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水導(dǎo)激光加工技術(shù):水導(dǎo)激光與水輔助激光切割硅片對(duì)比
發(fā)布日期:2025-05-13 10:39 ????瀏覽量:
在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域,硅片切割的精度與質(zhì)量直接影響芯片性能。水導(dǎo)激光加工與水輔助激光切割成為行業(yè)焦點(diǎn)。本文從切割硅片中對(duì)比兩者的核心區(qū)別。

一、水導(dǎo)激光與水輔助激光的切割機(jī)理差異

??水導(dǎo)激光加工??采用特殊噴嘴將聚焦激光束與高壓水流完全耦合,形成動(dòng)態(tài)光路引導(dǎo)系統(tǒng)。水流既是冷卻介質(zhì),又是激光傳輸載體,通過(guò)水柱折射實(shí)現(xiàn)非接觸式切割。
??水輔助激光切割??則通過(guò)外部噴水系統(tǒng)在激光作用區(qū)域注入輔助水流,利用水霧冷卻材料表面,減少熱損傷。

二、核心對(duì)比:槽道形態(tài)與熱效應(yīng)控制

1、槽道形貌:寬淺VS窄深

  • 水導(dǎo)激光加工因水流持續(xù)沖刷熔融物,切割路徑呈現(xiàn)??寬而淺??特征,適用于對(duì)深度精度要求較低的大尺寸加工。
  • 水輔助激光切割通過(guò)局部冷卻控制熔池?cái)U(kuò)展,可形成??窄而深??的槽道,在精密微加工中更具優(yōu)勢(shì)。

2、熱影響區(qū)與熔渣殘留

  • 水導(dǎo)激光的??全耦合技術(shù)??使水流直接作用于熔融硅表面,通過(guò)強(qiáng)制對(duì)流實(shí)現(xiàn)快速降溫(冷卻速率達(dá)10^6 K/s),有效抑制熔融物再凝固,槽道內(nèi)壁光滑無(wú)渣,熱影響區(qū)寬度<10μm。
  • 水輔助切割因水流與激光存在空間距離,冷卻效率較低(約10^4 K/s),熔池流動(dòng)性強(qiáng),易產(chǎn)生微米級(jí)熔渣附著,熱影響區(qū)擴(kuò)大至50-100μm。
 
隨著多波長(zhǎng)激光器與自適應(yīng)水流控制系統(tǒng)的成熟,水導(dǎo)激光正突破30μm以下超精細(xì)加工瓶頸。而水輔助技術(shù)通過(guò)引入納米級(jí)霧化噴嘴,在降低設(shè)備成本的同時(shí)提升切割穩(wěn)定性。對(duì)于追求極致表面質(zhì)量的熱敏感材料加工,水導(dǎo)激光展現(xiàn)顯著優(yōu)勢(shì);而在高性價(jià)比的大規(guī)模生產(chǎn)中,水輔助激光切割技術(shù)仍具競(jìng)爭(zhēng)力。
 

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