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激光在半导体晶圆切割及划片中的优势

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激光在半导体晶圆切割及划片中的优势

发布日期:2019-04-25 作者:孟飞 点击:

近年来光电产业的快速发展,高集成度和高性能的半导体晶圆需求不断增长,硅、碳化硅、蓝宝石、玻璃以及磷化铟等材料被广泛应用于半导体晶圆的衬底材料。随着晶圆集成度大幅提高,晶圆趋向于轻薄化,传统的很多加工方式已经不再适用,于是在部分工序引入了激光隐形切割技术


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激光切割技术具有诸多独特的优势:

1.非接触式加工:激光的加工只有激光光束与加工件发生接触,没有刀削力作用于切割件,避免对加工材料表面造成损伤。

2.加工精度高,热影响小:脉冲激光可以做到瞬时功率极高、能量密度极高而平均功率很低,可瞬间完成加工且热影响区域极小,确保高精密加工,小热影响区域。

3.加工效率高,经济效益好:激光加工效率往往是机械加工效果的数倍且没有耗材无污染。

而传统的加工方式则采用的是刀片的加工模式,而随着晶圆制程的改进,以及碳粉材料参杂的应用,晶圆的硬度越来越高,对加工的要求越来越高,激光切割技术的应用很好的解决了这种缺陷,尤其是晶圆加入碳粉后,硬度更高。

 


 半导体晶圆划片样品.png

 

 

 

半导体晶圆的激光隐形切割技术是一种全新的激光切割工艺,具有切割速度快、切割不产生粉尘、无耗损、所需切割道小、完全干制程等诸多优势。隐形切割主要原理是将短脉冲激光光束透过材料表面聚焦在材料中间,在材料中间形成改质层,然后通过外部施加压力使芯片分开。

晶圆切割是先进技术的代表,标志着一个国家的先进水平,想要不出现被卡脖子的状况,唯有发展自己的技术,才能跳出这个泥潭,作为激光行业的标杆,韵腾激光针对半导体行业研发的超快精密皮秒激光设备目前已经广泛应用于LED芯片、MEMS芯片、FRID芯片、SIM芯片、存储芯片等诸多晶圆的切割领域为国家的进步做贡献,实现国产化生产,提升国家竞争力。   


在半导体晶圆划片方面激光也有着不可代替的作用;深圳韵腾激光独立开发的半导体划片机已经大批量在行业中使用。


机器应用范围:

半导体集成电路,包括单双台面玻璃钝化二极管晶圆切割划片,单双台面可控硅晶圆切割划片,砷化镓,氮化镓,IC晶圆切割划片。



机器优点:

1、采用皮秒激光器、定制聚焦头, 聚焦光束直径小到3μm,切割道仅需10μm,切缝窄,更多的芯片出片率,无热效应,对芯片电路无损伤。

2、划片速度高达500mm/s, 对于厚度1mm内样品,激光划线仅需一次即可折断。

3、CCD视觉预扫描&自动抓靶定位、最大加工范围650mm×450mm、XY平台拼接精度≤±3μm

4、无锥度切割、最小崩边3μm, 边缘光滑。

5、支持多种视觉定位特征,如十字、实心圆、空心圆、L型直角边、影像特征点等。

6、6年激光微细加工系统研发设计技术积淀、性能稳定、3万小时无耗材。

7、机械手全自动上下料系统,节省人力成本。



激光划片原理(透明材料内聚焦爆裂切割):

      通过贝塞尔或DOE光学系统,把高斯激光光束压缩到衍射极限,在100-200KHz高重复频率、10ps极短脉宽的激光束作用下,聚焦光斑直径小至3μm,具有非常高的峰值功率密度,其在透明材料内部聚焦时,瞬间气化该区域材料从而产生一个气化带,并向上下两表面扩散形成非线性裂纹,从而实现对材料的切割分离。常见的透明材料包括玻璃、蓝宝石和半导体硅片(红外辐射是能够透射半导体硅材料的)都是适宜用皮秒&飞秒激光划片加工的。



技术规格参数

序号项目技术参数
光学单元
1激光器类型1064nm  10ps  200KHz
2冷却方式恒温水冷
3激光功率50W
4光束质量M²<1.3
5聚焦方式&加工头数单点聚焦镜、单头
6最小聚焦光斑直径

Ф3μm

激光加工性能
7加工速度100~1000mm/s可调
8最小崩边3μm
9最大加工材料厚度1mm
10最大加工尺寸&精度12inches, ±5μm
机械单元
11机床结构龙门式
12机床运动轴数&种类最多8轴,  X,Y,  Z, &θ轴
13平台最大行程&速度650mm×450mm
1000mm/s
14运动平台重复精度

±1μm

15运动平台定位精度

±3μm

软件控制单元
16激光加工&平台控制Strongsoft, Strongcut
17加工文件导入格式Dxf, Plt, DWG, Gebar
18CCD视觉定位软件AISYS Vision
19CCD视觉定位精度±3μm
电器单元
20PLC控制器Panasonic
21真空系统真空泵
22除尘&集尘系统专业粉尘过滤集成净化机
自动化单元
23自动上下料系统XZ轴+可移动上下料平台
安装环境
24整机供电&稳压器功率220V380V,6KW
25压缩空气压强

0.6MPa

26无尘室等级10000
27地面承重 2T/m²
28保护氮气高纯氮


       


为什么选择韵腾激光:

一流的研发团队

85%的公司员工拥有大专及以上学历,技术研发人员占总人数的一半以上,其中研发骨干人员代表着行业内顶尖水平。

丰富的行业经验

公司自2013年成立以来,风雨兼程一路走来,凭借着一流的专业技术和强大的研发优势,成功的为近300家不同行业企业提供了激光设备及其应用服务,积累了的丰富的行业经验。

一体化的解决方案

公司始终秉承以市场为导向,解决客户实际需求为己任,多年来公司先后独立开发完成 触摸屏行业 TP银浆线+ITO自动定位蚀刻系统方案,FPC+PCB高精密自动送料切割系统,全自动玻璃切割系统等行业标杆项目,为未来的发展打下了坚实的基础!



专注  专业  合作  共赢是我们多年来前行的动力!

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本文网址:http://www.feixiangm.com/news/490.html

关键词:晶圆激光切割,半导体晶圆用什么切割好,激光可以切割晶圆吗

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