据麦姆斯咨询报道，扇出型封装（fan－out packaging）是应用于众多移动应用的成熟技术。早期的半导体封装一直是单芯片封装，为支持功能增加导致布线密度越来越大的发展趋势，要求更复杂的封装、堆叠封装（stacked packages）、系统级封装（systems inpackage），同时还要满足高性能。随着技术的发展，扇出型封装正在缩小成本与高性能之间的矛盾。无论是为满足更小尺寸的需求使晶圆变薄，实现焊料成本的节约，还是作为重新布线层（redistribution－layer，RDL）首步工艺的工艺平台，所有封装均需要临时键合（temporary bonding）。
临时键合需要键合（bonding）和剥离（debonding）两种工艺。从扇出型晶圆级封装（fan－out wafer－level packaging，FoWLP）到功率器件，每种应用在工艺温度、机械应力和热预算等方面都有独特的要求，因此确定合适的剥离技术比较困难。这里只是枚举了几个例子，实际情况更为复杂。我们将在本文中重点讨论激光剥离（laser debonding）：如抗高温更兼容的材料可应用于哪些情况，激光剥离的特性适于哪些应用等。
为了控制剥离带来的热输入，紫外激光（UV lasers）常被用于剥离不同材料供应商提供的不同临时键合材料。为了确保最低的维护工作量，二极管泵浦固体激光器（diode－pumped solid－state，DPSS）可将高度工艺控制的光束整形光学（beam－shaping optics）与最低热输入相结合，不失为是一项正确的选择。
图1 Chipfirst扇出型晶圆级封装制造工艺流程示意图
图2 Chiplast扇出型晶圆级封装（又称RDL first）制造工艺流程示意图
扇出型晶圆级封装（FoWLP）中临时键合面临的挑战
FoWLP能在行业内收获巨大利益，一定程度上取决于其采用了载板（carrier），临时键合材料对化学和热兼容性的要求很高。某些聚酰亚胺符合这种严苛的环境，也适用于激光剥离。
尽管键合和剥离都是FoWLP的工艺，但两者的需求差异很大。通过观察各种应用中不同的半导体工艺，显然没有任何一种剥离工艺解决方案可与所有的半导体工艺兼容，多个解决方案是必然选择。这就是开发出的各种各样的剥离工艺（剥离技术是临时键合的特征）至今仍都在使用的原因。
主流剥离技术的比较
最常见的方法有：热滑动剥离（thermal slide－off debonding）、机械剥离（mechanical debonding）和紫外激光剥离（UV laser debonding）。这三种方法均适用于大批量生产，在工艺兼容性方面差异巨大。
热滑动剥离（thermal slide－off debonding）是一种利用热塑材料作为器件与载板晶圆（carrier wafer）之间粘合夹层（adhesive interlayer）的方法。该方法利用了热塑材料的可逆热特性，意味着在较高的温度下，该材料的粘度会下降，从而能通过简单地滑动两边的晶圆来完成剥离。热剥离的特点是根据热塑材料的温度特性，使用范围在130°C到350°C之间，因此在较高的温度下就可完成键合与剥离。温度稳定性在很大程度上取决于机械应力，我们可以观察到这是由于热塑材料在高温下具有低粘度。
机械剥离（mechanical debonding）是一种高度依赖晶圆表面特性、临时键合材料的粘附力和内聚力的方法。对于大多数材料系统，均可使用机械释放层（mechanical release layer）来实现可控剥离。机械剥离的主要特点是：可在室温下处理，且强烈依赖机械应力。由于机械剥离需要在临时键合材料与晶圆间产生低粘附力才能成功剥离；因此，在FoWLP应用中使用这种方法是有些困难的。这是因为FoWLP工艺中产生的较高应力会导致自发性的剥离，甚至在减薄工艺中也会出现，这就会导致良率的急剧下滑。
激光剥离（laser debonding）是一种通过几种不同的变量来实现剥离的技术。该方法的剥离机制依赖于：激光种类、临时键合胶，以及用于该工艺的特定释放层。红外激光剥离依靠热过程进行工作：将光吸收并转化为热能，从而在键合界面内产生高温。紫外激光剥离则通常依靠化学过程进行工作：使用光吸收的能量来破坏化学键。破坏聚合物的化学键会导致原始聚合物进行分解。分解物包括气体，就会增加键合界面的压力，因而帮助剥离。由于在剥离工艺前，临时键合胶对晶圆具有很高的粘附力，因此这种方法非常适用于FoWLP应用中。
扇出型晶圆级封装（FoWLP）应用的优化解决方案
据麦姆斯咨询介绍，由于剥离过程中的热输入是有限的，因此紫外激光在FoWLP中更具优势。载板晶圆必须能通过紫外激光的穿透，以确保激光能量的有效利用，延长载板晶圆的寿命。目前有两种主要类型的紫外激光（全固态激光和准分子激光），每种激光均可选多种波长。波长大于300nm的激光是最理想的选择，出于以下两个原因的考量：首先，市场可选用的激光剥离材料的波段可有效吸收和剥离高于300nm波长的激光；其次，因为玻璃能够在该波段范围内实现高传输，即该波段激光允许采用标准玻璃晶圆作为载板。
由于全固态激光无需定期更换卤素气体，因此维护成本较低。而且功耗非常低，以每周工作7天、每天工作24小时的功耗来计算，全固态激光可运行5年。此外，由于光学设置紧凑，对实现更小尺寸的引脚有利。图3为全固态激光常见的高斯光束。
图3 通常全固态激光要求高脉冲重叠。重叠区域表示激光剥离中所使用的辐射照射（radiant exposure），而红色区域则表示不能用于剥离的能量
紫外激光剥离对辐射能量有阈值要求，这意味着在辐射照射特定值以上发生剥离。在图3中，重叠区表示辐射照射适于剥离。低于或高于该值的能量（图中红色区域）均不能剥离，通常就转化为热能，这就会导致碳化和产生粒子。由于在高斯分布边缘的激光束缺少足够的能量，所以必须有一定的脉冲重叠，这时额外的变量优化是必须的，以便在没有碳化时成功剥离。此外，光束中心的多余能量会导致碳化。高斯分布的光束不适合限制剥离中的热效应。
通过使用专用光学装置进行光束整形，高斯光束可被整形成近top hat光束。通过使用这种光学装置，可得到用于剥离的重复性好的光束，形貌与图4中top hat光束相似（在此基础上，光束的形状不会随时间而改变），从而限制热输入。与这种激光的高脉冲重复率相结合，就可实现更严格的工艺控制，并且能够扫描固定晶圆的表面，从而实现剥离工艺的高产出。图5描绘了扫描过程，与准分子激光相比，晶圆固定在静止的载台上，激光点由晶圆上方的扫描振镜（galvo scanner）控制，整个剥离过程速度较快，可以实现高产出。
图4 先进的紫外激光解决方案，利用光束整形光学将高重复性扫描与激光能量效率相结合。在重叠区域中，用于剥离的辐射照射效率非常高
图5 EVG激光剥离解决方案，是将全固态激光与光束整形光学结合起来，以实现高产出的可控过程
如图6所示，测试晶圆被用于确定剥离的最佳辐射照射值。即使是top hat光束，为减少热效应，辐射照射值接近于剥离阈值是非常重要的。尽管如此，较少的重叠部分也是必要的，因为临时键合材料与晶圆间的粘附力非常高。
图6 用于激光剥离的测试晶圆，不同的轨道代表了不同激光的剥离效果
未来扇出型晶圆级封装（FoWLP）的临时键合
超薄扇出堆叠型封装（FoWLP），也被称为层叠封装（Package on package，PoP），由于此类封装能大幅提高器件密度，目前已被纳入多种应用的技术路线图之中。然而，未来PoP对重新建构晶圆（reconstituted wafers）要求厚度更薄，这将为临时键合带来更多挑战。例如，由注塑（molded）晶圆与载板晶圆堆叠组成的临时键合晶圆的弯曲度（bow）必须最小化，以确保减薄均匀。最大总厚度变化（TTV）的规范也会根据最终晶圆的厚度变得更严格。对于不同的3D应用，涉及连线的问题，如选择“via first”还是“via last”，在PoP中也变得多了起来。虽然有多个工艺可选，但没有哪家扇出型封装企业已具备标准的工艺流程。
总结
由于紫外激光可在室温下进行剥离，且可以使用化学性质稳定的材料，因此紫外激光剥离是一种既适用于chip first，也适用于chip last（或RDL－first）扇出型晶圆级封装（FoWLP）的方法。本文介绍的紫外激光剥离解决方案不仅结合了全固态激光的优点，具有维护成本低、功耗低的优点，由于特殊的光束整形光学，还实现了高脉冲频率与高空间控制的结合。
发布时间 : 2018-04-16
一年之“机”在于春，开春大展的来袭，唯有“上新”不负春光不负已。
“勤快又有才”的我们除了将一整套高效制造过程解决方案搬至CCMT机床展（W3－A101）现场，还准备了不止一款新品。
本期新品大赏有爆料，雷尼绍新鲜滚烫的“双子星”首次在国内公开亮相：“一星”为重磅推出的“大块头”全新雷尼绍Equator™ 500比对仪，妥妥的巨无霸；另“一星”则是配备4个500 W激光器的增材制造效率的新标杆－RenAM 500Q增材制造系统。
全新雷尼绍Equator™ 500比对仪
Equator 500可实现大型工件的智能化制程控制，更兼具成熟可靠的Equator 300比对仪优点。
配置在车削和加工中心旁边，随生产过程同步提供高精度的尺寸检测数据，帮助制造企业提高生产线的产量和制程能力。
其尺寸更大，工作空间的直径可达500 mm，高度可达400mm，可测量更大的工件。
在5°C至50°C温度范围内，比对仪在任何温度变化率下均可进行精确测量，扫描速度超过200mm／s。均兼容简单易用的Organiser操作员软件、可实现制程自动化的EZ－IO软件，以及用于在数控机床上更新刀补的IPC（智能化制程控制）软件。
更大的测量空间
Equator 500比对仪与SM25－2扫描模块配合使用时，在X／Y平面的测量空间直径为500mm，在Z轴的测量空间高度为250mm。与SM25－3扫描模块配合，在Z轴的测量空间高度可延长至400mm，可使用最长达200mm的测针，触测更多特征。
底座可支撑总重量不超过100 kg的工件和夹具，安装节省空间，占地面积仅为920mm x 924 mm；大型工件的制造商能够轻松将Equator比对仪与生产设备一起安装到车间中。
Equator比对仪在温度快速变化的情况下亦可保持测量精度
气候条件可导致车间温度发生周期性变化，Equator比对仪已被证明可通过重新校准来解决这一问题。
直接从Equator 300和500比对仪自动更新刀补
与全新IPC软件兼容，该软件可持续监控和自动调整加工操作，确保工件尺寸接近标称值且在制程控制范围内。这一对制程偏移的校正能力可提高工件质量和制造效率，同时降低废品率。
RenAM500Q增材制造系统
雷尼绍推出全新RenAM 500Q系统，旨在提升增材制造单位零件的生产效率并降低成本。
这台紧凑型机器配备4个500W激光器，可显著提高加工平台的生产效率，使更多行业受益于增材制造带来的优势。为之前缺乏经济效益的应用增添使用动力。
RenAM 500Q的竞争优势在于提升每个零件生产效率的同时降低成本，而精度或质量与标准单激光系统相比丝毫不打折扣。
其核心技术是光学系统和控制软件。激光光束通过四个通道进入系统，进行动态聚焦后被引入一个独立的控温振镜底座。振镜底座内置四对数控扫描振镜，可引导激光覆盖粉末床的整个工作区域。
“光学系统的成功研制得益于增材制造技术，”雷尼绍增材制造产品部市场经理Robin。
Weston说道。“采用该技术一方面可使镜组的封装更加严密，另一方面还可以设计出内部随形冷却水道，确保光学系统具有精确的热稳定性。”
雷尼绍是创造稳定制程环境的创新者和领导者，能有效控制多个激光器加工产生的多余烟尘。惰性气体再循环系统包含一个旋转分离预滤器和气体热转换器，可确保滤芯的使用寿命并在整个加工过程中提供一致的清洁处理条件。
RenAM 500Q包含SafeChange双滤芯系统，可自动切换至清洁的滤芯，以尽可能减少手动干预。研究表明，RenAM500Q能维持粉末状况以最大限度重新加以利用，这一附加优点进一步降低了零件成本。
发布时间 : 2018-04-10
你戴牙套吗？日前，第二十三届华南国际口腔展在广州举行，由国内技术团队自主研发的、国内首台义齿双激光3D金属打印机正式亮相，填补了国内义齿金属3D打印没有双激光的空白。同时，记者获悉，有了新科技的加持，或可让原来需2年左右的牙齿正畸治疗，缩短至半年到一年。
今年“中国智造”最亮眼
作为国内口腔领域的专业展览会，华南国际口腔展一直被视为行业的风向标。特别是在口腔数字化的大趋势下，自2016年起，华南口腔展就在现场设置了“新技术新产品推介会”，为“中国智造”的数字化新品提供一个全新亮相平台。
“时至今日，数字化技术已获得跨越式大发展，同时也深入到口腔医疗的多个方面，尤其是在口腔手术导航、修复体制备、矫治器制作等方面。”广州医科大学附属口腔医院科研科主任、颌面外科周苗副主任医师指出，口腔医学数字化已成为大势所趋，而“中国智造”的3D打印技术则成为推动这场产业变革的前沿力量。首日亮相的国内首台义齿双激光金属3D打印机，就是其中的代表之一。
记者在现场看到，研发这套设备及系统的团队来自南京前知科技，其创始人唐宝是国内3D打印领域的资深专家，曾担任西门子事业部CEO，后回国创业专注于在中国发展3D打印技术。唐宝指出，在本次展会重点亮相的TS300，是针对义齿金属3D打印的一次创新，其最大亮点在于，拥有两套完整的激光系统，且这两套系统相互独立、并行运行，其优势在于高效率高产能，能满足齿科行业时效性的需要，并同时满足大型齿科企业固定和活动产品的打印需求。
TS300可节省近20％耗材
据介绍，相比传统的义齿制作工艺，TS300制作成功率为80％，使用此3D打印机的成功率可达到99％，节省材料损耗近20％。”唐宝先生指出。但矛盾的是，长期以来，国内使用的义齿3D金属打印机，基本都是单激光的。
在国际市场上，虽然德国的Concept Laser M2已经实现了双激光打印，但它价格昂贵，很难成为国内义齿加工的主流选项。所以，当下市场迫切需求国内自主研发的高性价比的双激光系统。
“其实市场一直有这种需求，按统计我国至少需要1000台3D义齿打印机才能满足老龄化社会的大量需求，但是我国目前仅有不超过100台的设备，而且其中有50％是属于进口设备。”唐宝介绍，“在进口设备普遍需要500～600万不等的高价时，国内自主研发的TS300却只要300多万；其次，在部分产品打印方面，国产的打印效能还优于进口设备。此外，国外设备还存在在售后维修的高成本与时间周期长的硬伤，不如国产设备的售后反应速度快。”
牙齿正畸耗时大大缩短
“未来数字化医疗更加注重患者体验。从获取就诊信息到完成诊疗、术后随访都将全程处于云端。新技术、诊疗方式的运用也将降低医护人员劳动成本，高度仿生智能机器人助手将快速实现精准、快速医疗。”周苗副主任医师指出。
据介绍，利用3D打印技术，加入到牙齿正畸中，可使正畸治疗中受力更为精准。“新科技的加持，或可让原来需2年左右的牙齿正畸治疗，缩短至半年到一年。”唐宝介绍。
（来源：信息时报 记者：蒋隽）
发布时间 : 2018-04-10
首个无人驾驶清洁车队。蔡斌 摄
G60科创走廊又出新成果！日前，全球首个无人驾驶清洁车队在上海松江诞生，并率先在当地产业园区的道路上进行深夜试运行。据悉，这个车队是由去年刚落户G60科创走廊的上海仙途智能科技有限公司研发的。
近日，记者专程赶往位于启迪漕河泾（中山）科技园的仙途智能公司探访这个神奇的车队。在公司联合创始人、首席架构师叶青的指引下，记者见到这个神奇的车队，该车队由一辆6米长的中型清洁车以及一辆3米长的小型清洁车组成，表面上看，它与普通的环卫清洁车没有多大区别。
相关技术人员特意进行了一次摸拟演示。无人驾驶清洁车自动苏醒，并从停车位缓慢出发，进行清扫作业，作业过程中，它们能顺利通过红绿灯、路边障碍等各种交通状况，清扫完成后，自动行驶到垃圾倾倒处倾倒垃圾，最后回到出发点，自动泊入车位。
据了解，该自动驾驶清洁车队已于3月20日起在启迪漕河泾（中山）科技园试运营。为确保安全，自动驾驶清洁车队定在凌晨2时自动苏醒作业，并以低速行驶，目前反馈效果良好。
叶青说，清洁车的所有传感器总成本仅30万元人民币，这是由于系统在地图和定位上采用了多激光雷达和低成本GPS／IMU的传感器融合方案，避免使用价格数十万元的高精度定位设备，感知方面使用了多个低线束激光雷达和摄像头融合技术，替代常用的64线激光雷达。此外，整套系统采用一种传感器支架方案，方便对多种车型进行改造，可以逐步走向批量生产实现商业化。
怎么会想到以自动驾驶清洁车队作为进入无人驾驶市场的切入口呢？“用人工智能、自动驾驶技术装备的自动驾驶清洁车，可以守护城市的洁净与美丽，降低环卫工作者的工作强度。另外，从技术方面上讲，城市道路清扫的线路相对固定，作业时间多为夜间或者凌晨，路况简单，清扫时的行驶速度较低，安全系数高。”叶青坦言，无人驾驶环卫有着巨大的商业价值，据粗略估算，全国道路清扫的费用已接近万亿量级，而目前的环卫公司60％以上是人力成本。
（来源：解放日报 通讯员：梁锋 记者：黄勇娣）
发布时间 : 2018-04-09
昨天，在中关村智造大街，萌萌的快递机器人整装待发。
物业不许快递员入内，取快递还得亲自下楼，这一“快递最后一公里”难题将被攻克。由海淀驻区企业研发的快递机器人，经过清华大学、中关村智造大街、多个封闭小区7000公里路测和调试，目前已实现小规模量产，有望今年6月在北京一些小区投入使用。快递成本将由人工每单1．5元左右降至1元以下。
六轮设计，车高一米左右，承重30公斤，爬坡高度35度，速度可达12公里每小时，续航可达8小时，定位精度1厘米到3厘米……清华大学南门外，在中关村智造大街D座的北京真机智能科技有限公司，记者见到了外观萌萌的快递机器人——“真机小黄马”。
“日常生活中，收快递常常受时间、空间限制。在许多园区，物业不允许快递员入内，客户需要到固定地点或快递柜取快递。”北京真机智能科技有限公司创始人、CEO刘智勇介绍，“真机小黄马”就是为解决封闭园区“最后一公里”配送问题设计的智能配送机器人。有了它，用户只需要在手机里设定好送货时间和地点，“体内”装满包裹的机器人就可以自主按时送达，手机扫码开箱取货，快捷安全。
技术人员告诉记者，要让机器取代人工完成末端配送，最核心的是打造一套软硬件一体的无人配送网络，或者说是一套“云＋端”的天地一体智能系统。终端就是高性价比、高可靠性、可量产的无人配送车队，云端则是一整套的高配送效率、高响应速度的调度系统。
“真机智能利用云计算和机器学习等技术，构建了我们称之为‘玄机’的调度大脑。通过零人工干预的高速实时闭环，形成智能派单和智能规划，构建了无人配送局部网络。”刘智勇介绍。“玄机”调度大脑使调度更智能、高效，同时极具可拓展性，逐渐构建起无人配送的全局网络。“玄机”调度大脑可以在数据罗盘实时看到所有机器人的动态，并与行业合作伙伴的系统进行无缝对接。
快递机器人配备了一系列高端“装备”，包括激光雷达、摄像头和传感器等。针对核心技术之一的定位技术，真机智能选择了“多线激光雷达＋GPS＋惯导”等多传感器融合定位的方案，实现了精准定位和自主导航。因为搭载多线激光雷达，“真机小黄马”可以在夜间自主巡航，24小时配送。针对路况变化、行人众多等复杂环境，机器人可以通过摄像头进行行人检测、车辆检测，激光雷达进行障碍物识别，采用深度学习的环境建模技术识别行人和物体，提高避障的准确度。
这么萌的机器人上路，怎么防止被抱走？“有GPS摄像头和语音警报系统，一旦有人想抱走它，它会用语音发出警告。”工作人员介绍。
“物流行业中人力成本超过50％，巨额成本吞噬着企业利润和服务质量。在全国400多万名物流从业人员中，末端配送人员就有200多万。‘最后一公里’的配送成本是前一千公里的五倍。这组数据说明了‘最后一公里’的配送是一个巨大的问题。”刘智勇介绍，有了智能配送机器人，可以大幅度降低成本，和人工配送相比，机器人配送可以把每单的成本从1．5元左右降低到1元以下。
目前，公司已和多家物业园区达成合作。根据不同园区业主的需求，开发了两款快递机器人：一款能直接从收发室取货并送至业主楼下；一款则拥有乘坐电梯送货的功能，可以将货物送到业主家门口。此前，“真机小黄马”已在广东的两个小区投入使用，今年，产量预计可达千台左右，6月份有望走进北京一些小区。
真机智能团队目前正在研发“四足智能配送机器人”，预计今年6月产出第一批样机，届时，可以实现自主上台阶功能。未来，快递机器人还会走出园区，通过连接无人配送局部网络，像快递员一样在大街上穿梭送快递。
（来源：北京日报）
发布时间 : 2018-04-09
