“技术的发展没有天花板，我们将继续探索新的工艺路径与新的制造装备。” 10月17日，2023年度广东省科学技术奖公布。广东工业大学陈新团队的“电子器件高密度封装的微细阵列制造关键技术与装备”项目荣获广东省技术发明一等奖。值得一提的是，这项技术产生显著的经济社会效益。
项目支持行业龙头突破封锁
后摩尔时代，多芯片高密度互连的电子器件封装制造成为行业发展新赛道，微细阵列制造是其技术竞争的核心。
据团队介绍，项目在该领域取得了系统性技术突破。研制的相关装备，关键技术指标优于国际品牌、产销创造多个全国、全球第一。集成项目技术创建的芯片板级扇出封装线，支持行业龙头突破美西封锁。
广东工业大学教授陈新在采访中详细介绍了该项目的基本技术原理：“随着芯片尺寸的缩小，多芯片互连密度增加，其微细阵列加工制造精度效率要求越来越高。我们研发的技术能够实现密集精细的晶圆划片与芯片互连封装，通过在基板上制造精细的扇出电路和垂直互连孔群，显著提升了多芯片的集成度。”
他补充道，“我们的装备能够在头发丝般细小的空间内进行高速精准操作，实现高精度与高效率的有效结合。”
陈新教授接受采访
技术使效率提升数倍甚至十倍
这种技术的优势在于其颠覆性的工艺引领。陈新指出，突破性的研发并非只是对设备作简单的调整或修正，而是需要进行工艺上的变革和颠覆性创新。
“只有通过这种创新，才能实现倍数级甚至数量级的精度和效率提升。如果仅在原有技术路线基础上进行小幅改动，要达到这样的提升是非常困难的。”陈新说。
他举例说，在玻璃基板孔群加工的过程中，传统方法是利用激光直接打穿，“而我们仅使用一个激光脉冲形成引导线，然后将其放入刻蚀槽中，通过超声波和温度等多能场控制来提高制孔的效率与精度。这种新工艺颠覆了传统的激光直接打穿方法，使得效率提升了数倍甚至十倍。如果没有这种颠覆性的技术突破，要实现如此显著的精度和效率提升几乎是不可能的。”
科技进步需要长期坐“冷板凳”
面对高精度与高效率的双重挑战，陈新团队经历了艰难的研发过程。
陈新形象地描述道：“这项工作既要速度又要精度，这就像在头发丝上跳舞。在芯片封装和电子器件的制造过程中，效率和精度缺一不可。”由于电子器件的生产量极大，如果没有足够的效率，将无法满足市场需求。而如果缺乏高精度，任何一个互连电路连接不牢固或不准确都会导致整个器件失效。
陈新教授与学生交流
为了克服这一难题，团队依靠多学科的知识积累，以及长期的技术沉淀与不断的实验改进，终于取得了突破。“这个项目，我们主要关注三个方向：晶圆划片、基板加工和引线互连。为了达到目前的高精度高效率，我们开展了工艺与装备的系统性创新，这些创新，正是我们能够在这些领域取得突破的关键。”
陈新表示，技术的积累是一个长期的过程。“自上世纪90年代我们开始从事LED芯片封装制造相关研究工作以来，经过多年的沉淀和技术革新，才逐步开发出现在的工艺和设备。”陈新说。
另外，团队需要深入理解行业发展需求，同时还需要多学科的学术支撑。“我们的工作涉及数学、力学、机械学、控制学、软件和测量学等多个学科，因此多学科的基础是必不可少的。只有经过多年的团队组建与经验积累，才能支撑起这些复杂的工作。”
陈教授强调，成功的关键在于坚持：“我常对学生强调，科学技术的突破需要长期的坚持和积累，不可能一蹴而就。不能期望一夜之间挖到金矿。科学技术的进步需要坐‘冷板凳’，十年如一日地坚持，才能迎来黎明的曙光。”
在新赛道上抢占发展主动权
陈新指出，在全球芯片制造面临瓶颈的后摩尔时代，先进封装技术是延续摩尔定律的有效途径，成为全世界都在你追我赶的新领域。
在芯片封装领域，中国与西方已逐步处于平等竞争、并驾齐驱的态势。陈新团队的研发成果为中国在电子器件高密度封装新赛道上抢占发展主动权，并推动电子制造产业持续高速发展作出了积极贡献。
“广东作为电子制造大省，我们的技术能够推动芯片集成度的提升，支持人工智能时代对计算和存储能力的更高要求。”陈新说。
陈新教授在指导学生
陈新表示：“如果这些基础研究不与产业前端需求结合，就难以产生颠覆性的技术创新。与企业的深度合作使得我们的技术能够迅速产业化，推动市场的发展。目前，这项技术已经得到了广泛应用，但仍需要进一步优化提升。”
陈新认为，广东的科技创新环境为项目的成功提供了重要支持。新质生产力来源于持续的科技创新、资源的有效配置以及与产业的深度融合。“我们将继续与企业合作，将技术成果转化为实际生产力。”
在谈到人才培养时，陈新表示，广东工业大学积极推动多学科融合的教育改革。“我们与香港科技大学等高校合作，通过项目制教学，培养学生跨学科的沟通与协作能力。这种模式不仅提高了学生的就业竞争力，也为行业输送了大量复合型人才。”
对于此次获奖，陈新感慨：“这对团队年轻人来说是很大的鼓励，总结梳理再提升，让年轻人更有动力往前走。”他坚信，技术的发展没有天花板，“我们将继续探索新的工艺路径、研制新的制造装备，实现更高的精度和效率，推动芯片封装技术的不断进步”。
文 | 记者 陈晓楠 黎秋玲图 | 受访者供图
