I moderne mikroelektronik og præcisionsproduktion bruges siliciumskiver og diamantklædte kobberplader i vid udstrækning på grund af deres unikke fysiske og kemiske egenskaber. Siliciumskiver, som det grundlæggende materiale til halvlederindretninger, har god elektrisk ledningsevne og termisk stabilitet; Mens diamant kobberklædte laminater kombinerer den høje hårdhed af diamant med den gode elektriske ledningsevne og termiske ledningsevne af kobber, og bruges vidt i høje ydeevne kølevask og elektroniske pakker. Imidlertid får den høje hårdhed af disse materialer og de strenge krav til bearbejdningsnøjagtighed, at traditionelle bearbejdningsmetoder står over for mange udfordringer. I dette papir vil vi diskutere egenskaberne for disse to materialer og begrænsningerne i deres traditionelle bearbejdningsmetoder, og introducere, hvordan laserbehandlingsteknologi ved hjælp af tilpasset hårdt materiale laserskærende udstyr kombineret med koaksiale blæsesystemer kan overvinde disse udfordringer.
Materielle egenskaber og traditionelle behandlingsvanskeligheder
Siliciumskiver: Siliciumskiver med forskellige tykkelser udviser forskellige egenskaber under forarbejdning. Tynde siliciumskiver er skrøbelige og deformeres let, mens tykke siliciumskiver er hårdere og har højere krav til overfladet fladhed.
Figur 1 Laserforarbejdning og overflademorfologi af siliciumskiver
Diamond-kobber klædt skive: sammensat af diamantpartikler og kobbermatrix, der kombinerer diamantens høje hårdhed og den gode elektriske og termiske ledningsevne af kobber. Dens ekstremt høje hårdhed og komplekse struktur gør det vanskeligt at realisere skæring og boring af høj kvalitet ved traditionelle behandlingsmetoder.
Fig. 2 Prøve af diamantklædt kobberplade
Traditionelle behandlingsmetoder, såsom mekanisk skæring og boring, har følgende problemer:
1. kantskade: Mekanisk stress fører til kantbrud, der påvirker den efterfølgende proces.
2. Lav behandlingseffektivitet: Det er vanskeligt at imødekomme behovene i masseproduktion.
3. Dårlig tilpasningsevne: Dårlige behandlingsresultater for ultratynde eller komplekse formprodukter.
Fordelene ved laserbehandling
Laserbehandlingsteknologi med sin ikke-kontakt drift, høj præcisionspositioneringsfunktioner og fleksibilitet til behandling af siliciumskiver og diamant kobberklædt ark giver en ny løsning:
1. Høj præcision: Ved nøjagtigt at kontrollere energifordelingen af laserstrålen kan den realisere mikron eller endda nanometerniveau fin behandling.
2. Reduceret materialeskade: Laserbehandling reducerer påvirkningen markant på omgivende materialer og beskytter strukturel integritet.
3. Forøg produktiviteten: Meget automatiserede lasersystemer understøtter kontinuerlige driftstilstande, hvilket dramatisk reducerer behandlingscyklusser.
4. Forbedret tilpasningsevne: Uanset om det er for tynde eller tykke siliciumskiver eller komplekse diamantklædte kobberplader, kan laseren fleksibelt justere sine parametre, så de passer til en lang række behandlingsbehov.
Derudover kan brugen af tilpasset laserskærende udstyr til hårde materialer i kombination med koaksial luftblæsningssystem sikre kvaliteten af processen, samtidig med at effektiviteten forbedres. Koaksial luftblæsning hjælper ikke kun med at afkøle effektområdet, men fjerner også effektivt det genererede affald, hvilket holder behandlingsmiljøet rent og sikrer en glattere proces.
Fig. 3 Square Cutting and Cutting Face of Silicon Wafer
Fig. 4 Circular Wafer Cutting and Square Array Cutting
Fig. 5 Skærende slutoverfladetopografi af diamantklædt kobberskive
Sammenfattende, for siliciumskiver og diamantkobberbeklædning, såsom højhårdhedsmaterialer, kan brugen af laserforarbejdningsteknologi med avanceret hjælpeudstyr ikke kun løse de mange problemer, der findes i den traditionelle metode, men også forbedre produktionseffektiviteten under forudsætning af at sikre produktkvaliteten. Med den kontinuerlige fremskridt og forbedring af relaterede teknologier vil laserbehandling spille en vigtig rolle inden for flere felter og fremme udviklingen af mikroelektronik og præcisionsproduktionsteknologi.
