激光劃片是利用高能激光束照射在工件表面,使被照射區(qū)域局部熔化、氣化、從而達(dá)到劃片的目的。激光劃片機(jī)主要用于金屬材料及硅、鍺、砷化鎵和其他半導(dǎo)體襯底材料劃片和切割,可加工太陽能電池板、硅片、陶瓷片、鋁箔片等,工件精細(xì)美觀,切邊光滑。
然而傳統(tǒng)的劃片都是通過劃片砂輪的高速旋轉(zhuǎn)研磨來完成對Si片的切斷，這種切割方法必然要伴隨冷卻和清洗的較高壓力的水流、劃片刀和Si片接觸產(chǎn)生的壓力和扭力、以及切割下來的Si屑對Si片本身造成的污染，而這幾點都對MEMS產(chǎn)品造成了致命的威脅。
隨著科技的發(fā)展，越來越多的新技術(shù)應(yīng)用到半導(dǎo)體制造設(shè)備中來，特別是激光劃片技術(shù)的成熟應(yīng)用，促成了MEMS劃片工藝的技術(shù)飛躍，提高了產(chǎn)品的成品率，簡化了制造流程，降低了MEMS制造的成本。在當(dāng)前的技術(shù)條件下，激光切割技術(shù)主要有濕式和干式兩種。
那么講到激光劃片機(jī)技術(shù)我們先了解激光劃片技術(shù)。該技術(shù)是生產(chǎn)集成電路的關(guān)鍵技術(shù)，其劃線細(xì)、精度高(線寬為15-25μm，槽深5-200μm)、加工速度快(可達(dá)200mm/s)，成品率達(dá)99.5%以上。集成電路生產(chǎn)過程中，在一塊基片上要制備上千個電路，在封裝前要把它們分割成單個管芯。傳統(tǒng)的方法是用金剛石砂輪切割，硅片表面因受機(jī)械力而產(chǎn)生輻射狀裂紋。用激光劃線技術(shù)進(jìn)行劃片，把激光束聚焦在硅片表面，產(chǎn)生高溫使材料汽化而形成溝槽。
通過調(diào)節(jié)脈沖重疊量可精確控制刻槽深度，使硅片很容易沿溝槽整齊斷開，也可進(jìn)行多次割劃而直接切開。由于激光被聚焦成極小的光斑，熱影響區(qū)極小，切劃50μm深的溝槽時，在溝槽邊25μm的地方溫升不會影響有源器件的性能。激光劃片是非接觸加工，硅片不會受機(jī)械力而產(chǎn)生裂紋。因此可以達(dá)到提高硅片利用率、成品率高和切割質(zhì)量好的目的。還可用于單晶硅、多晶硅、非晶硅太陽能電池的劃片以及硅、鍺、砷化稼和其他半導(dǎo)體襯底材料的劃片與切割。
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