در میکروالکترونیک های مدرن و ساخت دقیق ، ویفرهای سیلیکون و ورق های مس پوشیده از الماس به دلیل خاصیت فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد مورد استفاده قرار می گیرند. ویفرهای سیلیکون ، به عنوان ماده اصلی دستگاه های نیمه هادی ، دارای هدایت الکتریکی خوب و ثبات حرارتی هستند. در حالی که لمینت های مس با الماس ، سختی زیاد الماس را با هدایت الکتریکی خوب و هدایت حرارتی مس ترکیب می کنند و به طور گسترده در سینک های گرمای با کارایی بالا و بسته های الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرند. با این حال ، سختی زیاد این مواد و الزامات دقیق برای دقت در ماشینکاری باعث می شود که روش های ماشینکاری سنتی با چالش های بسیاری روبرو شوند. در این مقاله ، ما در مورد خواص این دو ماده و محدودیت های روشهای سنتی ماشینکاری آنها بحث خواهیم کرد و چگونه فناوری پردازش لیزر را با استفاده از تجهیزات برش لیزر سخت و سفارشی همراه با سیستم های دمیدن کواکسیال می توانند بر این چالش ها غلبه کنند.
خصوصیات مواد و مشکلات پردازش سنتی
ویفرهای سیلیکونی: ویفرهای سیلیکون با ضخامت های مختلف در طول پردازش ویژگی های مختلفی را نشان می دهند. ویفرهای سیلیکونی نازک شکننده و به راحتی تغییر شکل می یابد ، در حالی که ویفرهای سیلیکون ضخیم سخت تر هستند و نیازهای بالاتری برای صافی سطح دارند.
شکل 1 پردازش لیزر و مورفولوژی سطح ویفرهای سیلیکون
Wafer Diamond-Copper Wafer: کامپوزیت ذرات الماس و ماتریس مس ، ترکیب سختی زیاد الماس و هدایت الکتریکی و حرارتی خوب مس. سختی و ساختار پیچیده آن بسیار بالا ، تحقق برش و حفاری با کیفیت بالا را با روش های پردازش سنتی دشوار می کند.
شکل 2 نمونه ورق مس پوشیده از الماس
روشهای پردازش سنتی ، مانند برش مکانیکی و حفاری ، مشکلات زیر را دارند:
1. آسیب لبه: استرس مکانیکی منجر به شکستن لبه می شود و بر روند بعدی تأثیر می گذارد.
2. راندمان پردازش پایین: تأمین نیازهای تولید انبوه دشوار است.
3. سازگاری ضعیف: نتایج پردازش ضعیف برای محصولات فوق العاده نازک یا شکل پیچیده.
مزایای پردازش لیزر
فناوری پردازش لیزر با عملکرد غیر تماسی ، قابلیت های موقعیت یابی با دقت بالا و انعطاف پذیری برای پردازش ویفرهای سیلیکون و ورق مس الماس مس و الماس راه حل جدیدی را ارائه می دهد:
1. دقت بالا: با کنترل دقیق توزیع انرژی پرتو لیزر ، می تواند میکرون یا حتی پردازش خوب سطح نانومتر را تحقق بخشد.
2. کاهش آسیب مواد: پردازش لیزر به طور قابل توجهی تأثیر بر مواد اطراف را کاهش داده و از یکپارچگی ساختاری محافظت می کند.
افزایش بهره وری: سیستم های لیزر بسیار خودکار از حالت های عملکرد مداوم پشتیبانی می کنند و چرخه های پردازش را به طرز چشمگیری کاهش می دهند.
4. سازگاری پیشرفته: چه برای ویفرهای سیلیکونی نازک یا ضخیم ، یا ورق های مس پوشیده از الماس پیچیده ، لیزر می تواند پارامترهای خود را با توجه به طیف گسترده ای از نیازهای پردازش تنظیم کند.
علاوه بر این ، استفاده از تجهیزات برش لیزر سفارشی برای مواد سخت در ترکیب با سیستم دمیدن هوای کواکسیال می تواند کیفیت این روند را ضمن بهبود بیشتر کارایی تضمین کند. دمیدن هوای کواکسیال نه تنها به خنک کردن ناحیه اثر کمک می کند ، بلکه به طور موثری بقایای تولید شده را نیز از بین می برد و محیط پردازش را تمیز نگه می دارد و یک روند نرم تر را تضمین می کند.
شکل 3 برش و برش مربع ویفر سیلیکون
شکل 4 برش ویفر دایره ای و برش آرایه مربع
شکل 5 برش توپوگرافی سطح انتهای الماس ویفر مس
به طور خلاصه ، برای ویفرهای سیلیکون و روکش مس الماس مانند مواد با سختی بالا ، استفاده از فناوری پردازش لیزر با تجهیزات کمکی پیشرفته نه تنها می تواند بسیاری از مشکلات موجود در روش سنتی را حل کند ، بلکه با فرض تضمین کیفیت محصول ، کارایی تولید را تا حد زیادی بهبود می بخشد. با پیشرفت مداوم و بهبود فن آوری های مرتبط ، پردازش لیزر نقش مهمی در زمینه های بیشتر و ترویج توسعه میکروالکترونیک و فناوری تولید دقیق خواهد داشت.
