程优化方法,其特征在于:当分析封装设备支持运行时,通过输送设备输送半导体进入封装设备进行封装,在封装过程中,实时监测半导体的封装数据,通过材料分析模型分析半导体的封装数据后,分析半导体封装质量是否达标,包括以下步骤:

5.根据权利要求4所述的一种半导体封装激光键合过程优化方法,其特征在于:将热导率以及吸收率代入材料分析模型中,材料分析模型输出材料系数,表达式为:,式中,为材料系数,为热导率,为吸收率,、分别为吸收率以及热导率的比例系数,且、均大于0。

6.根据权利要求5所述的一种半导体封装激光键合过程优化方法,其特征在于:所述扫描速度累积系数的计算表达式为:,式中,表示扫描速度累积系数,表示时间时刻的扫描速度,表示监测时间范围;

7.一种半导体封装激光键合过程优化系统,用于实现权利要求1-6任一项所述的优化方法,其特征在于:包括封装设备测试模块、封装质量监测模块、激光功率优化模块;


技术总结
本发明公开了一种半导体封装激光键合过程优化方法及系统,涉及半导体加工控制技术领域,优化系统在半导体封装前,启动封装设备进行试运行测试,获取封装设备的多项设备数据后,通过故障分析模型分析封装设备是否支持运行,在封装过程中,实时监测半导体的封装数据,分析半导体封装质量达标时,将故障分析模型与材料分析模型结合生成融合模型,融合模型定时分析设备数据与封装数据后,依据分析结果动态优化封装设备的激光功率。该优化系统能够在半导体封装过程中,结合实际封装设备自身状态以及封装材料状态来自动动态优化封装设备的激光功率,保障半导体封装质量的同时,提高封装效率。

技术研发人员:杨洁,洪习何
受保护的技术使用者:武汉博联特科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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