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激光加工技术电子工业的应用


    激光加工技术在电子工业中的应用
  激光加工技术属于非接触性加工方式,所以不产生机械挤压或机械应力,特别符合电子行业的加工要求。另外,还由于激光加工技术的高效率、无污染、高精度、热影响区小,因此在电子工业中得到广泛应用。
  1、激光划片
  激光划技术是生产集成电路的关键技术,其划线细、精度高(线宽为15-25μm,槽深5-200μm)、加工速度快(可达200mm/s),成品率达 99.5%以上。集成电路生产过程中,在一块基片上要制备上千个电路,在封装前要把它们分割成单个管芯。传统的方法是用金刚石砂轮切割,硅片表面因受机械力而产生辐射状裂纹。用激光划线技术进行划片,把激光束聚焦在硅片表面,产生高温使材料汽化而形成沟槽。通过调节脉冲重叠量可精确控制刻槽深度,使硅片很容易沿沟槽整齐断开,也可进行多次割划而直接切开。由于激光被聚焦成极小的光斑,热影响区极小,切划50μm深的沟槽时,在沟槽边25μm的地方温升不会影响有源器件的性能。激光划片是非接触加工,硅片不会受机械力而产生裂纹。因此可以达到提高硅片利用率、成品率高和切割质量好的目的。还可用于单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池的划片以及硅、锗、砷化稼和其他半导体衬底材料的划片与切割。
  2、激光微调
  激光微调技术可对指定电阻进行自动精密微调,精度可达0.01%一0.002%,比传统方法的精度和效率高,成本低。集成电路、传感器中的电阻是一层电阻薄膜,制造误差达上15一20%,只有对之进行修正,才能提高那些高精度器件的成品率。激光可聚焦成很小的光斑,能量集中,加工时对邻近的元件热影响极小,不产生污染,又易于用计算机控制,因此可以满足快速微调电阻使之达到精确的预定值的目的。加工时将激光束聚焦在电阻薄膜上,将物质汽化。微调时首先对电阻进行测量,把数据传送给计算机,计算机根据预先设计好的修调方法指令光束定位器使激光按一定路径切割电阻,直至阻值达到设定值,同样可以用激光技术进行片状电容的电容量修正及混合集成电路的微调。优越的定位精度,使激光微调系统在小型化精密线形组合信号器件方面提高了产量和电路功能。
  3、激光打标
  激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射,使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应,从而留下永久性标记的一种打标方法。激光打标有雕刻和掩模成像两种方式:掩模式打标用激光把模版图案成像到工件表面而烧蚀出标记。雕刻式打标是一种高速全功能打标系统。激光束经二维光学扫描振镜反射后经平场光学镜头聚焦到工件表面,在计算机控制下按设定的轨迹使材料汽化,可以打出各种文字、符号和图案等,字符大小可以从毫米到微米量级,激光标记是永久性的,不易磨损,这对产品的防伪有特殊的意义。已大量用在给电子元器件、集成电路打商标型号、给印刷电路板打编号等。近年来紫外波段激光技术发展很快,由于材料在紫外波激光作用下发生电子能带跃迁,打破或削弱分子间的结合键,从而实现剥蚀加工,加工边缘十分齐整,因此在激光标记技术中异军突起,尤其受到微电子行业的重视。

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