脈沖激光技術(shù)在半導(dǎo)體晶圓領(lǐng)域中的應(yīng)用

自上世紀(jì)六十年代第y臺(tái)激光器設(shè)備問(wèn)世以來(lái)，關(guān)于激光及其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用的研究得到了迅猛的發(fā)展，近20年來(lái)，激光制造技術(shù)已滲透入到諸多高科技領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)，其中激光技術(shù)在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用是最為廣泛和活躍的領(lǐng)域之一。

近年來(lái)光電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，高集成度和高性能的半導(dǎo)體晶圓需求不斷增長(zhǎng)，硅、碳化硅、藍(lán)寶石、玻璃以及磷化銦等材料被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體晶圓的襯底材料。

隨著晶圓集成度大幅提高，晶圓趨向于輕薄化，傳統(tǒng)的很多加工方式已經(jīng)不再適用，于是在部分工序引入了激光技術(shù)。

在諸多激光技術(shù)中脈沖激光特別是超短脈沖激光在精密加工領(lǐng)域應(yīng)用又尤為廣泛，超短脈沖激光是指激光單個(gè)脈沖寬度達(dá)到甚至小于10-12秒（即皮秒）這個(gè)量級(jí)的激光。

由于激光脈沖時(shí)間寬度極短，在某個(gè)頻率（即一定脈沖個(gè)數(shù)）下需要釋放設(shè)定的激光功率，單個(gè)脈沖的激光功率就是固定的，將單個(gè)脈沖的能量在極短的時(shí)間釋放出去，造成瞬時(shí)功率極高（兆瓦及以上），瞬間改變材料性質(zhì)，平均功率很低對(duì)材料加工區(qū)域熱影響很小的加工效果即激光冷加工。

超短脈沖激光加工具有諸多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：

1. 非接觸式加工：激光的加工只有激光光束與加工件發(fā)生接觸，沒(méi)有刀削力作用于切割件，避免對(duì)加工材料表面造成損傷。

2. 加工精度高，熱影響?。好}沖激光可以做到瞬時(shí)功率極高、能量密度極高而平均功率很低，可瞬間完成加工且熱影響區(qū)域極小，確保高精密加工，小熱影響區(qū)域。

3. 加工效率高，經(jīng)濟(jì)效益好：激光加工效率往往是機(jī)械加工效果的數(shù)倍且沒(méi)有耗材無(wú)污染。

3D激光打標(biāo)機(jī)3D激光打標(biāo)機(jī)3D激光打標(biāo)機(jī)3D激光打標(biāo)機(jī)

?光纖激光打標(biāo)機(jī)壽命是最長(zhǎng)的，真的嗎？

光纖激光打標(biāo)機(jī)標(biāo)記速度快，使用壽命長(zhǎng)，設(shè)備故障率低，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)，它被認(rèn)定為是一種有可能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)打標(biāo)加工方式的新型產(chǎn)品。其中，它深受人們喜愛(ài)的一個(gè)重要原因是，光纖激光打標(biāo)機(jī)比其他激光打標(biāo)機(jī)使用壽命長(zhǎng)。為什么光纖激光打標(biāo)機(jī)比半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)等設(shè)備的使用壽命更長(zhǎng)呢目前半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)的使用壽命是兩萬(wàn)個(gè)小時(shí)，而光纖激光打標(biāo)機(jī)的使用壽命是10萬(wàn)個(gè)小時(shí)。半導(dǎo)體的價(jià)格比光纖的便宜很多，因?yàn)閮r(jià)格的便宜，導(dǎo)致很多廠(chǎng)家選擇半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)。然而隨著工作時(shí)間的延長(zhǎng)，激光器的閾值電流會(huì)緩慢增加，從而導(dǎo)致半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)激光器退化。

在目前的激光打標(biāo)設(shè)備里，光纖激光打標(biāo)機(jī)標(biāo)記速度是最快的，它的使用壽命也是同類(lèi)型設(shè)備中最長(zhǎng)的，而且光纖激光打標(biāo)機(jī)設(shè)備故障率低，憑借著自身這么多的優(yōu)勢(shì)，光纖激光打標(biāo)機(jī)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)，它被認(rèn)定為是一種有可能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)打標(biāo)加工方式的新型產(chǎn)品。其中，它深受人們喜愛(ài)的一個(gè)重要原因是，光纖激光打標(biāo)機(jī)比其他激光打標(biāo)機(jī)使用壽命長(zhǎng)。為什么光纖激光打標(biāo)機(jī)比半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)等設(shè)備的使用壽命更長(zhǎng)呢?

目前半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)的使用壽命是兩萬(wàn)個(gè)小時(shí)，而光纖激光打標(biāo)機(jī)的使用壽命是10萬(wàn)個(gè)小時(shí)。為什么它們之間會(huì)存在這么大的差距;

1、半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)采用的半導(dǎo)體激光器的管芯極小，工作電流密度和光功率密度很高，而作為激光物質(zhì)的半導(dǎo)體單晶材料又較容易發(fā)生缺陷，這些缺陷在電和光的作用下逐漸發(fā)展，從而引起器件性能的退化。

2、半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)的激光器的鏡面是用解理工藝形成的，鏡面本身受到環(huán)境條件影響而污染也會(huì)也會(huì)導(dǎo)致激光器性能退化。管芯焊接也是關(guān)鍵技術(shù)，管芯焊在熱沉之上，而有源去距離熱沉只有幾微米;半導(dǎo)體激光器工作會(huì)發(fā)熱，如果焊料太多，受熱時(shí)會(huì)發(fā)生緩慢的攀移，使半導(dǎo)體激光器發(fā)生短路，導(dǎo)致激光器退化。

3、半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)隨著工作時(shí)間的延長(zhǎng)，激光器的閾值電流會(huì)緩慢增加，從而導(dǎo)致半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)激光器退化。

半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)的價(jià)格比光纖激光打標(biāo)機(jī)的便宜很多，因?yàn)榘雽?dǎo)體價(jià)格上的優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致很多廠(chǎng)家選擇半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)。然而隨著工作時(shí)間的延長(zhǎng)，激光器的閾值電流會(huì)緩慢增加，從而導(dǎo)致半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)激光器退化。 事實(shí)上，隨著國(guó)內(nèi)研發(fā)生產(chǎn)光纖激光器的廠(chǎng)家越來(lái)越多，技術(shù)越來(lái)越成熟，光纖激光打標(biāo)機(jī)的價(jià)格一直在下降，用不了多久半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)有可能會(huì)被光纖激光打標(biāo)機(jī)取代。

另一方面，任何激光打標(biāo)機(jī)設(shè)備都需要我們用心維護(hù)，其實(shí)半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)的使用壽命也不是固定的，只要我們平時(shí)注意維護(hù)的話(huà)，還是可以延長(zhǎng)它的使用壽命的。光纖激光打標(biāo)機(jī)也是如此，只要平時(shí)定期進(jìn)行清理，清潔，保養(yǎng)等工作，不論是半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)還是光纖激光打標(biāo)機(jī)，它的使用壽命都能在原有的基本上適當(dāng)?shù)募娱L(zhǎng)。

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?光纖激光打標(biāo)機(jī)對(duì)于金屬材料的用途

 光纖激光打標(biāo)機(jī)主要應(yīng)用于金屬材料。尤其是在不銹鋼商品和很多金屬零部件上的應(yīng)用，如產(chǎn)品的生產(chǎn)日期和產(chǎn)品的二維碼條形碼以及產(chǎn)品公司的的logo都能使產(chǎn)品具有高亮點(diǎn)高特點(diǎn)。這里面光纖激光打標(biāo)機(jī)通過(guò)控制激光的能量、功率大小和時(shí)間上的把握，光纖打標(biāo)機(jī)能在不銹鋼打出不同效果不同要求的標(biāo)記。

 具體是因?yàn)檫x用較低的能量密度和較長(zhǎng)的加工時(shí)間，則會(huì)獲得完全不同的效果：在金屬不熔化的情況下也可以產(chǎn)生深黑色的標(biāo)記，稱(chēng)為黑色氧化打標(biāo)，它的對(duì)比度非常高，但是并不會(huì)對(duì)材料表面的粗糙度或者紋理產(chǎn)生影響。同樣的光纖激光機(jī)設(shè)備也可以在不銹鋼上打出純白或泛白的標(biāo)識(shí)，激光通過(guò)控制激光的能量，用作生成網(wǎng)格點(diǎn)的激光，脈沖短，能量低，使得不銹鋼表面僅僅能夠產(chǎn)生一點(diǎn)點(diǎn)的熔化，在任何空氣氧化發(fā)生之前已經(jīng)固化，這樣便能產(chǎn)生牢固的白色標(biāo)識(shí)，由于打印白色標(biāo)識(shí)在金屬上較為美觀(guān)，因此在金屬制品的用途上很是廣泛，如餐具業(yè)和手機(jī)業(yè)等。

 而且光纖激光打標(biāo)機(jī)還能夠打出彩色的標(biāo)記。僅僅靠改變光的能量，就可以利用光纖激光打標(biāo)機(jī)在不銹鋼表面打出彩色的標(biāo)識(shí)。這里面的原理是光纖激光打標(biāo)機(jī)在不銹鋼的表面上，生成一層厚度受到j(luò)確控制的氧化膜，由于衍射效應(yīng)，不同厚度的氧化膜便可以呈現(xiàn)不同的顏色。效果極具視覺(jué)沖擊的，是激光光源穩(wěn)定性和通用性的一個(gè)很好的例證。

 光纖激光打標(biāo)機(jī)在打標(biāo)時(shí)能在材料不受到熱影響的情況下改變材料表面的顏色，形成y久的標(biāo)識(shí)。與光學(xué)掃描振鏡結(jié)合使用，可以打出任何圖案，使之成為應(yīng)用廣泛的金屬激光打標(biāo)機(jī)工具，越來(lái)越受到企業(yè)的重視。

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