Công nghệ xử lý laser (khắc laser, cắt laser, đục lỗ laser, bóc lớp...) trên các thiết bị điện tử - bán dẫn ngày càng trở nên phổ biến bởi đặc tính tốc độ xử lý cao, khả năng cắt khắc linh hoạt và chính xác, đặc biệt là khả năng tồn tại vĩnh viễn và khó tẩy xóa hay làm giả các thông tin khắc trên sản phẩm. Trong quá trình khắc, các thông tin về tiêu chuẩn chất lượng hay thông tin liên quan đến sản phẩm, các ký tự, văn bản hay mã code đều có thể được tạo ra dễ dàng và nhanh chóng trên hầu hết các thiết bị điện tử - bán dẫn với mức độ chính xác cao hơn bất kỳ phương pháp xử lý nào khác.

Đa số các linh kiện, bộ phận điện tử - bán dẫn đều có kích thước khá nhỏ do đó rất khó khăn trong việc xử lý và chế tạo. Tuy nhiên, với công nghệ laser tiên tiến như ngày nay thì các thao tác này trở nên dễ dàng và đơn giản hơn nhiều thông qua các ứng dụng như hàn khớp nối, cắt bảng mạch, khung bán dẫn, cắt thẻ µSD, hay khắc truy xuất nguồn gốc lên các linh kiện điện tử, bán dẫn,... với mức độ chính xác cao mà không làm ảnh hưởng đến chức năng các chi tiết, bộ phận này.

1. Ứng Dụng Laser Trong Ngành Bán Dẫn

1.1. Cắt khung bán dẫn ma trận bằng công nghệ laser

Trong lĩnh vực bán dẫn, quy trình xử lý vật liệu bằng công nghệ laser được xem là tiêu chuẩn quan trọng hàng đầu. Ứng dụng laser phủ rộng từ khắc các tấm nền wafer đến khắc và cắt rời chi tiết thành phẩm hay phân tích hỏng hóc.

Công nghệ cắt này hoạt động dựa vào thiết bị quét nhanh chóng và linh hoạt giúp tương tác chặt chẽ với quy trình kiểm tra chức năng trước đó. Công nghệ laser giúp cắt các rãnh cực nhỏ của các bộ phận bán dẫn thậm chí có thể cắt được các cấu trúc dây dẫn có kích thước nhỏ nhất.

Ngày nay, đa số các ứng dụng nguồn laser bán dẫn diode-pumped đều sử dụng bước sóng cơ bản là 1064 nm có tần số tăng gấp 2,3 lần nguồn laser khác. Phần lớn nhu cầu ứng dụng trong ngành bán dẫn hiện nay đều tập trung cao độ vào việc cá nhân hóa quy trình sản xuất các công cụ bán dẫn. Công nghệ cắt laser giúp tách các bộ phận bị lỗi ra khỏi khung bán dẫn của nó.

1.2. Cắt thẻ µSD

Các dạng thẻ nhớ có kích thước khá nhỏ như thẻ μSD đòi hỏi phải có công nghệ cắt tiên tiến và có thể cắt được nhiều hình dạng thẻ. Công nghệ cắt một phần thẻ bằng laser kết hợp với lưỡi cưa cơ học là phương pháp mang lại hiệu quả cao và ít gây nhám bề mặt cắt hơn hẵn các phương pháp cắt thông thường trước đây.

So với công nghệ cắt tia nước thì công nghệ cắt thẻ µSD laser đạt hiệu quả hơn gấp 3 lần. Nguồn laser diode kích với bước sóng 532 nm giúp quá trình cắt đạt chất lượng tốt nhất.

1.3. Khắc laser Chip IC

Chip IC có đặc điểm là kích thước rất nhỏ và mật độ tích hợp cao. Yêu cầu về độ chính xác trong quá trình gia công và đánh dấu bề mặt là rất cao. Các nội dung khắc (văn bản, kiểu máy, nhà sản xuất…) cần phải rõ ràng mà không làm hỏng các thành phần khác.

Công nghệ khắc laser giúp tạo ra các chi tiết khắc tinh tế và đẹp mắt, không làm hỏng các đặc tính chức năng của chip. Hơn thế nữa, nó còn có thể sản xuất hàng loạt nhanh chóng, tương thích với nhiều loại sản phẩm có thông số kỹ thuật khác nhau.

1.4. Cắt/ Khắc/ Đục lỗ PCB (Printed Circuit Boards)

Cắt/ Khắc/ Đục lỗ laser PCB là một giải pháp hiệu quả, đáng tin cậy, không sử dụng hóa chất, không làm tiêu hào vật liệu. Điều này làm cho phương pháp này có hiệu quả cao và hấp dẫn cho các giải pháp sản xuất công nghiệp. Quá trình này phụ thuộc vào việc thay đổi tính chất bề mặt của vật liệu PCB dưới bức xạ laser và không chỉ rất nhanh so với các phương pháp thủ công, mà còn đáp ứng anh nhanh chóng đối với yêu cầu sản xuất công nghiệp.

Sử dụng máy khắc laser UV giúp bạn cắt/ khắc được chất lượng cao mà không làm hỏng lớp nền PCB. Bằng cách sử dụng đầu laser quét galvo tốc độ cao và điều khiển điện tử của hình dạng xung thời gian, có thể đạt được kết quả chất lượng cao, hiệu quả về chi phí trên nhiều loại vật liệu PCB.

1.5. Khắc tấm nền wafer bằng laser

Công nghệ khắc laser được ứng dụng trong ngành bán dẫn chủ yếu dùng để khắc trên hầu hết các loại vật liệu như chất bán dẫn, kim loại, polyme, silicon, hợp chất tạo khuôn, và nhựa resin. Tùy vào từng loại vật liệu và phương thức khắc mà công nghệ laser thể hiện mức độ linh hoạt khác nhau.

Nguồn laser được ứng dụng trong công nghệ khắc này là loại nguồn tinh thể rắn diode-pumped dạng cơ bản (với bước sóng 1062nm) hay dạng bước sóng hài thứ 2 (532 nm) hoặc thứ 3 (355 nm). Công nghệ khắc này không gây vỡ mẫu khắc nhưng vẫn đảm bảo môi trường làm việc sạch với độ khắc sâu chỉ 2.5 µm.

1.6. Khắc lát bán dẫn

Khắc laser trên các lát bán dẫn silicon và PCB giúp tạo các thông tin truy xuất nguồn gốc trong quá trình sản xuất, các vết khắc này phải có thể nhận diện bằng các loại máy đọc tương đương. Công nghệ laser tạo ra các lát cắt có kích thước nhỏ nhưng vẫn đảm bảo khả năng nhận diện sau khi hoàn tất các quy trình sản xuất. Ngoài ra, công nghệ khắc laser bán dẫn còn đảm bảo môi trường làm việc sạch sẽ do khả năng hạn chế tối đa các chất bụi bẩn bám trên bề mặt khắc.

1.7. Khắc vật liệu sứ bán dẫn

Bên cạnh các vật liệu như silicon, kim loại, (ứng dụng trong khung bán dẫn và vỏ hộp bộ phận) nhựa… đều có thể xử lý được bằng công nghệ laser. Đặc biệt, công nghệ laser còn có thể khắc trên vỏ hộp linh kiện bằng sứ bán dẫn.

Kỹ thuật cắt laser sử dụng hệ đầu quét cho tốc độ xử lý cao, và linh hoạt giúp tích hợp dễ dàng vào khâu chế tạo trước khâu kiểm tra chức năng. Với đường tia laser siêu nét, các rãnh cắt rất hẹp có thể được thực hiện dễ dàng.

1.8. Kiểm tra bằng laser

Sự thu nhỏ đáng kể của các mạch điện và quang điện và nhu cầu ngày càng tăng của các phép đo chính xác cao về hình dạng của các bề mặt trong công nghiệp là động lực của thị trường kiểm tra dựa trên laser. Tia laser hoàn toàn phù hợp để kiểm tra độ chính xác cao, vì độ phân giải cao và các bước sóng khác nhau có sẵn có thể được lựa chọn tùy theo vật liệu được khảo sát.

1.9. Bồi đắp bằng laser xung (PLD)

Pulsed Laser Deposition (PLD)/ Bồi đắp laser là một kỹ thuật dựa trên laser được sử dụng để nuôi cấy các màng mỏng chất lượng cao của vật liệu phức tạp trên các chất nền như tấm silicon. Vật liệu cần lắng đọng (mục tiêu) bị hóa hơi bởi các xung laser cường độ cao và ngắn và tạo thành chùm tia plasma. Sau đó, vật liệu mục tiêu hóa hơi từ plasma bắn phá chất nền và - trong điều kiện thích hợp - tạo ra một lớp mỏng đồng nhất trên chất nền này.

Đối với mỗi lần bắn tia laser, một lớp vật liệu chỉ vài nanomet được đốt cháy để tạo thành chùm plasma trong một quá trình thường kéo dài vài chục pico giây. Để thực hiện quá trình này, các xung nano giây có năng lượng từ hàng chục đến hàng trăm mJ là cần thiết và các bước sóng UV thường được ưu tiên. Những yêu cầu này rất phù hợp với hiệu suất của laser excimer.

Các thí nghiệm lắng đọng laser đầu tiên diễn ra vào giữa đến cuối những năm 1960, nhưng PLD đã thu hút được sự quan tâm lớn sau khi T. Venketesan lần đầu tiên áp dụng phương pháp này để tạo ra màng siêu dẫn nhiệt độ cao (HTSC). Kể từ đó, hàng trăm tia laser đã được bán để thúc đẩy nghiên cứu, phát triển quy trình và sản xuất quy mô nhỏ các thiết bị màng mỏng, chẳng hạn như cảm biến từ siêu dẫn (SQUID), sắt điện tử màng mỏng và điện trở cổng “không cao”, hợp kim bán dẫn, carbon ống nano và hơn thế nữa.

2. Ứng Dụng Laser Trong Ngành Điện Tử

2.1. Cắt laser trong ngành điện tử

Nhờ vào nguồn laser được ứng dụng rộng rãi trên hầu hết các loại vật liệu trong ngành điện tử, đặc biệt là giải pháp cắt hiệu quả bằng công nghệ laser. Sự dịch chuyển chùm tia laser với bộ đầu quét galvo giúp laser có thể cắt được những đường nét cực kỳ phức tạp dễ dàng lập trình chỉ trong thời gian ngắn. Đối với các quy trình cắt khác, công nghệ cắt laser không những hạn chế độ hao mòn mà còn đảm bảo chất lượng cắt liên tục trong quá trình xử lý - một trong những yếu tố quan trọng trong quy trình sản xuất.

Ứng dụng: Cắt thẻ điện thoại, cắt bảng mạch điện, cắt bộ phận kim loại,...

2.2. Hàn laser trên các vật liệu kim loại và nhựa

Ứng dụng công nghệ hàn laser rất hữu hiệu cho các vật liệu kim loại và nhựa. Công nghệ hàn điểm và hàn mối trên tất cả các mẫu kim loại với mức độ chính xác cao cho phép tia laser có thể hàn các điểm nối cực nhỏ và chất lượng hàn cực mịn trên các mẫu bộ phận điện tử cực nhỏ. Bằng cách sử dụng đầu quét galvo, quá trình hàn trở nên nhanh chóng và linh hoạt hơn bao giờ hết cho mọi ứng dụng chỉnh sửa.

Công nghệ hàn truyền laser trên vật liệu nhựa hoàn toàn có khả năng hàn các khớp nối bên trong các bộ phận, linh kiện điện tử, hoạt động với nguồn nhiệt đầu vào cực thấp và tạo ra những vết hàn hoàn hảo trên bề mặt phôi hàn. Do đó, đối với các thành phần nhạy nhiệt (như bộ cảm biến) đều có thể được hàn bằng công nghệ này thông qua phương pháp hàn kín khí.

Các phương pháp hàn nhựa khác thường đòi hỏi phải xử lý bề mặt phôi hàn bằng dung môi hữu cơ trước khi hàn, hay phương pháp hàn nhiệt sử dụng khí nóng thì thường ít tiêu tốn chi phí hơn công nghệ laser này, tuy nhiên, các mối hàn thường bị xỉn màu và dễ bị hao mòn sau một thời gian sử dụng.

Ứng dụng: Hàn bộ cảm biến áp, pin điện tử/ hộp ắc quy, điện thoại di động,...

2.3. Khắc laser trên những bề mặt có diện tích nhỏ nhất

Ưu điểm nổi bật của công nghệ laser là có thể khắc trên những bề mặt có diện tích nhỏ nhất. Các sản phẩm điện tử thường được khắc nhiều loại thông tin như số seri, mã số truy xuất nguồn gốc,... giúp đảm bảo độ bền và một vài yếu tố bảo mật.

Với công nghệ laser CO2 và laser tinh thể rắn, bạn hoàn toàn có thể tạo ra những thông tin khắc cực bền và được ứng dụng trên hầu hết các vật liệu thông dụng ngay cả đối với những vùng khắc tương đối nhỏ.

Ví dụ, mã code matrix 2D hoàn toàn có thể khắc trên các vật có kích thước nhỏ hơn 1 mm x 1 mm. Ứng dụng: Khắc bàn phím điện thoại di động, khắc các thành phần cấu thành điện tử, khắc bảng mạch điện tử, ...

2.4. Laser bóc lớp nhanh chóng với độ chính xác cao

Ngành công nghiệp điện tử cần một phương pháp nhanh, hoàn toàn tự động, rất chính xác và có khả năng chuyển đổi giữa các vật liệu có thông số kỹ thuật khác nhau, trên nhiều ứng dụng. Các thiết bị điện tử cũng cần có độ thẩm mỹ và các hoạt động cắt gọt cần cung cấp giải pháp tạo ra bề mặt nhẵn mịn và tạo ra sản phẩm cho người dùng cuối sẵn sàng đưa ra thị trường.

Bóc lớp bằng laser sợi quang là một quá trình không tiếp xúc, loại bỏ các vật liệu không mong muốn rất nhanh chóng với độ chính xác cao. Quá trình này được kiểm soát và không có hiện tượng cháy đen hoặc cháy xém trên diện rộng. Quá trình này tạo ra hiệu quả và năng suất cao hơn và giảm thời gian sản xuất các linh kiện điện tử. Ứng dụng: tạo ra Ăng-ten RFID, bộ phận làm nóng, các bộ phận màn hình cảm ứng dẫn điện và các mạch dẫn điện cho các sản phẩm điện tử.

NHẬN XÉT TỪ KHÁCH HÀNG

Nếu có bất kỳ thắc mắc nào cần giải đáp, bạn có thể điền thông tin vào form bên phải và gửi về cho chúng tôi. Chúng tôi sẽ phản hồi trong 24 giờ.