Электрические методы обработки материалов - Могорян Н.В.
Скачать (прямая ссылка):
алмазное скрайбирование имело ряд недостатков: сколы материала подложки,
микротрещины, заметный износ алмазного резца в пределах обработки одной
пластины.
У лазерного скрайбера много преимуществ по сравнению с алмазным.
Благодаря бесконтактности в пластине не возникают механические
напряжения, а значит, отсутствуют сколы и трещины. Кроме того, луч лазера
способен делать не только глубокие надрезы (50 мкм и более), но и резать
пластины на всю толщину. Лазерному скрайбированию поддаются пластины из
любого полупроводникового материала, при этом достигается его
существенная экономия. К тому же лазерный скрайбер в 5-10 раз дешевле
алмазного.
Успешно применяется лазерная резка в текстильной промышленности, для чего
разработаны газолазерные раскроечные станки, которые существенно упрощают
операцию раскроя, улучшают его качество, заметно уменьшают отходы. При
раскрое синтетической ткани кромка реза из-за оплавления материала не
требует дополнительной обработки. Автоматический лазерный закройщик,
снабженный программным управлением и компактной ЭВМ, за один час работы
выкраивает по заданной программе самые сложные фасоны 20 костюмов.
Разработаны технологические процессы лазерного изготовления глухих и
сквозных отверстий. Наиболее широко лазерное сверление применяется при
изготовлении алмазных фильер и рубиновых часовых камней.
* Скрайбирование - предварительное нанесение на поверхность разделяемого
материала неглубоких надрезов или царапин и последующее разламывание его
по линии надреза.
165
Отверстие фильеры имеет сложную форму, однако подбором параметров
световых импульсов удается осуществить почти весь процесс обработки. Лишь
чистовую доводку канала отверстия и полировку осуществляют в
ультразвуковых установках.
Сверление отверстий рубиновых камней диаметром ч 30-90 мкм механическими
способами с помощью алмазного абразива очень затруднительно. Замена
существовавшего оборудования на лазерное высвобождает около 450 рабочих и
2000 м2 производственных площадей только на одном предприятии.
Успешно применяется лазер для прошивки отверстий в ферритовых пластинах,
необходимых для изготовления блоков памяти ЭВМ, в штампах и пресс-формах
из труднообрабатываемых материалов, для выполнения прецизионных операций,
например обрезки молибденовых спиралей в стеклянном баллоне СВЧ-приборов.
Лазерная сварка. Для лазерной сварки пригодны плотности потоков излучения
порядка 105-10б Вт/см2. Характерная особенность лазерной сварки -¦
немеханическая передача энергии в зону сварки, иными словами, нет
механических контактов со свариваемыми деталями, а стало быть, нет и их
деформации. Исключается возможность попадания посторонних веществ на
детали, что характерно для других способов обработки.
Наиболее ярко проявляются качественные стороны лазерной сварки в
микроэлектронике. Типичный пример лазерной сварки - соединение плоских
выводов с монтажом печатных плат. Лазерная сварка применяется и при
герметизации металлических корпусов интегральных схем. Высокая
локальность и кратковременность нагрева при импульсной лазерной сварке
позволяет понизить температуру наиболее чувствительных к нагреву
элементов интегральной схемы. Величина брака на 1 этой операции
составляет всего 2%. ¦
Важная особенность лазерной сварки - возможность соединения металлов с
различными теплофизическими и химическими свойствами, а также металлов с
неметаллами.
Лазерная сварка применяется в ряде других отраслей промышленного
производства, в частности для
166
сварки крупногабаритных деталей и узлов в автомобильной и авиационной
промышленности.
Получение тонких пленок. В настоящее время интенсивно исследуются и
разрабатываются технологические процессы, основанные на термохимических
реакциях, происходящих при локальном нагреве с целью получения пленок
интегральных схем. Уже сегодня лазерным напылением можно синтезировать
самые различные по структуре, толщине и рисунку металлические,
полупроводниковые и диэлектрические пленки. А это, в свою очередь,
открывает дорогу созданию уникальных электронных приборов на многослойных
тонкопленочных структурах.
Преимущества лазерного напыления обеспечиваются высокой плотностью
светового потока, что позволяет испарять тугоплавкие материалы, такие,
как вольфрам и молибден. Благодаря значительным скоростям нагрева и
испарения можно получать пленки сложного химического состава (например,
тугоплавких окислов и полупроводников) без изменения стехиометрии с
хорошей воспроизводимостью.
Обработка тонких пленок. Развитие лазерной техники позволило по-новому
подойти к решению проблем микроэлектроники, что в первую очередь
относится к подгонке пленочных резисторов и других элементов гибридных
интегральных схем.
Существующие методы изготовления резисторов гибридных интегральных схем
не гарантируют получения их номинала с требуемой точностью. Поэтому после
нанесения резистивного элемента параметры его необходимо как можно точнее
