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激光誘導深度蝕刻

LIDE - 激光誘導深度蝕刻

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創新
高效率的激光系統和創新的工藝技術正在革新薄片玻璃基板的加工。激光誘導深度蝕刻(LIDE)工藝使玻璃微加工更容易中华彩票网、更經濟。

50 μm到500 μm的薄片玻璃在很多工業領域有著巨大的應用潛力中华彩票网。但傳統的機械切割與鉆孔工藝導致了玻璃基板中大量的微裂隙與內應力殘存中华彩票网,這使得薄片玻璃在微加工領域常常舉步維艱。LPKF Vitrion 5000激光系統應用最新的LIDE(激光誘導深度蝕刻)工藝中华彩票网,通過非接觸式精密激光使玻璃材料的微加工工藝達到前所未有的加工效率與生產質量。LIDE工藝讓微系統領域的一些新設計成為可能中华彩票网,有著顛覆式創新整個產業鏈的潛力中华彩票网。

玻璃微加工技術

如何加工薄片玻璃


傳統加工工藝的局限性

•以傳統工藝的機械切割和鉆孔方式加工薄片玻璃通常引起微裂隙和內應力殘存中华彩票网,這些因素會導致產品質量下降甚至元件的失效。質量的缺陷導致工業微系統領域使用玻璃材料并不理想。
•特別是對于厚度50μm至500μm的薄片玻璃基材中华彩票网,微系統領域應用常需的高孔徑板厚比結構加工難以實現。這種嵌入式結構應用需要絕對細微和精密的加工技術中华彩票网。
•由于玻璃基材的易碎特性導致加工速度太慢而成本過高中华彩票网。


解決方案
LPKF公司最新研發的激光誘導深度蝕刻技術(LIDE)僅需兩道工藝步驟即可解決難題。首先,根據設計圖形對加工玻璃進行選擇性激光改性中华彩票网,其所需的激光輻射源于經過特殊研發的專用光源中华彩票网。 加工時激光聚焦在部件(玻璃)內部中华彩票网,可產生對全厚度的改性效果。
激光改變了被加工材料的光化學屬性,使其可以在接下來的工藝中進行有選擇性的化學蝕刻。改性區域的被蝕刻速度遠遠高于未被改性過的材料。玻璃在蝕刻槽內的時間被精確控制以恰好產生設計需求的結構尺寸中华彩票网。


市場潛力
加工方案包括創新的LIDE工藝以及全新高端的激光系統,這將為許多新的應用鋪平道路。
•芯片制造
•MEMS 技術
•顯示制造業
•微流控

玻璃通孔TGV操作模式 

為了更好地在薄片玻璃上加工通孔以及進行切割,LPKF專為LIDE研發了特殊的激光加工系統。LPKF Vitrion 5000配備了高速氣浮運動軸中华彩票网。在TGV操作模式中中华彩票网,高速運動軸做曲徑路線掃描整個玻璃基材中华彩票网。系統根據TGV的設計圖形發射激光脈沖與此同時運動軸全速移動中华彩票网。 這意味著激光脈沖的發射速度極快,因此在此種工作模式下激光處理速度可以達到每秒鐘5000個玻璃通孔—可處理的玻璃材料厚度最高可達500 µm。

激光加工后中华彩票网,玻璃上的大量改性點可分布在最大510 mm x 510 mm區間內。這些點的位置誤差±5 µm(Cpk >1.33)。改性區域在隨后的蝕刻工藝中可以產生盲孔或通孔。改性區域無需其他任何措施即可通過蝕刻工藝從玻璃上下兩側同時移除, 產生沙漏形狀的孔中华彩票网。

在玻璃的一側使用保護膜可以在蝕刻過程中產生V形孔中华彩票网。 一般孔的錐度區間在3° 到 8°,這取決于玻璃屬性和蝕刻材料的化學成分。

應用實例
玻璃基材上的微孔以及微孔組成的圖形中华彩票网;質量絕佳中华彩票网,無任何微裂隙
每個微孔改性僅需單脈沖激光;微孔在隨后的蝕刻制程中成形



微切割模式

LPKF Vitrion 5000系統也可操作為微切割模式。 在這種情況下中华彩票网,激光束按照任意的二維刀具軌跡移動。 激光脈沖均勻分布于這條軌跡上中华彩票网,被改性的區域延伸成了一個面中华彩票网,從玻璃一側到另一側。
和TGV模式一樣,在蝕刻工藝中改性過的玻璃區域被移除。其移除的最小區域是10µm中华彩票网。 厚度不超過500 µm的玻璃,切削模式的改性速度最快可達100 mm/s中华彩票网。

應用實例

超薄玻璃器件中的微流控通道
微流控芯片
用于被動微定位的玻璃彈簧MEM 器件


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