Semi-kondiktè yo se yon pati entegral nan fonksyonman enteryè aparèy medikal, kontribye nan konduktiviti ki genyen ant ki pa kondiktè ak kondiktè pou kontwole aktyèl la. Nan vire, pwosesis asanble a fè semiconductor pafè a trè detaye, espesyalman kounye a ke aparèy yo ap vin pi piti ak pi piti. Kòm semi-conducteurs yo rapidman miniaturized anfòm nan aparèy sa yo ki pi piti, wòl nan lazè nan fabrikasyon semi-conducteurs te adapte.
Teknoloji lazè souvan itilize nan fabrikasyon semi-conducteurs pou travès mens, presi, versatile ak pwisan li yo pou yon varyete de rezon, ki gen ladan koupe, soude, retire kouch ak make.
Koupe / ekri
Nan pwodiksyon an nan semi-conducteurs, gen plizyè etap dicing, ki gen ladan koupe gaufr soti nan blòk kristal ak modèl soti nan fim mens. Dicing ak yon lazè asire ke chips yo byen koupe pou yo anfòm byen nan aparèy final la. Sèvi ak lazè pèmèt semi-conducteurs yo dwe koupe nan anpil fòm ak modèl ki pa posib lè l sèvi avèk lòt metòd dicing. Dapre Fu Foundation School of Engineering and Applied Science nan Columbia University, koupe wafers lè l sèvi avèk metòd sa a diminye mete zouti ak pèt materyèl ak rezilta nan pi wo pwodiksyon an.
Materyèl etid Columbia a sou pwosesis semi-conducteurs lazè deklare ke "avantaj nan koupe lazè gen ladan mwens mete zouti, redwi pèt materyèl alantou koupe a, pi wo pwodiksyon an akòz mwens rupture, ak pi vit rotation akòz fasilite nan enstalasyon."
Yon lòt opsyon pou koupe se scribing - perçage yon seri de twou avèg byen espace oswa sipèpoze mwatye nan materyèl la. Sa a se yon metòd lajman ki itilize nan aplikasyon pou fabrikasyon semi-conducteurs, tankou koupe substrats oksid aliminyòm nan transpòtè chip oswa separe wafers Silisyòm nan chips. Li se vo anyen ki kalite lazè ki nesesè pou ekri a depann de materyèl yo itilize a.
Inivèsite a di, "Aliminyòm ksid scribing itilize CO2 lazè, pandan y ap Silisyòm scribing itilize Nd: YAG lazè paske diferan materyèl yo gen diferan pousantaj absòpsyon nan longèdonn diferan."
Motivasyon pou itilize ekriti kont koupe depann sou vitès la nan ki aksyon an rive nan magazen an fabwikasyon. "Pou oksid aliminyòm, ki se apeprè 0.025 pous epè, materyèl la ka ekri nan yon vitès apeprè 10 pous pou chak segonn lè l sèvi avèk yon lazè CO2 mwayen pouvwa, tandiske pou yon lazè menm jan an, pousantaj la koupe ka. se yon fraksyon pous pa segonn," ekri anplwaye inivèsite a. "Scribing ofri tou avantaj pou yo te kapab ekri substra a anvan pwosesis la fini ak Lè sa a, fasil separe li nan bato apre pwosesis."
Welding
Soude lazè oswa soude dyod lazè se pwosesis pou fonn pati adjasan nan yon eleman semi-conducteurs ansanm, anpil tankou sere yon wafer nan yon plak sipò. Pou ankadreman sipò ki pare yo dwe estokaj (tankou ankadreman plon), lazè a mete yon mak idantifikasyon sou ankadreman an ak Lè sa a, roughens sifas la asire ke de pati yo byen kole ansanm. Yon fwa yo kole ansanm, machin nan make lazè retire burrs ki te kreye pa pwosesis la roughening.
Retire kouch
Asire ke semi-conducteurs yo pwòp epi yo san defo se yon pati nan yon pwosesis manifakti ki rele retire kouch. Sèvi ak yon lazè (anjeneral Nd:YAG), kouch vle yo ka retire tankou ak résine oswa kwiv, ak menm jan ak lò oswa kouch fim mens. Pou debavure, lazè a sèvi ak gwo bout bwa amann li yo pou retire depase materyèl san yo pa lakòz domaj nan pwodwi a.Retire nan kouchpèmèt domaj yo dwe analize pi klè, elimine nesesite pou demonte pou enspeksyon, ki ta ka lakòz domaj pwodwi.
Marking
Lazè make semi-conducteursenpòtan pou trasabilite pwodwi ak lizibilite, ki vle di ke lazè a dwe klèman lizib nan simagri piti anpil. Trasabilite pwodwi vle di ke pwodwi a ka swiv atravè etap miltip nan pwodiksyon kòm byen ke distribisyon final la. Sa fè li pi fasil pou jwenn ak izole kategori espesifik defo.
Bato ki make yo dwe lizib tou, paske make se yon fason itil pou detèmine ki pwodwi ki apwopriye pou yon aplikasyon. Dapre Wafer World, "Lazè a pa sèlman koupe nan sifas la nan wafer la, men tou rearanje patikil yo sifas yo kreye mak trè fon men fasil-a-li."
Gen de kalite makè yo itilize sou semi-conducteurs: makè etch ak makè annealed. Makè Etch yo se kouch mens nan materyèl ke yo retire lè l sèvi avèk yon lazè, kite yon mak teksti sou 12 a 25 mikron pwofondè. Sa yo souvan refere yo kòm "mak difisil" paske gen yon chanjman vizib nan kouch sifas la.
Recuit mak, nan lòt men an, sèvi ak yon lazè mete nan yon nivo pouvwa pi ba yo ordonne molekil yo olye ke grave yo. Sa a kreye yon kontras sou sifas chip ki vizib lè limyè reflete.
Kalite lazè
Kounye a, konpayi yo sitou itilize lazè solid-eta pou fabwikasyon chip paske yo rekonèt pou gwo pouvwa yo epi sèvi ak minrè kòm mwayen lazè a. Medya mineral tipikman konsiste de yttrium, aliminyòm, grena, oswa kristal vanadate yttrium. Pou egzanp, Nd: YAG lazè sèvi ak neyodim-dope ittrium kristal ganèt aliminyòm kòm mwayen an. Se gwo bout bwa a lazè pwodwi lè l sèvi avèk yon osilator ki stimul mwayen an ak limyè ki soti nan yon dyod lazè.
Youn nan kalite lazè solid-eta yo itilize pou make chip, engraving, ak dicing se lazè fib la, Keyence di, e ajoute ke lazè yo gwo vitès sèvi ak "fib optik kòm resonator ak kreye estrikti sipèpoze atravè Yb-ion doped fib CLADDING," remake ke lazè fib li yo ke yo rekonèt kòm seri MD-F nan lazè fib aks 3-. "Gen kèk nan itilizasyon lazè fib yo enkli retire burrs nan pwosesis pre-pwodiksyon, make kòd trasabilite, ak retire résine pou analiz defo."
Lazè Excimer yo itilize tou nan fabrikasyon semi-conducteurs. Sa yo foniltravyolèt(UV) lazè ak longèdonn ki sòti nan 126 nm a 351 nm ki itilize prensipalman pou mikromachin polymère. Travès lazè UV ki pi kout yo konpare ak eta solid fè yo apwopriye pou nenpòt kalite materyèl, ki gen ladan materyèl trè frajil ak delika, epi pèmèt yo travay nan yon zòn trè ti presi ak yon pwen redwi nan aksyon. Lè yo itilize pou make, lazè UV chanje estrikti materyèl pwodwi a nan nivo molekilè san yo pa jenere chalè nan zòn ki antoure a.
Inovasyon lazè
Kounye a, lazè solid-state ak excimer yo konsidere kòm opsyon prensipal yo lè w ap itilize fabrikasyon lazè pou pwodiksyon semi-conducteurs. Sepandan, yon nouvo opsyon ki ta ka rivalize klasik yo ka byento disponib. Nan yon etid resan ki te pibliye nan jounal Nature, yon ekip chèchè nan Inivèsite Kyoto ki te dirije pa Susumu Noda te ekri ke yo te pran etap pou simonte limit yo nan klète lazè semi-conducteurs pa chanje estrikti nan lazè fotonik kristal emèt (PCSELs). Dapre Enstiti a nan Enjenyè Elektrik ak Elektwonik, klète se yon avantaj ki gen ladan degre nan konsantre oswa divergence nan yon gwo bout bwa nan limyè. -echèl operasyon akòz defi ak gwosè ak klète lazè yo.
Souvan, pwoblèm nan ak PCSEL yo soti nan dezi a elaji zòn emisyon yo, ki vle di ke gen plas pou limyè a osile nan direksyon emisyon ak nan direksyon transverse. "Osiilasyon transverse sa yo konnen kòm mòd ki pi wo yo epi yo ka detwi kalite gwo bout bwa a," IEEE ekri. "Anplis de sa, si lazè a opere kontinyèlman, chalè a andedan lazè a ka chanje endèks la refraktif nan aparèy la, ki mennen nan plis deteryorasyon nan bon jan kalite a gwo bout bwa."
Nan etid la Nati, chèchè yo te itilize kristal fotonik ki entegre nan lazè a ak "adapte reflektè entèn la pou pèmèt osilasyon sèl-mòd sou yon zòn ki pi laj ak konpanse pou domaj tèmik." Chanjman sa yo pèmèt lazè a kenbe bon jan kalite gwo bout bwa pandan tout operasyon kontinyèl.
Chèchè yo te devlope yon PCSEL 3-mm-dyamèt nan etid yo a, yon so 10-pliye soti nan aparèy PCSEL 1-mm-dyamèt anvan an.
"Pou yon lazè ki emèt sifas kristal fotonik ak yon gwo dyamèt sonorite 3 mm, pouvwa pwodiksyon [onn kontinyèl] ki gen plis pase 50 W, pi bon kalite osilasyon sèl-mòd, ak yon divergence gwo bout bwa trè etwat 0.05. degre , ki koresponn ak plis pase 10,000 longèdonn nan materyèl la, yo te reyalize, "chèchè yo te ekri nan etid la. Klere a ...... rive nan 1 GW cm-2 sr-1, ki konparab ak gwo lazè ki egziste deja."
Li se vo anyen ke pa "lazè gwo volim," chèchè yo vle di lazè solid-eta ak excimer yo kounye a yo itilize nan fabrikasyon lazè semi-conducteurs.
Nan kad pwosesis pou tabli yon sant ekselans 1,000-mèt kare pou lazè ki emèt sifas pou kristal fotonik nan Kyoto University, Noda ak ekip li a te deplase tou soti nan fabrikasyon kristal fotonik lè l sèvi avèk litografi elèktron-gwo bout bwa. fabrike yo ak litografi nanoimprint.
"E-travès Lithographie presi, men dabitid twò dousman pou gwo-echèl manifakti," IEEE di. "Litografi Nanoimprint fondamantalman an relief modèl sou semi-conducteurs epi li itil pou kreye modèl trè regilye byen vit."
Dapre etid la, pwochen etap la se kontinye elaji dyamèt lazè a soti nan 3 a 10 milimèt - yon gwosè ki rapòte pwodui 1 kilowat nan pouvwa pwodiksyon an.
