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天恒科儀激光鐳射切割系統:精密加工與失效分析的高效能解決方案

來源:天恒科儀(蘇州)光電有限技術公司   2025年03月18日 14:32  

在半導體器件失效分析與液晶顯示屏(LCD/LED)微納修復領域,激光切割技術的精度、穩定性和材料適應性是實驗成功的關鍵。

天恒科儀自主研發激光鐳射切割系統,基于多波長激光源與三軸精密控制技術,為科研級微加工提供可重復、高分辨率的解決方案,助力實驗室突破材料與結構的極限分析。

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核心技術優勢

多波長激光源與能量調控

波長覆蓋廣譜需求:提供1064 nm(紅外)、532 nm(綠光)、355 nm(紫外3)、266 nm(紫外4)四種激光波長,適配金屬(Al、Cu、Au)、半導體(Si、多晶硅)、絕緣層(SiO?、Si?N?)及聚合物(聚酰亞胺、卡普頓)等材料的光吸收特性。

脈沖能量精確可控:標準模式下單脈沖能量范圍0.25–0.5 mJ(紫外4可達0.25 mJ),高能選項提升至2.2 mJ(紅外/綠光),支持閾值能量匹配,避免熱損傷與材料燒蝕。

2.三軸精密運動控制與微米級加工

分辨率與加工范圍:采用100倍物鏡時,單脈沖最小切割尺寸達**2 μm×2 μm**;50倍物鏡下擴展至50 μm×50 μm,支持180°旋轉定位,滿足跨尺度結構加工需求。

閉環反饋系統:集成X/Y/Z三軸高精度步進電機(定位精度±0.1 μm),結合RS232通信協議,實現與Mitutoyo、Olympus等主流顯微鏡的坐標同步與自動化控制。

3. 風冷架構與模塊化設計

無液冷輕量化:全風冷散熱系統(TEC溫控±0.1°C),免除冷卻水循環需求,整機重量≤4.1 kg,適用于潔凈室與空間受限環境。

即插即用擴展:支持電動偏振器、高分辨XY快門(分辨率0.1 μm)及機器人聯機接口(線長2.4 m),兼容FIB-SEM聯用平臺。



典型應用場景

半導體器件失效分析 金屬層與介質層剝離:通過綠光(532 nm)或紫外(266 nm)激光選擇性移除Al/Cu金屬線路、鈍化層(Si?N?/SiO?)及低k介質,實現失效點(如ITP短路)的非破壞性暴露。 FIB前處理:精準切割樣品截面(<10 μm),減少聚焦離子束(FIB)加工時間,提升TEM樣品制備效率。

顯示器件修復與微調 LCD液晶層修復:利用紫外3(355 nm)激光微燒蝕技術,定位修復像素電極斷路或短路缺陷,避免面板整體更換。 柔性電路加工:對聚酰亞胺基板(PI)進行高精度圖形化切割(線寬≤5 μm),適用于折疊屏TFT層修復。

微納器件制備

MEMS結構加工:通過紅外(1064 nm)激光實現硅基微懸臂梁與空腔的亞微米級成型。

光學器件微調:在二氧化硅(SiO?)或氮化硅(Si?N?)波導表面刻寫光柵結構(周期≥1 μm),支持光子芯片原型開發。



關鍵性能參數


類別參數
激光源波長:1064 nm / 532 nm / 355 nm / 266 nm;脈寬:<10 ns;重復頻率:1–5 Hz
能量穩定性±2% RMS(@25°C恒溫環境)
運動控制行程范圍:X/Y軸±10 mm,Z軸±5 mm;分辨率:0.1 μm(閉環反饋)
環境適應性溫度:21±5°C;濕度:20–80% RH;電源:100–240 VAC, 50/60 Hz
光學兼容性適配Mitutoyo FS60、Nikon LU Plan等物鏡(NA≥0.7),支持同軸LED定位光斑



系統配置與選型建議


標準配置:激光頭(含風冷模塊)、SMPS電源(100–240 V)、6.5 cm×7.5 cm LCD遙控器、RS232通信線纜。

高能選配:2.2 mJ脈沖能量模塊(紅外/綠光)、高分辨快門(0.1 μm步進)、電動偏振器。

顯微集成方案:可選配Motic AE31或Olympus BX53顯微鏡,實現激光加工與實時觀測一體化。

定制化服務:支持波長組合定制(如TriLite紫外3模塊:1064+532+355 nm)、特殊材料工藝開發(如GaN或ITO透明導電層加工)。


天恒科儀,科技創新,


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