CN101533771A - 晶片表面的激光打标方法 - Google Patents

Abstract

一种晶片表面上的激光打标方法。该方法包括：制作打标片，打标片的基体是可透过激光的玻璃片，在该玻璃片的单侧表面上形成有一定厚度的金属膜层，激光照射到该金属膜层上会被该金属膜层阻挡住并聚积，该金属膜层的厚度应保证能被激光打标机所发出的激光所融透；打标片与晶片表面的贴合，使打标片上的金属膜层表面与晶片表面上需要打标的位置贴合在一起；激光打标，利用激光打标机从打标片没有金属膜层的表面一侧向晶片上需要打标的位置处发射激光，所发射的激光被金属膜层阻挡住而在金属膜层处聚积，聚积的激光会使金属膜层融透，以烧蚀晶片表面，在晶片表面上形成标记。这样可以很方便地在各种特性的晶片表面打出具有立体感的标记。

Description

晶片表面的激光打标方法

技术领域

本发明涉及一种利用激光在物体表面上进行打标的方法，尤其涉及一种利用激光在晶片表面上进行打标的方法。

背景技术

在一些玻璃薄片上，如手机或相机的滤光片等晶片的表面上有时需要对它们进行标识。对于在晶片上进行标识的方法主要有两种，一种是在晶片的表面粘贴纸质标识，另一种是利用激光在晶片的表面上烧蚀出具有立体感的标志。纸质标识因其使用寿命短，对晶片的透光效果影响大，已被逐步淘汰；而利用激光在晶片表面上打标的方法，因所打标识与晶片基本上等寿命，不易损坏而被得到普遍应用。

在现有技术条件下，在利用激光对晶片表面上进行打标时，其所需要的设备是激光打标机和金属块，晶片被搁置在金属块上，晶片上需要打标的表面与金属块表面贴合在一起，激光打标机上发射的激光穿过晶片后被金属块阻挡住，激光聚积在金属块的表面上，聚积金属块上的激光会融化金属块。在金属块融化时会使在晶片所要打标的表面上烧蚀出具有立体感的标识。这种激光打标方法只能适用于对可透过激光晶片的打标，对于一些可反射激光的物体表面，则不能采用该方法进行。而对于一些晶片，为了适应其应用环境和功能的特殊要求，需要在晶片的表面上形成有功能膜层，例如在相机滤光片双层表面上均设有红外截止膜，红外光照射到该截止膜上后，会被反射掉。同样情况下，激光在照射到该截止膜上后，也会被反射掉，而不会在截止膜上聚积。因此，在带有这种物理特性的截止膜的晶片表面是不适宜采用现有的激光打标方法进行打标的。

中国发明专利200410035120.1中公开了一种激光打标方法，该激光打标方法是用于对胶片等不能透过激光的材料进行打标的，利用这种打标方法对可反射激光的晶片进行打标，也是行不通的。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明需要解决的技术问题是：提供一种晶片表面的激光打标方法，利用该方法可以很方便地对任何类型的晶片表面进行打标，解决了可反射激光晶片及完全透过激光的晶片表面打标问题。

为解决所述问题，本发明的技术方案：一种晶片表面的激光打标方法，主要是利用激光打标机在这种晶片的表面上烧蚀出具有立体感的标记，其特征在于包括如下次序步骤：

制作打标片，打标片的基体是可透过激光的玻璃片，在该玻璃片的单侧表面上形成有一定厚度的金属膜层，激光照射到该金属膜层上会被该金属膜层阻挡住并聚积，该金属膜层的厚度应保证能被激光打标机所发出的激光所融透；

打标片与晶片表面的贴合，使打标片上的金属膜层表面与晶片表面上需要打标的位置贴合在一起；

激光打标，利用激光打标机从打标片没有金属膜层的表面一侧向晶片上需要打标的位置处发射激光，所发射的激光被金属膜层阻挡住而在金属膜层处聚积，聚积的激光会使金属膜层融透，以烧蚀晶片表面，在晶片表面上形成标记。

在使用上述方法对可反射激光的晶片的表面进行打标时，所述的激光打标机可以选用深圳大族激光打标机，而在对打标片的单侧表面上形成金属膜层时，可以选用日本光驰镀膜机进行操作。打标片上的金属膜层在打标过程中是一次性使用的，即金属膜层被激光融化处不能再作为下一次打标用。每次打标前，与晶片表面需要打标处相贴合的金属膜层应保证完好。利用本激光打标方法对所述的晶片进行打标时，所形成的标记一般是在晶片表面的边缘处，以使晶片表面上形成的标记不会对晶片的功能产生较大的影响。

作为优选，所述金属膜层的厚度为100至500nm。金属膜层被制成该厚度规格，可以保证激光打标机发出的激光能融透该金属膜层。

作为优选，所述的金属膜层被制成300±50nm厚度。金属膜层被制成该厚度，便于激光对其融透，使得在晶片表面上形成的标记线条清晰。

作为优选，所述金属膜层的材料包括铬、铝、铜或锡中的一种或几种。这些金属在被激光融化过程中所释放出的潜热高，易于在晶片表面烧蚀出具有立体感的标记。一般情况下，金属膜层的成份主要是一种金属。

作为优选，所述金属膜层的材料包括铬氧化物、铝氧化物、铜氧化物或锡氧化物中的一种或几种。与它们的金属单质相似，它们在被激光融化过程中所释放出的潜热也较高。在正常的情况下，金属膜层的材料在形成之前一般都是金属单质，只是在形成膜层过程中这些金属单质有可能被氧化成它们的氧化物形态。

作为优选，所述金属膜层是通过固体升华的方法而形成的。固体升华的方法所形成的金属膜层，具有厚度一致性好，结构致密。在打标片基体上形成金属膜层的过程，是在镀膜机内进行的。

作为优选，所述打标片基体选用0.2至1.5mm厚度的玻璃片。该厚度的玻璃片对激光的衍射小，激光束内部的干涉影响小，易于激光束的聚焦，利于激光能量的集中，对激光打标机的能量利用率高。

作为优选，所述激光打标机上具有对激光进行聚焦的装置，在激光打标机发射出激光后，根据打标片基体的厚度通过操作激光打标机上的聚焦装置对该发出的激光进行聚焦操作。通过对聚焦装置的操作，以抵消一部分激光透过玻璃片时所产生的衍射现象，便于激光在金属膜层处的集中聚积，提高了在晶片表面上所打标识的品质。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

1、利用激光打标机和带有金属膜层的打标片对可反射激光的晶片表面进行打标，该方法操作方便，易于在所述的晶片表面上打出具有立体感的标识。

2、利用该方法在晶片表面上所打出的、具有立体感的标识，其基本上具有与晶片本身相同的寿命，该标识的耐久性好。

3、金属膜层融化后会有一部分粘附在标识上，使得标识相对于晶片本体具有更醒目的效果，提高了标识的区别作用。

4、该方法不仅可以对可反射激光的晶片表面进行打标，也可以利用该方法对多种具有其他物理特性的平面产品进行激光打标。本方法与现有的利用激光、金属块打标方法相比，具有更明显的价格优势。因为一块纯度较高的金属块，其价格是比较高的，而且在打标过程中，该金属块的实际利用率不高，会造成不必要的浪费，无形之中也增加了激光打标的成本。

5、在该方法制作打标片的过程中，可以选用对激光吸收率高的金属材料来制作金属膜层，利于提高激光打标机的能量利用率，而且金属膜层在打标过程中的材料利用率也较高。

具体实施方式

本发明晶片表面的激光打标方法是利用激光打标机对晶片表面进行的，对于可反射激光的晶片的表面进行打标，该可反射激光的晶片是指本身可反射激光，或者是在其表面上具有可反射激光的功能膜层。在进行激光打标时，主要是利用激光打标机在晶片的表面烧蚀出具有立体感的标识。该方法包括如下次序步骤：制作打标片，打标片的基体是可透过激光的玻璃片，在该玻璃片的单侧表面上形成有一定厚度的金属膜层，激光照射到该金属膜层上会被该金属膜层阻挡住并聚积，该金属膜层的厚度应保证能被激光打标机所发出的激光所融透；

打标片与晶片表面的贴合，使打标片上的金属膜层表面与晶片表面上需要打标的位置贴合在一起；

激光打标，利用激光打标机从打标片没有金属膜层的表面一侧向晶片上需要打标的位置处发射激光，所发射的激光被金属膜层阻挡住而在金属膜层处聚积，聚积的激光会使金属膜层融透，以烧蚀晶片表面，在晶片表面上形成标记。

上述的激光打标机的工作电流为10A，激光打标机上还设有用于对其发射出的激光进行聚焦的聚焦装置，通过对该聚焦装置的调整使激光打标机发射出的激光能够在透过基体后而积聚在金属膜层的位置处。根据激光打标机的工作特性，对于打标片上金属膜层的厚度可以被制成100至500nm，金属膜层的优选厚度为300±50nm，以便于激光打标机上发出的激光能够尽可能地有效融透所述的金属膜层，使得融化状态的金属对晶片表面进行烧蚀，以在晶片表面上形成具有立体感的标识。该标识的形状是由激光打标机在工作时，所发射激光的走向而控制的。在进行打标前，可以把预先设定的标识形状输入到激光打标机上的控制器内，以便激光打标机在工作时按照预先设定的走向而依次对打标片上的金属膜层进行照射。

上述打标片基体的形状一般是平直的玻璃片，对于一些具有弧形表面的晶片，打标片基体也可以被制成与晶片的表面相吻合的弧形，以便打标片与晶片充分贴合。

打标片上金属膜层的材料主要是金属单质，金属单质可以选自铬、铝、铜或锡中的一种或几种。打标片基体单侧表面上的金属膜层一般是通过固体升华的方法来形成的，在形成金属膜层过程中，打标片基体和金属固体均被置于镀膜机内。在金属单体升华过程中，金属单体有可能会被氧化，因此，所述的金属膜层内也可以包含有一种或几种上述金属单质的氧化物。即金属膜层的材料包括铬氧化物、铝氧化物、铜氧化物或锡氧化物中的一种或几种。由于上述这些金属单质各自的物理特性不尽相同，具体体现在它们的融点不尽相同。根据金属膜层所选用的材料不同，可以有选择性地确定激光打标机工作是速度，即在金属膜层选用高融点的金属单质时，激光打标机的工作速度相应较慢；而选用低融点的金属单质时，激光打标机的工作速度相应较快。但有一个前提条件，即是激光打标机发射出的激光在移动过程中需要全部或部分融化金属膜层上的激光照射处，使金属膜层融透，激光打标机的工作速度在前期的试验准备期内是很容易确定的。

在利用所述的打标片和激光打标机对晶片表面进行打标时，打标片上的金属膜层应该是与晶片表面上需要打标处之间为面接触。打标片上金属膜层被激光照射过的地方会被损坏，金属膜层上的该处一般不太适宜作为再次激光打标之用。如果再次对下一片晶片的表面进行打标时，需要移动打标片，使打标片金属膜层上的损坏处与晶片表面上需要打标处相互错开，晶片表面上需要打标处在被打标前，应该是与完好的金属膜层相贴合。

从理论上来说，作为打标片基体的玻璃片，其厚度可以没有要求，即使再厚的玻璃片，它也能透过激光。但从激光打标机的能量利用率、对激光的聚焦操作，以及作业过程中操作的方便性的角度考虑，该玻璃片的厚度不能太厚，其厚度一般被控制在0.2至1.5mm之间。

Claims (8)

1. 【权利要求1】一种晶片表面的激光打标方法，主要是利用激光打标机在晶片的表面上烧蚀出具有立体感的标记，其特征在于包括如下次序步骤：

   制作打标片，打标片的基体是可透过激光的玻璃片，在该玻璃片的单侧表面上形成有一定厚度的金属膜层，激光照射到该金属膜层上会被该金属膜层阻挡住并聚积，该金属膜层的厚度应保证能被激光打标机所发出的激光所融透；

   打标片与晶片表面的贴合，使打标片上的金属膜层表面与晶片表面上需要打标的位置贴合在一起；

   激光打标，利用激光打标机从打标片没有金属膜层的表面一侧向晶片上需要打标的位置处发射激光，所发射的激光被金属膜层阻挡住而在金属膜层处聚积，聚积的激光会使金属膜层融透，以烧蚀晶片表面，在晶片表面上形成标记。
2. 【权利要求2】根据权利要求1所述的晶片表面的激光打标方法，其特征在于，所述金属膜层的厚度为100至500nm。
3. 【权利要求3】根据权利要求2所述的晶片表面的激光打标方法，其特征在于，所述的金属膜层被制成300±50nm厚度。
4. 【权利要求4】根据权利要求1或2或3所述的晶片表面的激光打标方法，其特征在于，所述金属膜层的材料包括铬、铝、铜或锡中的一种或几种。
5. 【权利要求5】根据权利要求4所述的晶片表面的激光打标方法，其特征在于，所述金属膜层的材料包括铬氧化物、铝氧化物、铜氧化物或锡氧化物中的一种或几种。
6. 【权利要求6】根据权利要求4所述的晶片表面的激光打标方法，其特征在于，所述金属膜层是通过固体升华的方法而形成的。
7. 【权利要求7】根据权利要求1或2或3所述的晶片表面的激光打标方法，其特征在于，所述打标片基体选用0.2至1.5mm厚度的玻璃片。
8. 【权利要求8】根据权利要求1或2或3所述的晶片表面的激光打标方法，其特征在于，所述激光打标机上具有对激光进行聚焦的装置，在激光打标机发射出激光后，根据打标片基体的厚度通过操作激光打标机上的聚焦装置对该发出的激光进行聚焦操作。