Dans la microélectronique moderne et la fabrication de précision, les tranches de silicium et les feuilles de cuivre en diamant sont largement utilisées en raison de leurs propriétés physiques et chimiques uniques. Les tranches de silicium, en tant que matériau de base pour les dispositifs semi-conducteurs, ont une bonne conductivité électrique et une stabilité thermique; tandis que les stratifiés en cuivre diamant combinent la dureté élevée du diamant avec la bonne conductivité électrique et la conductivité thermique du cuivre, et sont largement utilisés dans les dissipateurs thermiques à haute performance et les emballages électroniques. Cependant, la dureté élevée de ces matériaux et les exigences strictes pour la précision de l'usinage font que les méthodes d'usinage traditionnelles sont confrontées à de nombreux défis. Dans cet article, nous discuterons des propriétés de ces deux matériaux et des limites de leurs méthodes d'usinage traditionnelles, et introduire comment la technologie de traitement laser à l'aide d'un équipement de coupe laser du matériel dur personnalisé combiné à des systèmes de soufflage coaxial peut surmonter ces défis.
Propriétés des matériaux et difficultés de traitement traditionnelles
Les tranches de silicium: des tranches de silicium de différentes épaisseurs présentent différentes caractéristiques pendant le traitement. Les plaquettes de silicium minces sont fragiles et facilement déformées, tandis que les tranches de silicium épaisses sont plus difficiles et ont des besoins plus élevés pour la planéité de surface.
Figure 1 Traitement du laser et morphologie de surface des tranches de silicium
Badéfeur vêtue de cuivre en diamant: composite des particules de diamant et de la matrice de cuivre, combinant la dureté élevée du diamant et la bonne conductivité électrique et thermique du cuivre. Sa dureté extrêmement élevée et sa structure complexe rendent difficile la réalisation de coupe et de forage de haute qualité par les méthodes de traitement traditionnelles.
Fig. 2 Échantillon de feuille de cuivre revêtu de diamant
Les méthodes de traitement traditionnelles, telles que la découpe mécanique et le forage, ont les problèmes suivants:
1. Dommage des bords: la contrainte mécanique entraîne une rupture du bord, affectant le processus ultérieur.
2. Efficacité de traitement faible: il est difficile de répondre aux besoins de la production de masse.
3. Mauvaise adaptabilité: mauvais résultats de traitement pour les produits de forme ultra-minces ou complexes.
Les avantages du traitement laser
La technologie de traitement laser avec son fonctionnement sans contact, ses capacités de positionnement de haute précision et sa flexibilité pour le traitement des plaquettes en silicium et de la feuille de diamant cuivre en cuivre fournit une nouvelle solution:
1. Precision élevée: en contrôlant avec précision la distribution d'énergie du faisceau laser, il peut réaliser un traitement fin au niveau micron ou même au niveau nanométrique.
2. Dommages réduits des matériaux: le traitement au laser réduit considérablement l'impact sur les matériaux environnants et protège l'intégrité structurelle.
3. Augmentation de la productivité: les systèmes laser hautement automatisés prennent en charge les modes de fonctionnement continu, réduisant considérablement les cycles de traitement.
4. Adaptabilité améliorée: que ce soit pour des plaquettes de silicium minces ou épaisses ou des feuilles de cuivre en diamant complexes, le laser peut ajuster de manière flexible ses paramètres en fonction d'une large gamme de besoins de traitement.
De plus, l'utilisation d'équipements de coupe laser personnalisés pour les matériaux durs en combinaison avec un système de soufflage d'air coaxial peut assurer la qualité du processus tout en améliorant l'efficacité. Le soufflage d'air coaxial aide non seulement à refroidir la zone d'effet, mais aussi à éliminer efficacement les débris générés, à garder l'environnement de traitement propre et à assurer un processus plus lisse.
Fig. 3 COUPE CARTE ET COUPE FACE DE SILICON WAFER
Fig. 4 Coupe circulaire de la plaquette et coupe carrée
Fig. 5 Topographie de la surface finale de coupe de la plaquette de cuivre revêtue de diamant
En résumé, pour les tranches de silicium et le revêtement en cuivre en diamant tels que les matériaux de dureté élevée, l'utilisation de la technologie de traitement laser avec des équipements auxiliaires avancés peut non seulement résoudre les nombreux problèmes qui existent dans la méthode traditionnelle, mais aussi améliorer considérablement l'efficacité de la production sous la prévision de la qualité des produits. Avec les progrès et l'amélioration continus des technologies connexes, le traitement laser jouera un rôle important dans davantage de domaines, favorisant le développement de la microélectronique et de la technologie de fabrication de précision.
