晶体的激光切割
发布日期:2021-10-22
在激光对晶体类材料的加工中,常见的是将晶片切割成晶圆。晶片的激光切割是一种精密加工,对切割质量的要求很高。
激光作用于材料产生的热效应可以对晶片材料进行熔化、气化切割,但是这种热效应也可能在晶片上产生不可控的裂纹,甚至破坏材料的微观结构。因此,对晶片的冷加工方法成为提高晶片切割质量的有效途径,这里的冷加工是指激光对材料产生的热效应很小,不至于破坏晶片的表面形貌乃至微观结构。 一种常用的方法是控制断裂切割,一般选择YAG激光作为激光源。这种激光切割机要求在晶片上先划出一条裂纹,然后通过激光作用在材料上时产生的热应力对晶片进行裂纹可控的切割。这种切割机制下的激光功率较小,对晶片产生的热影响有限,可以获得较好的切割质量。 还有一种方法是通过更换激光源来提高切割质量,即选择紫外激光。与YAG激光和CO2激光不同,紫外激光通过直接破坏晶片材料的化学键达到切割目的,这是一个冷过程,热影响区域小,另外紫外激光的波长短、能量集中且切缝宽度小。紫外激光切割晶片时,需要辅助气体将切屑清除,一般选用氮气或惰性气体。 由于辅助气体对切割区域的冷却作用可以减小热影响区,因此可以将辅助气体换为液体来提高切割质量,微水刀激光加工(laser-microjet)就是这样的一种切割技术。
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