Investigadores del laboratorio de Láseres, Plasmas y Procesos Fotónicos han realizado por primera vez soldadura láser sobre silicio y otros materiales semiconductores. Estos resultados abren un nuevo camino para la fabricación de dispositivos electrónicos y fotónicos, Mems o incluso chips híbridos que incorporan funciones electrónicas y microfluídicas.
La resistencia al corte de la soldadura por láser de dos obleas semiconductoras es comparable a la obtenida por las técnicas de ensamblaje actuales, que son más complejas de implementar.
© LP3
La soldadura láser se utiliza cada vez más para el montaje de vidrio, cerámica o polímeros. Los láseres de pulsos ultracortos, en particular, permiten depositar energía (En el sentido común, energía designa todo lo que permite trabajar, fabricar, etc.) con alta resolución. Pero esta técnica no era hasta ahora utilizable para soldar semiconductores, ya que su interacción (Una interacción es un intercambio de información, afectos o energía entre dos agentes dentro de…) con los pulsos cortos produce fenómenos ópticos no lineales que impiden el paso de la energía luminosa. de estar suficientemente concentrado.
Este obstáculo pudo superarse gracias a los experimentos realizados por un equipo del laboratorio de Láseres, Plasmas y Procesos Fotónicos (LP3, CNRS/Universidad de Aix-Marseille), que por primera vez ha producido satisfactoriamente soldaduras silicio/silicio, y arseniuro de silicio/galio (El galio es un elemento químico, de símbolo Ga y número atómico 31. Sa…). Estos resultados se publican en la revista Laser & Photonics Reviews.
Modificaciones dentro del silicio (El silicio es un elemento químico de la familia de los cristalógenos, símbolo Si…) utilizando un láser de femtosegundo (1 femtosegundo = 10-15 s) como se usa para la microsoldadura de la mayoría de los otros materiales (Un material es un material de origen natural o artificial que el hombre moldea para fabricar…), ya se había llevado a cabo. Pero requieren condiciones de enfoque no convencionales. Las otras soluciones para soldar utilizan una capa de material (Un material es un material de origen natural o artificial que el hombre da forma…) absorbente en la interfaz (Una interfaz es una zona, real o virtual, que separa dos elementos. La interfaz. ..), que tampoco es compatible con las aplicaciones más exigentes.
En lugar de recurrir a un láser pulsado de femtosegundos, los físicos de LP3 eligieron un láser de nanosegundos (10-9 s), que conserva una resolución suficiente…) al eliminar los fenómenos no lineales que perturban la concentración de la energía luminosa. Por lo tanto, soldaron obleas (placas) de silicio directamente entre sí y obleas de silicio y arseniuro de galio (otro semiconductor). Las soldaduras láser tienen una resistencia al corte del mismo orden que la obtenida por los métodos habituales de unión de obleas. Y el método es mucho menos complejo de implementar.
Es por ello que estos resultados permiten considerar nuevas técnicas de fabricación de dispositivos electrónicos o fotónicos, Mems (sistemas micro electromecánicos), o incluso chips híbridos que integran funciones electrónicas y microfluídicas para la refrigeración de circuitos de alto rendimiento. Se están manteniendo conversaciones con fabricantes de microelectrónica y fabricantes de máquinas láser.
Referencias:
Soldadura por láser de transmisión de materiales semiconductores similares y diferentes
Pol Sopeña, Andong Wang, Alexandros Mouskeftaras y David Grojo.
Reseñas de láser y fotónica
https://doi.org/10.1002/lpor.202200208
Artículo disponible en la base de datos de archivos abiertos arxiv
contactos:
– David Grojo – Director de Investigación (Investigación científica designa en primer lugar a todas las acciones emprendidas con vistas a…) en el CNRS (El Centro Nacional de Investigaciones Científicas, más conocido por sus siglas CNRS, es el más grande. . .), Laboratorio de láseres, plasmas y procesos fotónicos (LP3, CNRS/Universidad de Aix-Marseille)
david.grojo@cnrs.fr
– Comunicación (La comunicación concierne tanto a los humanos (comunicación intrapsíquica como interpersonal, etc.) INSIS – insis.communication at cnrs.fr
¿Te ha gustado este artículo? ¿Quieres apoyarnos? Compártelo en las redes sociales con tus amigos y/o coméntalo, ¡esto nos animará a publicar más temas similares!