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成都激光切割光束聚焦与工件位置

发布者: 发布时间:2016-4-25 11:34:55 阅读:次 【字体:

精密切割中,对切口宽度有相当严格的要求,用于微0电子工业的精密切割尤为突出。以硅的划片为例,在一块硅片上制作了大量组件,不同组件之间的距离约为100um,那么,超过或达到100um的切口固然必定会毁坏元件,即使是接近一百微米的切口,也会因热扩散等作用而严重影响半导体组件的功能。所以,如果要求切口和两边组件的距离均为30-40um时,则切口宽度便不得超过20~30um。为了获得窄的切口宽度,不但需要激光束聚焦光斑尽量小,而且需要以一定的工件位置予以适当配合,使切口宽度符合加工要求。光束聚焦与工件位置直接影响精密切割质量,下面讨论与其有关的因素。

一、光束聚焦

从激光器输出的光束,一般都具有毫米量级的束握。因此,在用于精密切割之前,必须首先把它聚焦,将束腰压缩一百倍左右,这样既可使切口宽度减小,又可提高功率密度,对切割更为有利。透镜焦距越小,聚焦效果越好,所以,通常都选用短焦距透镜聚焦。

二、工件位置

为了保证精密切割的切割精度,仅仅把光束聚焦还不够,尚需仔细确定待加工工件的位置。

很明显,如果工件和聚焦后的光束束腰之间有一个不容忽视的距离,那么,尽管束腰已被压缩得足够小,但落到工件上的光斑却可能超过所要求的值。

需要强调指出的是,由子聚焦后的光束束腰很小,发散角很大,因而,一旦偏离束腰位置,光斑的增长是不可忽视的。

三、激光切割的原理

由于被加工材料的性质不同,切割原理通常分为两类。切制金属和某些介质材料时,先把材料蒸发或熔化,然后(一般通过吹气)把熔融物从光作用区排出,而切割硬脆材料时,则是造成热应力,使材料沿裂纹断开。

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