[發明專利]半導體金屬襯底的激光切割裝置及其切割方法

在審

• 申請號: 201811501544.0
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN109483068A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 陳暢;柳嘯;楊深明;高占峰;盧建剛;尹建剛;高云峰
• 申請（專利權）人: 大族激光科技產業集團股份有限公司
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/064;B23K26/03;B23K26/70;B23K26/60
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何平

本發明涉及一種半導體金屬襯底的激光切割裝置及其切割方法。該半導體金屬襯底的激光切割裝置包括：激光器，用于發射輸出激光；光束調節器，將所述輸出激光轉換為平行光束；聚焦透鏡，將所述平行光束聚焦，且所述平行光束聚焦后照射到工件上激光切割；及吹氣裝置，對所述工件的激光切割位置吹氣。這種半導體金屬襯底的激光切割裝置對半導體金屬襯底切割精度高，切割質量好。

技術領域

本發明涉及半導體金屬襯片加工的技術領域，特別是涉及半導體金屬襯底的激光切割裝置及其切割方法。

背景技術

目前，為了提高散熱效率和避免因熱膨脹系數較高產生變形，垂直結構半導體大都采用高熱導率且低熱膨脹系數的金屬作為襯底。在對半導體金屬襯底進行切割加工時，通常采用刀片切割和線切割。刀片切割的精度不高，切割效率較低，且由于刀片與工件之間會產生較大的機械應力，切割過程中會產生一些崩邊和毛層，影響半導體金屬襯底的切邊質量。線切割后工件的表面粗糙，有明顯的切割紋路，且加工速度較慢，不適合大規模的批量生產。

發明內容

基于此，有必要針對半導體金屬襯底切割效果不好的問題，提供一種對半導體金屬襯底切割精度高，切割質量好的半導體金屬襯底的激光切割裝置，以及半導體金屬襯底的激光切割方法。

一種半導體金屬襯底的激光切割裝置，包括：

激光器，用于發射輸出激光；

光束調節器，將所述輸出激光轉換為平行光束；

聚焦透鏡，將所述平行光束聚焦，且所述平行光束聚焦后照射到工件上激光切割；及

吹氣裝置，對所述工件的激光切割位置吹氣。

上述半導體金屬襯底的激光切割裝置，利用激光加工的方式對半導體金屬襯底進行切割，可避免因接觸式加工使材料容易產生變形、翹曲等問題，平行光束聚焦后，切割線長度和寬度可根據需求進行調節，并且，激光切割生成的殘渣、粉塵可由吹氣裝置吹走，可提高切割的精度和質量，并且能保持較高的切割效率。

在其中一個實施例中，所述激光器為紫外皮秒激光器，其波長為343nm～355nm，脈沖寬度為5ps～50ps，輸出功率為15W～45W，重復頻率為10KHz～2MHz?？梢詫崿F冷加工方式，減少切割道邊緣火山口殘渣堆積的現象。

在其中一個實施例中，所述光束調節器包括第一反射鏡和擴束鏡，所述第一反射鏡將所述輸出激光反射至所述擴束鏡，所述擴束鏡將所述輸出激光的光束直徑擴大，并轉換為平行光束，所述平行光束射入所述聚焦透鏡?？梢詫⒕哂幸欢òl散角度的高斯光束準直，并且通過將光束的直徑擴大，可減小經聚焦產生的光斑的直徑，增大切割精度。

在其中一個實施例中，還包括隔離光閘，所述隔離光閘設于所述第一反射鏡和所述擴束鏡之間，并用于防止所述輸出激光漏光。防止輸出激光漏光，影響激光切割效果。

在其中一個實施例中，還包括裂片機，所述裂片機對所述工件激光切割后的位置施加壓力，使所述工件沿切割位置裂開。通過裂片機配合，可以使得工件沿激光切割位置向兩邊分離，最終達到完全斷裂。

在其中一個實施例中，還包括載臺，所述載臺用于固定所述工件，且所述載臺位于所述聚焦透鏡的出光路徑上。便于對工件進行激光切割。

在其中一個實施例中，還包括旋轉裝置，所述旋轉裝置帶動所述工件旋轉涂覆保護液或者水洗。通過對工件待切割的表面旋轉涂覆保護液，可以減小激光切割時對工件產生的熱影響區域，且切割過程中產生的飛濺物會落到保護液上，易于飛濺物與保護液一起被沖洗掉。