CN102632335A

CN102632335A - 表层高反射率材料的激光加工方法

Info

Publication number: CN102632335A
Application number: CN201210122603XA
Authority: CN
Inventors: 肖和平; 李琳; 李成森
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-04-25
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2012-08-15

Abstract

本发明涉及一种表层高反射率材料的激光加工方法，适用于对基材表层镀了金、银、铜、铝、镍等高反射率金属材料的加工，属于激光加工技术领域，本发明主要特点是依据高反射率材料层与基材厚度与特性，设计采用多光束激光加工系统或单光束激光加工系统与轮刀式切割加工系统相组合的加工方法，有效去除掉高反射材料层，并同时对基材进行加工，以提高基材的激光加工效率，本发明加工速度大大提高，加工效率明显增强。

Description

表层高反射率材料的激光加工方法

技术领域

本发明涉及一种表层高反射率材料的激光加工方法，适用于对基材表层镀了金、银、铜、铝、镍等高反射率金属材料的加工，属于激光加工技术领域。

背景技术

随着半导体技术的进步，许多不利用激光加工的材料已被用于激光加工，且对半导体材料加工精度与效果要求越来越高，但目前的激光加工大多数都是单光束的激光加工模式。激光加工的材料光学特性影响着激光加工效果，例如表层镀了金、银、铜、铝、镍等高反射率金属材料的半导体加工时，由于表面层材料对激光光子反射率高，导致与物质作用的光子大量减少，使得激光加工效果不佳。有学者提出提高激光功率、增加表面激光吸收层、降低加工速度等方法，但这几种方法会以提高设备投入，拉长加工时间为代价，增加企业生产成本等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种表层高反射率材料的激光加工方法，解决现有单光束的激光加工模式对表层高反射率材料进行加工时，由于表面层材料对激光光子反射率高，存在导致与物质作用的光子大量减少，使得激光加工效果不佳的缺陷，通过本发明实现减少激光光子的反射，提高基材的高激光加工效率，从而有利于减少设备投入，缩短加工时间，增加企业的生产效益。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种表层高反射率材料的激光加工方法，所述表层高反射率材料的反射率大于80%以上的金、银、铝、铜、铂、铬、镍金属，厚度为1～1000000nm，其特征是，所述加工方法采用多光束激光加工系统或单光束激光加工系统与轮刀式切割加工系统相组合对基材和表层高反射率材料进行加工。

所述多光束激光加工系统包括两路或两路以上的激光光束，激光器为固体、CO2、准分子激光器；波长195～1064nm，频率20～120KHZ，功率1～100W，焦点1～1000mm，加工速度60～300mm/s。

所述多光束激光加工系统先将具有高反射率的表层用多光束激光中的一束激光将其去除，同时利用多光束激光中的另一束激光对基材进行加工，降低了反射的激光光子数，增加激光光子的吸收率，使得在对基材加工过中大部分激光能量被基材所吸收，提高基材的激光加工效率。

所述单光束激光加工系统与轮刀式切割加工系统相组合，其激光加工系统为单光束激光，激光器为固体、CO2、准分子激光器；波长195～1064nm，频率20～120KHZ，功率1～100W，焦点1～1000mm，加工速度60～300mm/s；轮刀式切割加工系统的主轴转速20000～30000rpm，刀片加工高度1～1000μm、加工速度30～300mm/s。

所述单光束激光加工系统与轮刀式切割加工系统相组合加工方法，先将具有高反射率的表层用轮刀式切割加工系统去除，同时利用单光束激光系统加工对基材进行加工，降低了反射的激光光子数，增加激光光子的吸收率，使得在对基材加工过中大部分激光能量被基材所吸收，提高基材的激光加工效率。

本发明的优点在于可依据高反射率材料层与基材厚度与特性，设计采用多光束激光加工系统或单光束激光加工系统与轮刀式切割加工系统相组合的加工方法，有效去除掉高反射材料层，并同时对基材进行加工，以提高基材的激光加工效率。本发明中多光束激光加工系统依据不同高反射率材料层与基层材料厚度和光学特性选用相应波长的激光光束、频率、功率、加工速度，利用多光束激光加工系统在不同焦点下对高反射率材料层与基材同时加工；加工速度大大提高，加工效率明显增强。单光束激光加工系统与轮刀式切割加工系统相组合加工时，依据不同高反射率材料层厚度与物理特性选用相应的主轴转速、刀片加工高度、加工速度对高反射层材料进行加工，同时单光束激光加工系统依据基层材料厚度与光学特性选用相应波长的激光光束、频率、功率对基材进行加工，轮刀式切割加工后会在表面留下微小的沟槽，能向基材内部反射激光以辅助激光对基材的加工，提升基材的激光加工效率。

附图说明

图1为本发明中多光束激光加工系统进行加工的示意图；

图2为本发明中单光束激光加工系统与轮刀式切割加工系统相组合进行加工的示意图；

图中，100基材，101高反射率材料层，102激光光束，103激光光束，104切割刀轮。

具体实施方式

结合附图和实施进一步说明本发明。

实施例一，如图1所示，在半导体基材100上蒸镀一层具有高反射率材料层101，该层材料可为金、银、铝、铜、铂、铬、镍等，厚度为1～1000000nm，其反射率大于80%，利用多光束激光加工系统中的一束激光光束102将高反射率材料层101去除，激光光束102依据高反射率材料层101的厚度与光学特性选择波长195~1064nm，频率20~120KHZ，功率1~100W，焦点1~1000 mm，加工速度60~300mm/s；同时利用多光束激光加工系统中的另一束激光光束103对基材100进行加工，依据基材100的厚度与光学特性，选择波长195~1064nm，频率20~120KHZ，功率0~100W，焦点1~1000mm，加工速度60~300mm/s。

实施例二，如图2所示，在半导体基材100上蒸镀一层具有高反射率材料层101，该层材料可为金、银、铝、铜、铂、铬、镍等，厚度为1～1000000nm，其反射率大于80%，利用轮刀式切割加工系统中的切割刀轮104将高反射率材料层101去除，切割刀轮104依据高反射率材料层101的厚度与物理特性选择刀轮的主轴转速20000~30000rpm，刀片加工高度1~1000μm、加工速度30~300mm/s；同时利用单光束激光加工系统中的激光光束103对基材100进行加工，依据基材100的厚度与光学特性，选择波长195~1064nm，频率20~120KHZ，功率1~100W，焦点1~1000mm，加工速度60~300mm/s。

以上实施例并非对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的精神和范围情况下，还可做出同等的变化或变换。因此所有等同的技术方案也应该以属于本发明的范畴。

Claims

1. 一种表层高反射率材料的激光加工方法，所述表层高反射率材料的反射率大于80%以上的金、银、铝、铜、铂、铬、镍金属，其厚度为1～1000000nm，其特征是，所述加工方法采用多光束激光加工系统或单光束激光加工系统与轮刀式切割加工系统相组合对基材和表层高反射率材料进行加工。

2. 根据权利要求1所述的表层高反射率材料的激光加工方法，其特征是，所述多光束激光加工系统包括两路或两路以上的激光光束，激光器为固体、CO2、准分子激光器；波长195～1064nm，频率20～120KHZ，功率1～100W，焦点1～1000 mm，加工速度60～300mm/s。

3. 根据权利要求1或2所述的表层高反射率材料的激光加工方法，其特征是，所述多光束激光加工系统先将具有高反射率的表层用多光束激光中的一束激光将其去除，同时利用多光束激光中的另一束激光对基材进行加工。

4.根据权利要求1所述的表层高反射率材料的激光加工方法，其特征是，所述单光束激光加工系统与轮刀式切割加工系统相组合，其单光束激光加工系统中的激光器为固体、CO2、准分子激光器，波长195～1064nm，频率20～120KHZ，功率1～100W，焦点1～1000mm，加工速度60～300mm/s；轮刀式切割加工系统的主轴转速20000～30000rpm，刀片加工高度1～1000μm、加工速度30～300mm/s。

5.根据权利要求1或4所述的表层高反射率材料的激光加工方法，其特征是，所述单光束激光加工系统与轮刀式切割加工系统相组合加工方法，先将具有高反射率的表层用轮刀式切割加工系统去除，同时利用单光束激光加工系统对基材进行加工。