Продолжаем рассказывать о лазерных технологиях.
Лазерное (оптическое) скрайбирование — это технология нанесения рисок или канавок на поверхность полупроводниковых пластин, тонких пленок или других материалов с помощью лазерного излучения для последующего разделения их на отдельные части, например кристаллы или чипы. В частности, на кремниевых пластинах такая технология позволяет получить качественное разделение без микротрещин и сколов, обеспечивая высокую производительность и точность процесса.
Схема процесса представлена на рисунке:
Лазерные технологии обеспечивают нанесение узких и глубоких канавок до 50–170 мкм глубиной и 25–40 мкм шириной. Процесс бесконтактный и не повреждает образец, что выгодно отличает его от механического скрайбирования.
Лазерное скрайбирование возможно как на полупроводниковых пластинах, так и на тонких пленках (например, в солнечных элементах на гибких носителях). Для сокращения теплового воздействия применяются ультракороткие лазерные импульсы. В некоторых случаях применяется внутриобъемное скрайбирование в прозрачных материалах, вызывающее контролируемую деформацию внутри образца для аккуратного разделения.
Какие лазеры используются для оптического скрайбирования?
Для оптического скрайбирования наиболее широко лазеры с импульсами пико- и фемтосекундной длительности:
- Nd:YAG-лазер с длиной волны 1.06 мкм. Этот твердотельный лазер часто используется для скрайбирования кремниевых пластин в режиме модулированной добротности, что повышает качество реза и снижает образование микротрещин.
- Ультрафиолетовые (УФ) лазеры — применяются для скрайбирования тонких пленок и материалов, требующих высокой точности и минимального теплового воздействия.
- Волоконные наносекундные лазеры (например, иттербиевые) с длиной волны порядка 1.06 мкм также используют для скрайбирования благодаря их высокой стабильности и компактности.
Насколько лучше лазерное скрайбирование, чем механическое?
В отличие от лазерного скрайбирования, когда канавки создаются испарением материала, механически с помощью инструмента с алмазным наконечником нарезаются риски меньшей толщины и глубины:
Нарезка канавок алмазным резцом
Скорость: 25–60 мм/с
Глубина: 1–5 мкм
Ширина: 1–5 мкм
Лазерное скрайбирование
Скорость: 200 мм/с
Глубина: 50–170 мкм
Ширина: 20–40 мкм
Максимальный выход годных чипов после разделения с помощью механического скрайбирования составляет 98%, а после лазерного — 99.5%.
Преимущества и недостатки лазерного скрайбирования
Преимуществ у метода оптического скрайбирования много:
- Высокая производительность процесса (до 200 мм/с с последующим качественным раскалыванием).
- Отсутствие микротрещин и сколов на полупроводниковых пластинах, что повышает выход годных изделий.
- Значительно большая точность и повторяемость обработки по сравнению с механическими методами.
- Отсутствие износа инструмента, что снижает затраты на техобслуживание.
- Экологичность процесса, отсутствие загрязнения поверхностей продуктами резки.
- Малая зона термического влияния, позволяющая минимизировать повреждения материала.
- Возможность нанесения более глубоких надрезов без механического давления на образец.
К недостаткам оптического скрайбирования можно отнести необходимость защиты поверхности от продуктов обработки. Защиту пластины от конденсатов при лазерном скрайбировании осуществляют с помощью продувки, адгезивной ленты или пленочное покрытий.
Подведем итоги
Лазерное (оптическое) скрайбирование — это технология высокоточного разделения в микроэлектронике и солнечной энергетике, где важны качество и минимальные дефекты.
Лазерные технологии в ЛАССАРД
Если вы хотите увидеть лазерные технологии в действии, то приезжайте к нам в шоурум! Мы покажем, как лазерные технологии работают на практике в станках для резки, сварки, маркировки, очистки и упрочнения, а также в гибридном станке 4 в 1.
Наши контакты:
📱 Сайт
📱 Интернет-магазин оптико-механических изделий и оптических столов
👥 ВК
📺 RUTUBE
🏭 Наше производство и шоурум: ОЭЗ «Технополис Москва», 109316, Россия, Москва, Волгоградский проспект, д. 42, корп. 5, пом. 1Н
📞 Наш телефон: +7 495 120 68 86
✉️ Наша почта: sales@lassard.ru