[發(fā)明專利]應用于PLC晶圓激光切割裝置及帶有該裝置的皮秒激光器

有效

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• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106825943B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設計）人: 莊鴻武;張朝陽;陸海強;徐金磊;楊敬博;顧秦銘
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/0622;B23K26/064;B23K26/067
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本發(fā)明公開了應用于PLC晶圓激光切割裝置及帶有該裝置的皮秒激光器，涉及激光加工應用領域，該裝置包括用于射出激光的激光器，激光器一端設置有用于接收激光的第一45°鏡，第一45°鏡一側設置有接收激光的變頻晶體，變頻晶體遠離所示第一45°鏡的一側設置有高反鏡，高反鏡將激光反射至第一45°鏡，激光器遠離所述第一45°鏡的一側設置有角錐，角錐與所述激光晶體之間設置有調(diào)Q，第一45°鏡遠離所述高反鏡的一側設置有分光系統(tǒng)，分光系統(tǒng)的一側設置有凸透鏡。本發(fā)明具有激光器射出的激光能量較低，經(jīng)折射后存儲在調(diào)Q中，能量足夠后再射出并穿透第一45°鏡，進行切割，降低了激光器功率的要求。

技術領域

本發(fā)明涉及激光加工應用技術領域，特別涉及一種應用于PLC晶圓激光切割裝置及帶有該裝置的皮秒激光器。

背景技術

激光切割已成為非常成熟的先進制造技術，在眾多領域發(fā)揮著重要的作用。激光切割是一個復雜的加工過程，主要考察切割速度和切割質(zhì)量，切割質(zhì)量的評價包括材料濺射重凝層、熱影響區(qū)、裂紋和材料強度影響等，激光對脆性材料的高質(zhì)量、高效率切割研究受到了研究人員的重視。PLC平面波導型光分路器(PLC Splitter)是一種基于石英基板的集成波導光功率分配器件，與同軸電纜傳輸系統(tǒng)一樣，光網(wǎng)絡系統(tǒng)也需要將光信號進行耦合、分支、分配，這就需要光分路器來實現(xiàn)。PLC平面光波導分路器芯片采用光刻技術，實現(xiàn)通過光波導技術把一束光或兩束光均勻地分成多路光。PLC光分路器芯片具有較高的光學性能，高穩(wěn)定性和高可靠性，是平面光波導分路器中關鍵部件之一。PLC光分路器晶圓基于平面光波導技術，在石英襯底上通過生長、光刻、刻蝕等工藝最終制造出不同通道數(shù)目的光分路器晶圓。PLC光分路器晶圓通過粘片、切割、研磨和拋光等工藝得到高性能、高成品率、高穩(wěn)定性的光分路器芯片。

傳統(tǒng)的金剛刀切割技術由于機械刀片尺寸的限制，加上容易出現(xiàn)裂痕、崩缺等異常，已經(jīng)處理不了劃片道尺寸50μm以下的產(chǎn)品；而砂輪劃片技術由于刀片在切割時的震動會加載到芯片上，會導致芯片崩片、碎片、裂紋；刀片切割磨損會導致切割深度變化，刀片切割消耗、劃片槽較寬、有切屑。

激光切割脆性材料從原理上可分為激光熔融法和激光熱裂法。激光熱裂法不需要高功率激光照射，材料不會軟化和熔化；沒有切削粉末或熔渣，切割面光滑，材料沒有損失；理論上可以作任意形狀的切割。該方法被認為是脆性材料高質(zhì)量切割的有效手段，得到深入研究。

公告號為CN102653032B，公告日為2014.12.10的中國專利《一種激光多點聚焦加工系統(tǒng)》，提出了一種激光多點聚焦加工系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以將激光的單聚焦點轉換成同光軸多聚焦點后，入射到待加工透明材料內(nèi)，提高透明脆性材料沿厚度方向上對激光能量吸收的均勻性，從而增強透明材料沿厚度方向上受熱的均勻性，顯著減小沿厚度方向產(chǎn)生的應力差別，實現(xiàn)激光對透明脆性材料高質(zhì)量、高效率、高成功率地切割分離。

上述發(fā)明通過增加聚焦點的設置，提升了激光切割的均勻度，提升了切割質(zhì)量，但是要求激光能量高，輸出功率較大，對硬件的要求嚴格。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一個目的是提供一種應用于PLC晶圓激光切割裝置，在加工過程中所需的激光器功率較小，降低了硬件要求。

本發(fā)明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現(xiàn)的：

應用于PLC晶圓激光切割裝置，包括用于射出激光的激光器，所述激光器一端設置有用于接收激光的第一45°鏡，所述第一45°鏡一側設置有接收反射激光的變頻晶體，所述變頻晶體遠離所示第一45°鏡的一側設置有高反鏡，所述高反鏡將經(jīng)過變頻晶體轉換過的激光反射至第一45°鏡，所述激光器遠離所述第一45°鏡的一側設置有角錐，所述角錐與所述激光器之間設置有調(diào)Q開關，所述第一45°鏡遠離所述高反鏡的一側設置有分光系統(tǒng)，所述分光系統(tǒng)入射激光側設置有導光鏡，分光系統(tǒng)射出激光側設置有凸透鏡；所述凸透鏡與所述分光系統(tǒng)之間設置有第二45°鏡。

進一步的，所述導光鏡為直角三角形。