eng
Лазерные системы в микроэлектронике: между Западом и Востоком
Компания «Лазерный Центр» из Санкт-Петербурга стала инновационным партнером Российского Форума «Микроэлектроника 2024». Компания имеет богатый опыт разработки, создания и внедрения в серийное производство инновационного лазерного оборудования для отрасли микроэлектроники. Отказ от «западного» вектора развития промышленности и разворот на Восток не стал неожиданностью для организации. Мы беседуем с генеральным директором компании «Лазерный Центр» к. т. н. Горным Сергеем Георгиевичем о возможностях лазерных технологий в микроэлектронике.
Сергей Георгиевич, читателям интересно узнать, какие цели компания «Лазерный Центр» ставила перед собой, участвуя в форуме «Микроэлектроника 2024».
Все мы, участники форума, является одновременно и производителями и потребителями микроэлектронного оборудования. Важно наладить мосты между потребителями и производителями, чтобы понять вектор движения потребностей производственников, направление интересов научных исследований.
Тема лазеров в микроэлектронике известна давно – лазеры обладают конкурентными преимуществами: размеры инструмента, сопоставимые с длиной волны излучения, бесконтактность обработки материала, стабильность параметров, вариативность методов и принципов, по которым работают лазерные системы. Лазеры – это сердце лазерной системы, и на их основе можно создавать самые разнообразные устройства и системы. Это как производить мотор для автомобилей или кораблей, ракет или станков. Мы имеем богатый опыт разработки и создания лазерного технологического оборудования, в том числе для микроэлектроники. Степень локализации производимых нами лазерных систем достаточно высокая.
Современная ситуация в России требует скорейшего достижения уровня технологической независимости в микроэлектронном производстве. Что вы вкладываете в понятие технологический суверенитет?
Любые инструменты, так или иначе, связаны с социальными, экономическими и иными обстоятельствами эпохи, в которой они переживают расцвет. В разное время популярностью в решении инженерных задач пользуются разные технологии. Вот и сегодня появляются новые индустриальные технологии и новые инструменты. Инновационные процессы – неотъемлемая часть технологического цикла. Для экономики страны важно не допустить разрыва между потребностями общества и возможностями отечественного производства их удовлетворить.
Каким путями, по вашему мнению, российская микроэлектронная промышленность может быстрее выйти на платформу технологической независимости?
Ключевые технологии при создании электронных компонентов должны быть реализованы на отличных отечественных промышленных установках, при этом нужно использовать опыт лучших международных практик. Один путь – это реинжиниринг компонентов импортного оборудования и развитие отечественной базы для индустрии материалов, другой – производство современных установок для реализации технологических процессов, и эти условия – главные для дальнейшего развития российской микроэлектроники. А для соблюдения принципов импортозамещения необходимо шире обсуждать возможности технологического оборудования, исследовать его рабочий потенциал прямо на опытных производственных площадках.
«Лазерный Центр» является одновременно и научно-технологической организацией и индустриальной компанией. Оставляя за рамками нашей беседы вопросы производства материалов и реинжениринга компонентов и узлов производственной техники, давайте обратим внимание на ключевые возможности лазерного станкостроения в области микроэлектроники.
Современное лазерное оборудование объединяет разные области знаний техники: сложная математика и оптика, с одной стороны, точная прецизионная электроника, с другой стороны, снижение влияния вибраций и нагрузок. И все это в одном станке. А в итоге технологические потребители получают специальные лазерные системы для обработки материалов электронной техники с точными размерами для прецизионной лазерной сварки и резки, прошивки отверстий с высоким аспектным отношением.
Станки компании «Лазерный Центр» позволяют выполнять операции по высокоточной лазерной резке и прошивке отверстий в материалах (точность обработки достигает 5 мкм, диаметр создаваемых отверстий – от 25 мкм), операции скрайбирования, операции по лазерной безмасковой литографии подложек методом прямого удаления лазерным лучом слоя металлизации с материала подложки (разрешение получаемой схемы составляет 6 мкм для проводящей металлической дорожки и 6 мкм зазор), операции по лазерной автоматической подгонке резисторов для получения заданных параметров интегральных схем, операции по лазерной сварке и герметизации готовых приборов и финальной маркировке продукции, включая микро 2D-кодирования для учета и контроля.
Какую роль в электронной промышленности реального сектора экономики играет маркировка продукции?
Вопрос подтверждения степени доверенности элементов электронной компонентной базы (ЭКБ) решается с помощью контроля параметров изделий. Цифровизация стремительно врывается на отечественные предприятия в серийное производство. На всех этапах жизненного цикла изготовления изделий происходит контроль, и реализация цикла ведет к генерации и использованию больших объемов информации в цифровом формате. Чтобы проследить жизненный цикл изделия, автоматизировать процесс учета и контроля, обеспечить защиту изделий от подделки и высокую степень доверенности элементов ЭКБ, требуется маркировка изделий.
Любому предприятию для рентабельного производства важны индустриальные цифровые решения, в их числе автоматизированное нанесение легко считываемой маркировки или демаркировки компонентов ЭКБ. Мы можем делать микромаркировку кодов размером около 100 × 100 мкм2 на кремниевых пластинах.
Но в микроэлектронике происходит быстрая смена материалов. Могут ли лазерные системы так быстро перестраиваться под новые задачи микроэлектроники?
Оборудование компании позволяет обрабатывать широкий спектр специализированных материалов электронной техники: проводники, листовой металл и фольгированные материалы, полупроводниковые пластины (кремний, GaAs) и подложки (поликор, нитрид алюминия, лейкосапфир, ВК керамика и пр.), диэлектрические пластины с различными видами металлизации. Ранее часть из этих материалов традиционно считалась сложными для лазерной обработки. Само по себе представление о возможностях взаимодействия лазерного излучения с
веществом меняется со временем.
Согласно тем учебникам, по которым я учился, будучи студентом, полупроводниковые материалы нельзя обрабатывать излучением на длине волны 1,06 мкм, поскольку они прозрачны. Но лазерная техника меняется. Если раньше тепловые процессы нагревания вещества под действием лазерного излучения описывалось в терминах равновесных процессов, то при высоких скоростях нагрева при воздействии ультракоротко импульсного лазерного излучения динамика процессов меняется. Мы имеем дело с нелинейной оптикой, когда поглощение зависит от изменения мощности нагрева. Функция распределения плотности мощности меняется во времени от импульса к импульсу. Изучение физики процессов дает возможность расширять диапазон обрабатываемых материалов от сталей до керамики.
Как можно охарактеризовать ту рыночную нишу микроэлектронного оборудования, в которой востребованы лазерные установки компании «Лазерный Центр»? Это научно-исследовательское или промышленное оборудование?
Наши установки востребованы и в производстве микроэлектронных изделий небольших серий, и в крупносерийном производстве, и в научных исследованиях. Станки компании могут применяться на широком спектре предприятий отрасли микроэлектроники, позволяя обрабатывать материалы, начиная с подложек, почти на всех этапах сборки интегральных схем и заканчивая финальной маркировкой и упаковкой продукции.
Важно понимать локальную нишу лазерных технологий в полном технологическом процессе, например в LTCC (Low Temperature Co-Fired Ceramic – технология низкотемпературной совместно обжигаемой керамики). В таких задачах оборудование компании «Лазерный Центр» позволяет со скоростью в сотни отверстий в секунду и с точностью не хуже 5–10 мкм делать десятки тысяч таких отверстий, не повреждая основы материала.
В линейке станков компании представлены станки для лазерной резки (Модель «RX‑150»), станки лазерной микрообработки (Модель «МикроСЕТ»), станки для лазерной подгонки резисторов (модель «ОМЕГА»), станки для лазерной сварки и герметизации корпусов микросборок (модель «ФотонКомпакт») и станки для лазерной маркировки (модель «МиниМаркер2»). Система прецизионной лазерной микрообработки материалов электронной техники – МикроСЕТ (λ = 1,05–1,07 мкм) выполняет операции деметаллизации, формирования топологии на подложках из ситалла, нитрида алюминия и керамики, операции контурной вырезки, скрайбирования, прошивки отверстий, в том числе с управляемой конусностью, операции по созданию мезоструктур.
Компания уделяет большое внимание разработке оборудования с учетом индивидуальных требований заказчика. Оборудование можно встраивать в производственную технологическую линейку, а можно использовать в заводских или научных лабораториях на разных уровнях готовности технологии, от УГТ 4 до УГТ 9.
Действуя как инновационная компания, какие направления своей дальнейшей деятельности вы выбираете?
Дальнейшее развитие мы видим в применении лазеров других длин волн и другой длительности. Нужно наладить проведение испытаний и тестов на стрессоустойчивость лазерного оборудования на площадке у заказчиков. Это долговременные испытания влияния параметры внешней среды на стабильность работы лазерных систем, например, воздушных потоков в цеху, и внутренних параметров. Важен обмен информацией между производителями и потребителями.
Ведь при «развороте на Восток» первыми вы встречаете нас, российских производителей лазерного оборудования для микроэлектроники!
Беседу с С. Г. Горным вела Н. Л. Истомина
Компания «Лазерный Центр» из Санкт-Петербурга стала инновационным партнером Российского Форума «Микроэлектроника 2024». Компания имеет богатый опыт разработки, создания и внедрения в серийное производство инновационного лазерного оборудования для отрасли микроэлектроники. Отказ от «западного» вектора развития промышленности и разворот на Восток не стал неожиданностью для организации. Мы беседуем с генеральным директором компании «Лазерный Центр» к. т. н. Горным Сергеем Георгиевичем о возможностях лазерных технологий в микроэлектронике.
Сергей Георгиевич, читателям интересно узнать, какие цели компания «Лазерный Центр» ставила перед собой, участвуя в форуме «Микроэлектроника 2024».
Все мы, участники форума, является одновременно и производителями и потребителями микроэлектронного оборудования. Важно наладить мосты между потребителями и производителями, чтобы понять вектор движения потребностей производственников, направление интересов научных исследований.
Тема лазеров в микроэлектронике известна давно – лазеры обладают конкурентными преимуществами: размеры инструмента, сопоставимые с длиной волны излучения, бесконтактность обработки материала, стабильность параметров, вариативность методов и принципов, по которым работают лазерные системы. Лазеры – это сердце лазерной системы, и на их основе можно создавать самые разнообразные устройства и системы. Это как производить мотор для автомобилей или кораблей, ракет или станков. Мы имеем богатый опыт разработки и создания лазерного технологического оборудования, в том числе для микроэлектроники. Степень локализации производимых нами лазерных систем достаточно высокая.
Современная ситуация в России требует скорейшего достижения уровня технологической независимости в микроэлектронном производстве. Что вы вкладываете в понятие технологический суверенитет?
Любые инструменты, так или иначе, связаны с социальными, экономическими и иными обстоятельствами эпохи, в которой они переживают расцвет. В разное время популярностью в решении инженерных задач пользуются разные технологии. Вот и сегодня появляются новые индустриальные технологии и новые инструменты. Инновационные процессы – неотъемлемая часть технологического цикла. Для экономики страны важно не допустить разрыва между потребностями общества и возможностями отечественного производства их удовлетворить.
Каким путями, по вашему мнению, российская микроэлектронная промышленность может быстрее выйти на платформу технологической независимости?
Ключевые технологии при создании электронных компонентов должны быть реализованы на отличных отечественных промышленных установках, при этом нужно использовать опыт лучших международных практик. Один путь – это реинжиниринг компонентов импортного оборудования и развитие отечественной базы для индустрии материалов, другой – производство современных установок для реализации технологических процессов, и эти условия – главные для дальнейшего развития российской микроэлектроники. А для соблюдения принципов импортозамещения необходимо шире обсуждать возможности технологического оборудования, исследовать его рабочий потенциал прямо на опытных производственных площадках.
«Лазерный Центр» является одновременно и научно-технологической организацией и индустриальной компанией. Оставляя за рамками нашей беседы вопросы производства материалов и реинжениринга компонентов и узлов производственной техники, давайте обратим внимание на ключевые возможности лазерного станкостроения в области микроэлектроники.
Современное лазерное оборудование объединяет разные области знаний техники: сложная математика и оптика, с одной стороны, точная прецизионная электроника, с другой стороны, снижение влияния вибраций и нагрузок. И все это в одном станке. А в итоге технологические потребители получают специальные лазерные системы для обработки материалов электронной техники с точными размерами для прецизионной лазерной сварки и резки, прошивки отверстий с высоким аспектным отношением.
Станки компании «Лазерный Центр» позволяют выполнять операции по высокоточной лазерной резке и прошивке отверстий в материалах (точность обработки достигает 5 мкм, диаметр создаваемых отверстий – от 25 мкм), операции скрайбирования, операции по лазерной безмасковой литографии подложек методом прямого удаления лазерным лучом слоя металлизации с материала подложки (разрешение получаемой схемы составляет 6 мкм для проводящей металлической дорожки и 6 мкм зазор), операции по лазерной автоматической подгонке резисторов для получения заданных параметров интегральных схем, операции по лазерной сварке и герметизации готовых приборов и финальной маркировке продукции, включая микро 2D-кодирования для учета и контроля.
Какую роль в электронной промышленности реального сектора экономики играет маркировка продукции?
Вопрос подтверждения степени доверенности элементов электронной компонентной базы (ЭКБ) решается с помощью контроля параметров изделий. Цифровизация стремительно врывается на отечественные предприятия в серийное производство. На всех этапах жизненного цикла изготовления изделий происходит контроль, и реализация цикла ведет к генерации и использованию больших объемов информации в цифровом формате. Чтобы проследить жизненный цикл изделия, автоматизировать процесс учета и контроля, обеспечить защиту изделий от подделки и высокую степень доверенности элементов ЭКБ, требуется маркировка изделий.
Любому предприятию для рентабельного производства важны индустриальные цифровые решения, в их числе автоматизированное нанесение легко считываемой маркировки или демаркировки компонентов ЭКБ. Мы можем делать микромаркировку кодов размером около 100 × 100 мкм2 на кремниевых пластинах.
Но в микроэлектронике происходит быстрая смена материалов. Могут ли лазерные системы так быстро перестраиваться под новые задачи микроэлектроники?
Оборудование компании позволяет обрабатывать широкий спектр специализированных материалов электронной техники: проводники, листовой металл и фольгированные материалы, полупроводниковые пластины (кремний, GaAs) и подложки (поликор, нитрид алюминия, лейкосапфир, ВК керамика и пр.), диэлектрические пластины с различными видами металлизации. Ранее часть из этих материалов традиционно считалась сложными для лазерной обработки. Само по себе представление о возможностях взаимодействия лазерного излучения с
веществом меняется со временем.
Согласно тем учебникам, по которым я учился, будучи студентом, полупроводниковые материалы нельзя обрабатывать излучением на длине волны 1,06 мкм, поскольку они прозрачны. Но лазерная техника меняется. Если раньше тепловые процессы нагревания вещества под действием лазерного излучения описывалось в терминах равновесных процессов, то при высоких скоростях нагрева при воздействии ультракоротко импульсного лазерного излучения динамика процессов меняется. Мы имеем дело с нелинейной оптикой, когда поглощение зависит от изменения мощности нагрева. Функция распределения плотности мощности меняется во времени от импульса к импульсу. Изучение физики процессов дает возможность расширять диапазон обрабатываемых материалов от сталей до керамики.
Как можно охарактеризовать ту рыночную нишу микроэлектронного оборудования, в которой востребованы лазерные установки компании «Лазерный Центр»? Это научно-исследовательское или промышленное оборудование?
Наши установки востребованы и в производстве микроэлектронных изделий небольших серий, и в крупносерийном производстве, и в научных исследованиях. Станки компании могут применяться на широком спектре предприятий отрасли микроэлектроники, позволяя обрабатывать материалы, начиная с подложек, почти на всех этапах сборки интегральных схем и заканчивая финальной маркировкой и упаковкой продукции.
Важно понимать локальную нишу лазерных технологий в полном технологическом процессе, например в LTCC (Low Temperature Co-Fired Ceramic – технология низкотемпературной совместно обжигаемой керамики). В таких задачах оборудование компании «Лазерный Центр» позволяет со скоростью в сотни отверстий в секунду и с точностью не хуже 5–10 мкм делать десятки тысяч таких отверстий, не повреждая основы материала.
В линейке станков компании представлены станки для лазерной резки (Модель «RX‑150»), станки лазерной микрообработки (Модель «МикроСЕТ»), станки для лазерной подгонки резисторов (модель «ОМЕГА»), станки для лазерной сварки и герметизации корпусов микросборок (модель «ФотонКомпакт») и станки для лазерной маркировки (модель «МиниМаркер2»). Система прецизионной лазерной микрообработки материалов электронной техники – МикроСЕТ (λ = 1,05–1,07 мкм) выполняет операции деметаллизации, формирования топологии на подложках из ситалла, нитрида алюминия и керамики, операции контурной вырезки, скрайбирования, прошивки отверстий, в том числе с управляемой конусностью, операции по созданию мезоструктур.
Компания уделяет большое внимание разработке оборудования с учетом индивидуальных требований заказчика. Оборудование можно встраивать в производственную технологическую линейку, а можно использовать в заводских или научных лабораториях на разных уровнях готовности технологии, от УГТ 4 до УГТ 9.
Действуя как инновационная компания, какие направления своей дальнейшей деятельности вы выбираете?
Дальнейшее развитие мы видим в применении лазеров других длин волн и другой длительности. Нужно наладить проведение испытаний и тестов на стрессоустойчивость лазерного оборудования на площадке у заказчиков. Это долговременные испытания влияния параметры внешней среды на стабильность работы лазерных систем, например, воздушных потоков в цеху, и внутренних параметров. Важен обмен информацией между производителями и потребителями.
Ведь при «развороте на Восток» первыми вы встречаете нас, российских производителей лазерного оборудования для микроэлектроники!
Беседу с С. Г. Горным вела Н. Л. Истомина
Отзывы читателей
