Na microeletrônica moderna e na fabricação de precisão, as bolachas de silício e as folhas de cobre revestidas de diamante são amplamente utilizadas devido às suas propriedades físicas e químicas únicas. As bolachas de silício, como material básico para dispositivos semicondutores, têm boa condutividade elétrica e estabilidade térmica; Enquanto os laminados vestidos de cobre combinam a alta dureza de diamante com a boa condutividade elétrica e a condutividade térmica do cobre e são amplamente utilizadas em dissipadores de calor de alto desempenho e pacotes eletrônicos. No entanto, a alta dureza desses materiais e os requisitos rigorosos para a precisão da usinagem tornam os métodos tradicionais de usinagem enfrentarem muitos desafios. Neste artigo, discutiremos as propriedades desses dois materiais e as limitações de seus métodos tradicionais de usinagem e introduziremos como a tecnologia de processamento a laser usando equipamentos de corte a laser de material duro personalizado combinados com sistemas de sopro coaxiais podem superar esses desafios.
Propriedades do material e dificuldades tradicionais de processamento
As bolachas de silício: as bolachas de silício de diferentes espessuras exibem características diferentes durante o processamento. As bolachas de silício finas são frágeis e facilmente deformadas, enquanto as bolachas grossas de silício são mais difíceis e têm requisitos mais altos para a planicidade da superfície.
Figura 1 Processamento a laser e morfologia da superfície das bolachas de silício
Wafer de diamante-cobre: composto de partículas de diamante e matriz de cobre, combinando a alta dureza do diamante e a boa condutividade elétrica e térmica do cobre. Sua dureza extremamente alta e estrutura complexa dificultam a realização de corte e perfuração de alta qualidade pelos métodos tradicionais de processamento.
Fig. 2 Amostra de folha de cobre revestida de diamante
Os métodos tradicionais de processamento, como corte e perfuração mecânicos, têm os seguintes problemas:
1. Dano de borda: a tensão mecânica leva à quebra da borda, afetando o processo subsequente.
2. Baixa eficiência de processamento: é difícil atender às necessidades da produção em massa.
3. Má adaptabilidade: resultados de processamento ruim para produtos de forma ultrafinos ou complexos.
As vantagens do processamento a laser
Tecnologia de processamento a laser com sua operação sem contato, capacidades de posicionamento de alta precisão e flexibilidade para o processamento de bolachas de silício e folha de diamante revestida de cobre fornece uma nova solução:
1. Alta precisão: Ao controlar com precisão a distribuição de energia do feixe de laser, ele pode realizar mícron ou até processamento fino do nanômetro.
2. Danos reduzidos do material: o processamento a laser reduz significativamente o impacto nos materiais circundantes e protege a integridade estrutural.
3. Aumente a produtividade: os sistemas a laser altamente automatizados suportam modos de operação contínua, reduzindo drasticamente os ciclos de processamento.
4. Adaptabilidade aprimorada: Seja para bolachas de silicone finas ou grossas ou folhas de cobre com revestimento complexo de diamante, o laser pode ajustar flexivelmente seus parâmetros para atender a uma ampla gama de necessidades de processamento.
Além disso, o uso de equipamentos de corte a laser personalizados para materiais duros em combinação com o sistema de sopro de ar coaxial pode garantir a qualidade do processo, melhorando ainda mais a eficiência. O sopro coaxial do ar não apenas ajuda a esfriar a área de efeito, mas também remove efetivamente os detritos gerados, mantendo o ambiente de processamento limpo e garantindo um processo mais suave.
Fig. 3 Corte quadrado e corte face de bolacha de silício
Fig. 4 Corte circular de wafer e corte quadrado
Fig. 5 Topografia da superfície final de corte da bolacha de cobre revestida de diamante
Em resumo, para bolachas de silício e revestimento de cobre de diamante, como materiais de alta dureza, o uso da tecnologia de processamento a laser com equipamento auxiliar avançado pode não apenas resolver os muitos problemas que existem no método tradicional, mas também melhorar muito a eficiência da produção sob a premissa de garantir a qualidade do produto. Com o progresso contínuo e a melhoria das tecnologias relacionadas, o processamento a laser desempenhará um papel importante em mais campos, promovendo o desenvolvimento de microeletrônicas e tecnologia de fabricação de precisão.
