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飞秒激光精密加工在半导体设备应用中的案例研究 - 名力精密
在0.03毫米金属箔上进行超精细微结构的精密激光加工
半导体设备案例研究,展示了名力公司使用 DMG MORI LASERTEC 50 Shape Femto 飞秒激光加工能力,实现无毛刺、高精度微特征制造。
客户挑战:半导体设备的精密激光加工
在半导体设备制造领域,先进元件越来越需要在极薄的金属基底上加工超精细的功能性微结构。本项目客户要求在厚度仅为0.03 毫米的金属箔上进行精密激光加工,以形成重复的螺旋微结构。
该部件需要具备高尺寸一致性、稳定的微特征几何形状、最小的热变形以及无毛刺的边缘质量。在超薄材料上加工如此精细的几何形状时,传统的加工方法(例如微铣削、电火花加工、化学蚀刻或冲压)往往存在局限性。
技术挑战
0.03毫米薄金属箔
材料厚度仅为0.03 毫米。在这种厚度下,即使是轻微的热输入也可能导致变形、变色、边缘扭曲或尺寸不稳定。
超细螺旋几何结构
螺旋微结构要求在高密度图案布局中保持一致的几何形状、狭窄的间距和可重复的光束控制。
高重复性
该设计在整个组件中采用了重复的微结构,因此需要稳定的定位精度和一致的特征质量。
关键微功能要求
| 物品 | 要求 |
|---|---|
| 材料厚度 | 0.03毫米 |
| 要素类型 | 螺旋微结构阵列 |
| 梁宽 | 0.093毫米 |
| 间隙宽度 | 0.025毫米 |
| 应用 | 半导体设备组件 |
| 技术 | DMG MORI LASERTEC 50 形状 Femto |
名力解决方案:DMG MORI LASERTEC 50 形状飞秒激光
为了满足客户的要求,名力采用了DMG MORI LASERTEC 50 Shape Femto ,这是一款专为超精细、高精度微加工而设计的飞秒激光加工系统。
与传统的纳秒或皮秒激光加工相比,飞秒激光加工通过超短脉冲烧蚀去除材料。这大大减少了热传递到工件,并有助于在薄材料上保持稳定的微结构几何形状。
为什么选择飞秒激光加工?
| 能力 | 精密激光加工的优势 |
|---|---|
| 最小热影响区 | 减少热变形和材料变形 |
| 无毛刺微型功能 | 提高边缘质量并减少二次加工。 |
| 远光灯控制 | 支持超细间隙、窄线宽和复杂微几何形状 |
| 无工具磨损 | 在复杂的微结构阵列中保持可重复性 |
| 柔性微几何结构 | 非常适合制作螺旋图案、微孔、沟槽、槽口和功能性纹理 |
精密激光加工与传统激光加工
对于超精细微结构,激光脉冲持续时间对加工质量有显著影响。传统的纳秒激光器可能会产生较大的热影响区,而飞秒激光加工则能更好地控制热影响、边缘清晰度和微特征稳定性。
这使得飞秒激光技术适用于半导体设备、医疗器械、精密电子产品、光学元件和微流控器件中的精密激光加工应用。
制造结果
- 无毛刺微特征加工
- 稳定的螺旋微结构几何形状
- 对0.03毫米薄金属箔的热影响极小
- 一致的光束宽度和间隙形成
- 半导体设备应用验证成功
用于半导体应用的精密激光加工
名力为先进半导体和高性能工业应用提供精密激光加工服务。我们的飞秒激光加工能力适用于:
- 半导体设备组件
- 晶圆处理相关精密部件
- 传感器和电子微组件
- 薄金属箔激光加工
- 微孔、微槽和微纹理加工
- 精密屏蔽和功能性金属部件
名力精密激光加工能力
名力精密钢模有限公司利用先进的精密激光加工、超精密加工、模具工程、精密成型和计量能力,为客户提供从原型开发到生产的全方位支持。
我们的DMG MORI LASERTEC 50 Shape Femto能够实现超精细微结构制造,并具有出色的尺寸控制、重复性和表面质量。
常见问题解答:精密激光加工
什么是精密激光加工?
精密激光加工是一种利用高度聚焦的激光能量来制造精细特征、微结构、孔、槽和图案的制造工艺,具有很高的尺寸精度和最小的机械应力。
什么是飞秒激光加工?
飞秒激光加工利用超短激光脉冲去除材料,并将热传递降至最低。它尤其适用于加工超精细结构、薄材料以及对热变形要求低的应用。
精密激光加工可以加工哪些材料?
根据几何形状和应用要求,精密激光加工可用于不锈钢、铜、铝、钛、镍合金、薄金属箔和其他高性能材料。
为什么半导体元件需要使用精密激光加工?
半导体设备元件通常需要具备微米级特征、干净的边缘、稳定的尺寸和低热影响。精密激光加工有助于在不造成刀具磨损或过度机械应力的情况下满足这些要求。
名力能否支持原型制作和生产订单?
是的。名力可根据客户需求提供原型评估、工艺开发、精密激光加工、检测和生产计划等服务。