陶瓷基板外形切割之激光切割与水刀的区别

2024-08-01

  半导体陶瓷基板外形切割主要分为激光切割与水刀切割,它们在切割原理、星空体育平台特点、优缺点等方面存在一些区别。下面就让我们来详细了解一下这两种切割方法的区别。

  激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件,星空体育平台使被照射的材料迅速熔化、气化、烧蚀或达到燃点,同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质,从而实现将工件割开。激光切割属于热切割方法之一。

  激光气化切割多用于极薄金属材料和非金属材料(如纸、布、木材、塑料和橡皮等)的切割。

  激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的切割,如不锈钢、钛、铝及其合金等。

陶瓷基板外形切割之激光切割与水刀的区别(图1)

  激光划片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面进行扫描,使材料受热蒸发出一条小槽,然后施加一定的压力,脆性材料就会沿小槽处裂开。激光划片用的激光器一般为Q开关激光器和CO2激光器。

  控制断裂是利用激光刻槽时所产生的陡峭的温度分布,在脆性材料中产生局部热应力,使材料沿小槽断开。

  划片刀(Wafer Saw) 主要由电铸镍基结合剂、金刚石/类金刚石等硬质颗粒组成。切割时由主轴带动刀片高速旋转获得高刚性,从而去除材料实现切割。由于刀片具有一定的厚度,要求划片线宽较大。金刚石划片刀能够达到的最小切割线um。切割不同材质、厚度的晶圆,需要更换不同的刀具。在旋转砂轮式划片过程中,需要采用去离子水对刀片进行冷却,并带走切割后产生的硅渣碎屑。

  切割延展性金属材料时,刀口持续刮擦物体表面,将表面拉毛,刮除,并将碎屑排除。

  硬质颗粒的撞击和刀口的刮擦使材料能够从物体表面剥离,同时刀口能够将碎屑及时排除。这两者协同作用以保持物体表面材料被持续剥离,达到切割的效果。

  基于刀片切割运动形式(高速旋转、水平进给)及工作环境(去离子水及添加剂),刀片主要受以下作用影响:

  在一般情况下刀片连续切割,主要考虑机械应力导致的磨损。星空体育平台划片刀的组成、结构特点、运动模式和工作环境,决定刀片磨损主要为硬质颗粒断裂和结合剂磨耗两种模式。