激光器的应用与芯片切割工艺的现况

激光器依据其波长的变化、输出方式(连续波或者脉波输出)的不同、不同的输出功率与能量,不论是电子工业、汽车工业、飞机工业、五金加工、塑料加工、医学、通讯、军事、甚至于娱乐业都可以找到激光的应用范例, 可谓不胜枚举、洋洋大观, 难怪有人称激光器为万能工具。

    专就激光器切割(Laser Cutting or Laser Scribing)而论,其原理系利用高能量集中于极小面积上所产生的热效应 (Thermal Technique), 所以非常适用于切割具有硬(Hard)、脆(Brittle)特性的陶瓷材料, 氧化铝(Alumina)基板就是一个常见激光器切割成功的应用案例。 然而将激光器使用于8”以下硅芯片的切割案例并不多见, 虽然作者亦曾于 1999 Productronica Munchen实地参观过瑞士Synova公司所开发以亚格激光器为核心的硅芯片切割机。至于学术界对于激光器切割硅材质的研究则至少可以追溯到1969年L. M. Lumley发表于Ceramic Bulletin的文章 “Controlled Separation of Brittle Materials Using a Laser”。

    将激光器切割机使用于硅芯片切割工艺, 除了激光器本身巨大的热量问题需要克服之外,其实不论就售价、工艺良率、与产能而论, 激光器切割机均未较以钻石刀具(Diamond Blade)为基础的芯片切割机(Wafer Saw)优越, 所以8”硅芯片的切割工艺目前仍以芯片切割机为主流, 不过由于电子产品轻薄化的趋势与硅芯片延伸至300 mm,  使得芯片切割机的地位受到激光器切割机极大的挑战。