基于裂紋控制法的硅片激光切割技術(shù)研究.pdf

1、近年來,隨著社會提倡開發(fā)新能源,以及微機電系統(tǒng)(MEMS)的發(fā)展,對單晶硅片的切割質(zhì)量、效率以及減少切割過程中產(chǎn)生的材料損失的要求越來越高。然而,由于硅材料的高脆性和高硬度,使得采用傳統(tǒng)機械加工方法遇到了很多問題。所以關(guān)于硅片的加工技術(shù)在國內(nèi)外都受到了廣泛的關(guān)注。激光裂紋控制法切割技術(shù),具有沒有材料的損耗,并且切縫平直、無熔渣等特點。因此,研究硅片的裂紋控制法切割技術(shù),具有重要的工程實際意義。
　　本文分析總結(jié)了相關(guān)學者在激光切割

2、技術(shù)上的研究現(xiàn)狀,開展了應用 YAG激光誘導,裂紋控制法切割硅片技術(shù)的研究工作。
　　首先,根據(jù)激光裂紋控制法切割硅片的熱作用的理論基礎(chǔ),對硅片切割斷裂的條件及裂紋擴展的機理進行了理論分析。
　　其次,通過ABAQUS6.9有限元軟件,采用順序熱耦合及擴展有限元分析方法,對激光切割硅片過程中,溫度場、相應的熱應力場及裂紋的擴展形式進行了仿真。并通過仿真結(jié)果說明了激光裂紋控制法切割硅片的機理。
　　然后,進行了裂紋控制法

3、切割硅片的實驗。對加工結(jié)果進行了檢測,得到切割過程中硅片平穩(wěn)開裂,裂紋滯后光斑穩(wěn)步擴展,切縫平直,宏觀上端口質(zhì)量較好,但常規(guī)加工方法微觀上存在波紋,通過下表面冷卻加工方法,去除了斷口波紋,得到了平整光滑的切割斷口,解決了常規(guī)斷口波紋問題。通過比較不同方法切割硅片的加工效果,突出了裂紋控制法切割硅片的優(yōu)勢,而且仿真結(jié)論與實驗現(xiàn)象相符。
　　最后,根據(jù)大量單因素實驗,研究總結(jié)了激光功率、光斑直徑及掃描速度對加工質(zhì)量的影響規(guī)律,分別從斷