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激光划片机、砂轮划片机和金刚石线切割机之间的区别?

发布时间:2020-07-11 11:11:32  浏览次数:

武汉赛斐尔激光技术有限公司是一家激光加工应用技术专家型企业,主要从事光通信激光焊接机、光纤传输激光焊接机、振镜式激光焊接机、精密激光焊接机、电池激光焊接机、陶瓷划片机、陶瓷打孔机、陶瓷激光划片机、激光陶瓷划片机、陶瓷激光切割机、激光熔覆机、多功能激光加工机、激光加工自动线定制。

 
1、定义
激光划片机是利用高能激光束照射在工件表面,使被照射区域局部熔化、气化、从而达到划片的目的。因激光是经专用光学系统聚焦后成为一个非常小的光点,能量密度高,因其加工是非接触式的,对工件本身无机械冲压力,工件易变形。热影响极小,划精度高,广泛应用于单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池板的划片以及硅、锗、砷化稼、薄金属片和其他半导体衬底材料的划片与切割。
 
砂轮划片机技术是利用特殊的刀片以0.1~400mm/s的速度旋转与被加工的工件划擦和切屑,以剪切切屑形成方式达到切割目的。砂轮划片机是综合了水气电、高速主轴、精密机械传动、传感器及自动化控制等技术的精密数控设备。主要用于硅集成电路,发光二极管,铌酸锂,压电陶瓷,砷化镓,蓝宝石,氧化铝,氧化铁,石英,玻璃,陶瓷,太阳能电池片等材料的划切加工。
 
金刚石线切割机是利用电镀金刚石线往复走丝运动,以0~30m/s的速度与工件进行摩擦产生切削达到切割的目的。广泛用于各种非导电体、晶体、半导体和导电脆硬材料的精密切割。
 
2、三种设备的各自优势和问题
激光划片是生产集成电路的关键技术,其划线细、精度高、加工速度快(可达260mm/s),成品率达99.5%以上。集成电路生产过程中,在一块基片上要制备上千个电路,在封装前要把它们分割成单个管芯。传统的方法是用金刚石砂轮切割,硅片表面因受机械力而产生辐射状裂纹。用激光划线技术进行划片,把激光束聚焦在硅片表面,产生高温使材料汽化而形成沟槽。通过调节脉冲重叠量可精确控制刻槽深度,使硅片很容易沿沟槽整齐断开,也可进行多次割划而直接切开。由于激光被聚焦成极小的光斑,热影响区极小,切划50μm深的沟槽时,在沟槽边25μm的地方温升不会影响有源器件的性能。激光划片是非接触加工,硅片不会受机械力而产生裂纹。
 
激光划片机的问题在于这种切割工艺的复杂性,由于采用的是高温溶解方式,对某些特殊要求的材料容易引起表面化学变质,对非导电的切割厚度有限制,对高温下不易熔解的灰分成分材料也难以加工。激光划片机的精度线宽为15-25μm,槽深5-200μm(1mm=1000μm)。
砂轮划片机是接触性机械加工,因其属于物理加工方式,所以适合加工的材料较激光划片机更广泛,适合导电材料、非导电材料和半导电材料的切割。对被加工材料的表面不易产生微观变异。割缝的宽度直接由砂轮划片机刀片来决定,切割精度由切割速度和刀片表面来控制。因此较激光划片机更容易掌握加工要点。砂轮划片机的划片精度小于5微米,切割深度0.08-4mm。
 
砂轮划片机切割时主要会出现的问题:半导体行业所用的材料属于硬脆材料不同于普通的磨削加工。经过多次试验,我们得出:
(1)当主轴转速和切割深度固定时,切割进给速度减小,切割道宽度降低。
(2)当切割进给速度和切割深度固定时,主轴转速增加,切割道宽度减小。
(3)使用顺切模式的切割道宽度比逆切模式的切割道宽度小。利用顺切、慢的切割进给速度、较小的切割深度以及较高的主轴转速,能获得较低的切割力和较小的切割道宽度。
(4)受刀片厚度的影响,而刀片的钝化或进给速度不适合、切割机的轴向振动等现象,都会使切割道宽度变大。
(5)切割过程的操作方式、刀片种类、切割条件、振动大小、工件材料以及切割参数等不适合,都可能是引起基片过度破裂的因素。因此,砂轮划片机要切割的材料比激光划片机的应该厚一些。
 
金刚石线切割机也是接触机械性加工,纯物理加工方式,加工时不会产生火花,对被加工材料的表面性状没有任何改变。割缝的宽度由电镀金刚石线来决定。切割的精度由被切割的材料、切割速度和机床机械的原因来决定,切割时,使用类似的材料先试切几次就可以很快掌握切割的速度与精度、表面粗糙度的关系。我公司最新的金刚石线切割机采用的是边切割边研磨的技术,使加工质量有了质的提高。金刚石线切割机用来切割更大尺寸的材料,最大可达到1米多,最深能切800mm。最佳精度可达0.03mm,最佳粗糙度可达0.4μm。
 
金刚石线切割机因金刚石线的磨损程度、机床机械设计、材料本身的诸多原因使得加工精度标准也会有所不同。
 
三种设备的切割工艺:激光划片机属于柔性加工的方式,砂轮划片机属于刚性加工方式,金刚石线切割机是利用柔性的金刚石线刚性加工方式。
三种设备的切割深度比较:激光划片机在5~200μm,砂轮划片机0.08~4mm,金刚石线切割机在1mm~800mm。
 
三种设备的切割材料与精密程度:激光划片机可用于半导体材料、导电材料和超薄非导电材料的切割;砂轮划片机适用于稍厚半导体、非导体和导电体材料的精密切割;金刚石线切割机适合切割更大尺寸更厚的导电材料、非导电材料和半导电材料,精度最次,相对于其他外圆切片机、内圆切片机、砂轮片切割机来说,金刚石线切割机因割缝小、不易破裂、损耗低的优势更为突出,尤其适合昂贵脆硬非导电材料的切割加工。
 
以上就是激光划片机、砂轮划片机和金刚石线切割机之间的区别。想要了解更多关于激光划片机的信息,欢迎来来武汉赛斐尔激光技术有限公司网站进行咨询,我们会竭诚为您解答!

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