NL9400164A - Method for laser-cutting a CVD diamond slab, and CVD diamond slab thus obtained - Google Patents
Method for laser-cutting a CVD diamond slab, and CVD diamond slab thus obtained Download PDFInfo
- Publication number
- NL9400164A NL9400164A NL9400164A NL9400164A NL9400164A NL 9400164 A NL9400164 A NL 9400164A NL 9400164 A NL9400164 A NL 9400164A NL 9400164 A NL9400164 A NL 9400164A NL 9400164 A NL9400164 A NL 9400164A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- cvd diamond
- diamond slab
- laser
- diamond plate
- diamond
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
- B28D5/0005—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by breaking, e.g. dicing
- B28D5/0011—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by breaking, e.g. dicing with preliminary treatment, e.g. weakening by scoring
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/30—Organic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Abstract
Description
Werkwijze voor het lasersnijden van een C.V.D. diamantplaat, alsmede een aldus verkregen C.V.D. diamantplaatMethod for laser cutting of a C.V.D. diamond plate, as well as a C.V.D. diamond plate
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het lasersnijden van een (Chemical Vapour Depo-sited) C.V.D. diamantplaat, alsmede op een aldus verkregen C.V.D. diamantplaat.The present invention relates to a method of laser cutting a (Chemical Vapor Deposited) C.V.D. diamond plate, as well as on a thus obtained C.V.D. diamond plate.
Een dergelijke werkwijze is bekend uit Laser Focus World, Juni 1992, 25, blz. 82. Hierin is beschreven, dat diamant twee bijzondere eigenschappen heeft, die van belang zijn voor de elektronische industrie. In de eerste plaats heeft diamant de hoogste thermische geleiding bij kamertemperatuur onder de bekende stoffen maar tegelijkertijd bezit diamant een zeer hoge diëlektrische sterkte. Gebleken is, dat van C.V.D. diamantplaat wafels kunnen worden verkregen in een dikte van enkele micrometers tot groter dan 1 mm. Afhankelijk van de beoogde toepassing dient de diamantplaat gesneden te worden tot plaatjes met een oppervlak van enige vierkante millimeters of kleiner. Dergelijke plaatjes kunnen worden gebruikt voor diodelasers. Opgemerkt wordt, dat via de C.V.D. methode zowel polykristallijne als monokristallijne diamantplaten verkregen kunnen worden.Such a method is known from Laser Focus World, June 1992, 25, p. 82. It is described here that diamond has two special properties which are important for the electronic industry. Firstly, diamond has the highest thermal conductivity at room temperature among the known substances, but at the same time diamond has a very high dielectric strength. It has been found that that of C.V.D. diamond plate wafers can be obtained in a thickness of a few micrometers to greater than 1 mm. Depending on the intended application, the diamond plate should be cut into plates with an area of a few square millimeters or smaller. Such plates can be used for diode lasers. It is noted that via C.V.D. method, both polycrystalline and monocrystalline diamond plates can be obtained.
Bekend is ook dat dergelijke, in het bijzonder polykristallijne C.V.D. diamant niet adequaat gesneden kan worden met behulp van de conventionele diamantzaagtechnieken of andere contactmethoden.It is also known that such, in particular polycrystalline, C.V.D. diamond cannot be cut adequately using conventional diamond cutting techniques or other contact methods.
Het snijden kan echter met succes worden gerealiseerd met behulp van geschikte laserstralen. Deze techniek heeft echter het nadeel dat tijdens het lasersnijden diamant wordt omgezet in grafiet, dat een elektrische geleider is. Het een en ander betekent, dat ten gevolge van het gevormde grafiet tussen bovenvlak en ondervlak elektrische geleiding plaatsvindt, waardoor dergelijke plaatjes ongeschikt zijn voor de toepassing bij de vervaardiging van substraten voor halfgeleiders of dergelijke waar tussen boven- en ondervlak geen elektrische geleiding mag plaatsvinden.However, the cutting can be successfully accomplished using suitable laser beams. However, this technique has the drawback that during laser cutting, diamond is converted into graphite, which is an electrical conductor. All this means that, as a result of the graphite formed, an electrical conduction takes place between the top surface and the bottom surface, so that such plates are unsuitable for use in the manufacture of substrates for semiconductors or the like, where no electrical conduction may take place between the top and bottom surface.
Bij de bekende techniek wordt de diamantplaat met de laser volledig doorgesneden.In the known technique, the diamond plate is completely cut with the laser.
De uitvinding beoogt thans een werkwijze te verschaffen, waarbij de bovengenoemde nadelen van een met laser volledig doorgesneden C.V.D. diamantplaat waarbij tussen bovenvlak en ondervlak elektrische geleiding plaatsvindt, op doeltreffende wijze worden opgeheven.The invention now aims to provide a method in which the above-mentioned drawbacks of a laser-cut C.V.D. diamond plate in which electrical conductivity takes place between the top and bottom surfaces can be effectively lifted.
Hiertoe verschaft de uitvinding een werkwijze voor het lasersnijden van een C.V.D. diamantplaat, met het kenmerk, dat de C.V.D. diamantplaat met laserlicht gedeeltelijk wordt doorgesneden, waarna de plaat wordt doorgebroken onder oplevering van een C.V.D. diamantplaat, waarbij tussen bovenvlak en ondervlak geen elektrische geleiding plaatsvindt.To this end, the invention provides a method for laser cutting a C.V.D. diamond plate, characterized in that the C.V.D. diamond plate with laser light is partially cut, after which the plate is broken through with a C.V.D. diamond plate, with no electrical conduction between the top and bottom surfaces.
Verrassenderwijs is gebleken, dat met behulp van de onderhavige werkwijze op doeltreffende wijze C.V.D. diamantplaat j es kunnen worden verkregen, waarbij tussen bovenvlak en ondervlak geen elektrische geleiding plaatsvindt.Surprisingly, it has been found that with the aid of the present method, C.V.D. diamond plates can be obtained, whereby no electrical conduction takes place between the top surface and the bottom surface.
Het een en ander wordt gerealiseerd door het niet volledig doorsnijden van een C.V.D. diamantplaat met laserlicht. Wanneer men de C.V.D. diamantplaat met laserlicht gedeeltelijk heeft doorgesneden gaat men over tot breken van de plaat.This is achieved by not completely cutting through a C.V.D. diamond plate with laser light. When the C.V.D. diamond plate has been partially cut with laser light, the plate is broken.
Een bijzonder voordeel hiervan is, dat op het breukvlak geen grafiet aanwezig is, waardoor geen elektrische geleiding tussen boven- en ondervlak kan plaatsvinden.A special advantage of this is that no graphite is present on the fracture surface, so that no electrical conduction can take place between the top and bottom surfaces.
Met behulp van deze lasersnij-en breektechniek volgens de uitvinding kan men op betrekkelijk eenvoudige wijze diamantplaatjes met een oppervlak van enige vierkante millimeters of minder vervaardigen, waarbij tussen bovenvlak en ondervlak geen elektrische geleiding plaatsvindt. Dergelijke diamantplaatjes zijn bijzonder geschikt voor toepassing in de halfgeleiderindustrie, omdat ze als elektrisch isolatiemateriaal kunnen dienen, waarbij ze bovendien de warmte op efficiënte wijze kunnen afvoeren.With the aid of this laser cutting and breaking technique according to the invention, diamond plates with a surface area of a few square millimeters or less can be manufactured in a relatively simple manner, whereby no electrical conduction takes place between the top surface and the bottom surface. Such diamond plates are particularly suitable for use in the semiconductor industry, because they can serve as an electrical insulating material, while moreover they can efficiently dissipate the heat.
Bijzonder goede resultaten worden verkregen, wanneer de C.V.D. diamantplaat voor ca. 50% of meer van zijn dikte wordt doorgesneden.Particularly good results are obtained when the C.V.D. diamond plate is cut to approximately 50% or more of its thickness.
Gewoonlijk wordt als laser Nd-Yag laserlicht gebruikt; maar een Nd-Yag laser met S.H.G. kristal voldoet ook. Men kan voorts denken aan een UV Excimer laser.Usually Nd-Yag laser light is used as laser; but an Nd-Yag laser with S.H.G. crystal is also sufficient. One can also think of a UV Excimer laser.
In het algemeen bedraagt de dikte van de te snijden C.V.D. diamantplaat ca. 100-500 /xm. Men kan echter ook dia-mantplaten van enkele micrometers tot meer dan 1 mm nemen.In general, the thickness of the C.V.D. diamond plate approx. 100-500 / xm. However, it is also possible to take diamond plates from a few micrometers to more than 1 mm.
Zoals boven uiteengezet wordt de diamantplaat na het lasersnijden tot afzonderlijke plaatjes gebroken. Het breken dient echter zodanig plaats te vinden, dat een mooie, vlakke en min of meer gelijkmatige breuk ontstaat. Bij torsie verkrijgt men scheve breuklijnen, die in commercieel opzicht ongewenst zijn.As explained above, the diamond plate is broken into separate plates after laser cutting. However, the breaking should take place in such a way that a beautiful, flat and more or less even break is created. Skewed fractures, which are commercially undesirable, are obtained upon torsion.
In het algemeen gaat men volgens de uitvinding uit van een naar verhouding grote diamantplaat, die volgens een wafelpatroon tot de gewenste diepte wordt gelaserd en daarna in stukjes wordt gebroken.In general, according to the invention, a relatively large diamond plate is used, which is lasered according to a wafer pattern to the desired depth and then broken into pieces.
Het voordeel van het uitgaan van een dergelijk wafelpatroon is, dat op die manier de produktie van de plaatjes wordt vergemakkelijkt, vanwege de betere hanteerbaarheid van een dergelijke, naar verhouding grote plaat.The advantage of starting out with such a wafer pattern is that it facilitates the production of the plates, because of the better handling of such a relatively large plate.
Doorgaans brengt men op een dergelijke plaat 10 horizontale en 10 verticale snijlijnen aan, zodat in het geheel 100 plaatjes worden verkregen. Uiteraard kunnen meer of minder snijlijnen worden toegepast.Usually, 10 horizontal and 10 vertical cutting lines are applied to such a plate, so that a total of 100 plates are obtained. More or less cutting lines can of course be used.
Tenslotte heeft de uitvinding betrekking op C.V.D. diamantplaten, die verkregen worden volgens de onderhavige werkwijze. Zoals eerder vermeld zijn dergelijke diamantplaten, die zowel polykristallijn als monokristallijn zijn, bijzonder geschikt voor toepassing in bijvoorbeeld de halfgeleiderindus-trie vanwege het feit, dat tussen bovenvlak en ondervlak geen elektrische geleiding plaatsvindt.Finally, the invention relates to C.V.D. diamond plates obtained according to the present method. As previously mentioned, such diamond plates, which are both polycrystalline and monocrystalline, are particularly suitable for use in, for example, the semiconductor industry due to the fact that no electrical conductivity takes place between the top and bottom surfaces.
De uitvinding wordt thans nader toegelicht aan de hand van figuren 1 tot en met 3 van de tekening.The invention will now be further elucidated with reference to Figures 1 to 3 of the drawing.
Fig. 1 is een perspectivisch aanzicht van een gedeeltelijk doorgelaserde C.V.D. diamantplaat volgens de uitvinding.Fig. 1 is a perspective view of a partially lasered C.V.D. diamond plate according to the invention.
Fig. 2 toont een vergroot perspectivisch aanzicht van een gedeelte van fig. 1 langs de lijn II-II.Fig. 2 shows an enlarged perspective view of a portion of FIG. 1 along line II-II.
Fig. 3 toont het doorgebroken plaatje volgens fig. 2.Fig. 3 shows the broken plate according to FIG. 2.
In fig. 1 is in perspectivisch aanzicht weergegeven van een gedeeltelijk doorgelaserde C.V.D. diamantplaat 1 volgens de uitvinding. De door het laseren verkregen snijlijnen 2 lopen parallel aan de zijden van rechthoekige plaat. In deze uitvoeringsvorm wordt uitgegaan van een C.V.D. diamantplaat, die volgens een wafelstructuur gedeeltelijk wordt doorgelaserd onder oplevering van in dit geval 110 rechthoekige plaatjes.Fig. 1 shows a perspective view of a partially lasered C.V.D. diamond plate 1 according to the invention. The cutting lines 2 obtained by the laser are parallel to the sides of the rectangular plate. In this embodiment, a C.V.D. is assumed. diamond plate, which is partially lasered according to a wafer structure, yielding in this case 110 rectangular plates.
Op deze wijze kan men uitgaande van een naar verhouding grote C.V.D. diamantplaat van bijvoorbeeld 1 cm2 gemakkelijk komen tot plaatjes van enige vierkante millimeters of kleiner naar gelang de gewenste toepassing.In this way, starting from a relatively large C.V.D. diamond plate of, for example, 1 cm2 can easily come to plates of a few square millimeters or smaller, depending on the desired application.
De rechthoekige plaatjes 3 zijn de plaatjes die worden verkregen na doorbreken van de gedeeltelijk doorgelaserde C.V.D. diamantplaat en die in feite het produkt volgens de uitvinding vormen.The rectangular plates 3 are the plates obtained after breaking through the partially lasered C.V.D. diamond plate and which in fact form the product according to the invention.
Zoals blijkt uit fig. 2 is de C.V.D. diamantplaat vanaf zijn bovenvlak 4 langs de snijlijn 2 doorgelaserd en wel tot een diepte 7, die ca. 50% van de totale dikte van de plaat is. Het ondervlak 5 is vooralsnog intact. Na het gedeeltelijk doorlaseren van de C.V.D. diamantplaat wordt deze doorgebroken onder oplevering van een naar verhouding grof breukvlak 9. Vergeleken met het breukvlak 9 is het doorgelaserde vlak 8 bijzonder glad.As shown in Figure 2, the C.V.D. diamond plate lasered from its top surface 4 along the cutting line 2 to a depth 7 which is approximately 50% of the total thickness of the plate. The bottom surface 5 is as yet intact. After partially lasering the C.V.D. diamond plate, it is broken through to yield a relatively coarse fracture surface 9. Compared to the fracture surface 9, the lasered surface 8 is particularly smooth.
De werkwijze volgens de uitvinding heeft het grote voordeel, dat nu plaatjes worden verkregen, waarbij tussen bovenvlak en ondervlak geen elektrische geleiding plaatsvindt en wel omdat bij het breukvlak geen elektriciteit-geleidend grafiet aanwezig is, hetgeen wel het geval zou zijn wanneer de C.V.D. diamantplaat volledig zou zijn doorgelaserd.The method according to the invention has the great advantage that platelets are now obtained, in which no electrical conductivity takes place between the top surface and the bottom surface, namely, because no electricity-conducting graphite is present at the fracture surface, which would be the case if the C.V.D. diamond plate would have been completely lasered.
Als laserstraal heeft men hierbij gebruik gemaakt van Nd-Yag laserlicht. In deze uitvoeringsvorm werd uitgegaan van een C.V.D. diamantplaat met een dikte van ca. 100-500 μιη. Het spreekt voor zich dat men andere laserlichtsoorten kan gebruiken en vanzelfsprekend kan men ook uitgaan van dikten van minder dan 100-500 μιη maar ook tot een dikte van zelfs 1 mm of meer.Nd-Yag laser light was used as a laser beam. In this embodiment, a C.V.D. diamond plate with a thickness of approx. 100-500 μιη. It goes without saying that other types of laser light can be used and it is of course also possible to start from thicknesses of less than 100-500 µ, but also to a thickness of even 1 mm or more.
Het breken van de gedeeltelijk doorgelaserde C.V.D. diamantplaat dient zodanig plaats te vinden, dat een mooie, vlakke min of meer gelijkmatige breuk ontstaat. Hiertoe dient de gedeeltelijk doorgelaserde C.V.D. diamantplaat nauwkeurig te worden ingeklemd. Het is derhalve van het grootste belang dat de mechanische inklemming van de rand zeer nauwkeurig is wil men een gedefinieerde breuk verkrijgen.Breaking the partially lasered C.V.D. diamond plate must take place in such a way that a nice, flat, more or less even fracture occurs. The partially lasered C.V.D. diamond plate to be clamped accurately. It is therefore of the utmost importance that the mechanical clamping of the edge is very precise in order to obtain a defined fracture.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL9400164A NL9400164A (en) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | Method for laser-cutting a CVD diamond slab, and CVD diamond slab thus obtained |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL9400164 | 1994-02-03 | ||
NL9400164A NL9400164A (en) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | Method for laser-cutting a CVD diamond slab, and CVD diamond slab thus obtained |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL9400164A true NL9400164A (en) | 1995-09-01 |
Family
ID=19863780
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL9400164A NL9400164A (en) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | Method for laser-cutting a CVD diamond slab, and CVD diamond slab thus obtained |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NL (1) | NL9400164A (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3816700A (en) * | 1971-10-21 | 1974-06-11 | Union Carbide Corp | Apparatus for facilitating laser scribing |
US3824678A (en) * | 1970-08-31 | 1974-07-23 | North American Rockwell | Process for laser scribing beam lead semiconductor wafers |
US3970819A (en) * | 1974-11-25 | 1976-07-20 | International Business Machines Corporation | Backside laser dicing system |
JPS5591139A (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-10 | Nec Corp | Production method of and apparatus for semiconductor device |
EP0425812A2 (en) * | 1989-10-31 | 1991-05-08 | General Electric Company | Chip breaker for polycrystalline CBN and diamond compacts |
-
1994
- 1994-02-03 NL NL9400164A patent/NL9400164A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3824678A (en) * | 1970-08-31 | 1974-07-23 | North American Rockwell | Process for laser scribing beam lead semiconductor wafers |
US3816700A (en) * | 1971-10-21 | 1974-06-11 | Union Carbide Corp | Apparatus for facilitating laser scribing |
US3970819A (en) * | 1974-11-25 | 1976-07-20 | International Business Machines Corporation | Backside laser dicing system |
JPS5591139A (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-10 | Nec Corp | Production method of and apparatus for semiconductor device |
EP0425812A2 (en) * | 1989-10-31 | 1991-05-08 | General Electric Company | Chip breaker for polycrystalline CBN and diamond compacts |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
LASER FOCUS WORLD, JUNI 1992 P.75-88 Article: Green lasers score good marks in semiconductor material processing. by James Golden, zie p. 83-84 * |
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 4, no. 137 (E - 027) 25 September 1980 (1980-09-25) * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI422451B (en) | Laser processing method and semiconductor chip | |
KR101190454B1 (en) | Laser processing apparatus | |
KR101226309B1 (en) | Method for cutting workpiece | |
TWI464986B (en) | Method for manufacturing semiconductor laser element | |
JP4781661B2 (en) | Laser processing method | |
US10916461B2 (en) | Method of laser scribing of semiconductor workpiece using divided laser beams | |
KR101283228B1 (en) | Laser processing method and object to be processed | |
KR101212875B1 (en) | laser processing method and semiconductor chip | |
KR101336402B1 (en) | Laser processing method and semiconductor chip | |
KR101252884B1 (en) | Laser processing method | |
TWI433219B (en) | Laser processing method | |
US8212180B2 (en) | Method for severing brittle flat materials by laser beam with previously produced traces | |
JP3532100B2 (en) | Laser cleaving method | |
CN1577726A (en) | Semiconductor wafer dividing method utilizing laser beam | |
WO2008004394A1 (en) | Laser working method | |
JP4851060B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor laser device | |
WO2003008352B1 (en) | Device and method for scribing fragile material substrate | |
US20150174698A1 (en) | Workpiece cutting method | |
NL9400164A (en) | Method for laser-cutting a CVD diamond slab, and CVD diamond slab thus obtained | |
JP2004276386A (en) | Splitting ceramic substrate and its manufacturing method | |
JP2015122402A (en) | Substrate dividing method | |
JPH11274653A (en) | Method for cleaving semiconductor laser substrate | |
JPH0938959A (en) | Wafer dividing method | |
JPH0938958A (en) | Wafer dividing method | |
JPH0482311A (en) | Piezoelectric vibrator and frequency adjustment for piezoelectric vibrator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A1B | A search report has been drawn up | ||
BV | The patent application has lapsed |