Ge单晶片的激光标识技术研究

Ge材料具有优良的红外光学性能以及抗辐射性能,在航天领域有着广泛的应用。产品的可追溯性一直是困扰Ge单晶抛光片的技术难题。介绍了激光打标机的工作原理,并采用波长为1064nm的光纤型激光打标机在Ge单晶片上制作标识码。研究了激光功率对打标深度的影响,确定了合适的激光打标功率为激光器总功率的20%～50%,同时,对激光标识码的位置进行了分析,确定了合适的激光打标位置,最终成功地在Ge单晶片表面制作了激光标识码,解决了Ge单晶片的可追溯性问题。

Ge晶片激光标识码的制作技术

晶片标识码在工艺加工管理中起重要作用。传统手写方式存在字体不美观、划痕深及锗渣污染等缺点。鉴于此,采用波长1060 nm光纤激光器进行激光标识码制作。研究中分别改变激光平均输出功率、脉冲频率及扫描速度,借助目视、金相显微镜及动态三维光学轮廓仪来观察标识码清晰程度、污染程度及深浅程度的变化,了解它们与上述参数间相互对应关系。重点解决清晰度与打标深度之间的矛盾,从而得到清晰、清洁且深度满足后续半导体纳米级加工工艺要求的激光标码技术。研究表明：低脉冲频率（20 kHz）下,随平均功率上升,标识码的清晰度逐渐增加,镜检结果显示Ge渣的数量及其分布区域增大;高脉冲频率（90 kHz）下,平均功率增加对标识码清晰度的影响及Ge渣数量和分布区域的变化没有如低脉冲频率下表现明显。平均功率与清晰度及污染程度成正比关系。扫描速度与打标深度呈反比关系。采用21%-23%平均功率,25 kHz频率,1500 mm/s扫描速度及双线填充字体（True Type）的工艺条件,所得标识码在目视及镜检下清晰美观,无Ge渣污染。轮廓仪测量结果显示字迹深度及边缘凸起均在200 nm以下。经批量产品验证,根据研究成果所开发的工艺技术稳定且对后续工艺无不良影响。目前已取代手写方式。

Si晶片激光标识码制作技术的研究

Si片标识码在工艺加工管理中起重要作用。传统手写方式存在字体不美观、划痕深及硅渣污染等缺点。鉴于此,采用波长1060 nm光纤激光器进行激光标识码制作。研究中分别改变激光平均输出功率、脉冲频率及扫描速度,借助目视、金相显微镜及动态三维光学轮廓仪来观察标识码清晰程度、污染程度及深浅程度的变化,了解它们与上述参数间相互对应关系。重点解决清晰度与打标深度之间的矛盾,从而得到清晰、清洁且深度满足后续半导体纳米级加工工艺要求的激光标码技术。研究表明:低脉冲频率(20 k Hz)下,随平均功率上升,标识码的清晰度逐渐增加,镜检结果显示硅渣的数量及其分布区域增大;高脉冲频率(90 k Hz)下,平均功率增加对标识码清晰度的影响不明显,镜检结果没有发现硅渣。扫描频率与清晰度及污染程度成正比关系。扫描速度与打标深度呈反比关系。采用40%平均功率,25 k Hz频率,1500 mm/s扫描速度及双线填充字体(True Type)的工艺条件,所得标识码在目视及镜检下清晰美观,无硅渣污染。轮廓仪测量结果显示字迹深度及边缘凸起均在200 nm以下。经批量产品验证,根据研究成果所开发的工艺技术稳定且对后续工艺无不良影响。目前已取代手写方式。

增强型气动打标机针头动力学模型分析

增强型气动打标机适用于大型钢铁产品的表面打标,其标记深度是普通打标机的3～4倍。建立冲针打标系统的动力学模型,将理论计算结果与试验数据对比,深入分析了冲针系统的参数和外部条件对打标深度的影响。指明了在增强型气动打标机的设计和调试过程中相关结构和动力参数的选择方法。