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天恒科儀激光鐳射切割系統(tǒng):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(shù)公司   2025年03月18日 14:32  

在半導(dǎo)體器件失效分析與液晶顯示屏(LCD/LED)微納修復(fù)領(lǐng)域,激光切割技術(shù)的精度、穩(wěn)定性和材料適應(yīng)性是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵。

天恒科儀自主研發(fā)激光鐳射切割系統(tǒng),基于多波長(zhǎng)激光源與三軸精密控制技術(shù),為科研級(jí)微加工提供可重復(fù)、高分辨率的解決方案,助力實(shí)驗(yàn)室突破材料與結(jié)構(gòu)的極限分析。

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核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)

多波長(zhǎng)激光源與能量調(diào)控

波長(zhǎng)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(zhǎng),適配金屬(Al、Cu、Au)、半導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)模式下單脈沖能量范圍0.25–0.5 mJ(紫外4可達(dá)0.25 mJ),高能選項(xiàng)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(yùn)動(dòng)控制與微米級(jí)加工

分辨率與加工范圍:采用100倍物鏡時(shí),單脈沖最小切割尺寸達(dá)**2 μm×2 μm**;50倍物鏡下擴(kuò)展至50 μm×50 μm,支持180°旋轉(zhuǎn)定位,滿足跨尺度結(jié)構(gòu)加工需求。

閉環(huán)反饋系統(tǒng):集成X/Y/Z三軸高精度步進(jìn)電機(jī)(定位精度±0.1 μm),結(jié)合RS232通信協(xié)議,實(shí)現(xiàn)與Mitutoyo、Olympus等主流顯微鏡的坐標(biāo)同步與自動(dòng)化控制。

3. 風(fēng)冷架構(gòu)與模塊化設(shè)計(jì)

無(wú)液冷輕量化:全風(fēng)冷散熱系統(tǒng)(TEC溫控±0.1°C),免除冷卻水循環(huán)需求,整機(jī)重量≤4.1 kg,適用于潔凈室與空間受限環(huán)境。

即插即用擴(kuò)展:支持電動(dòng)偏振器、高分辨XY快門(分辨率0.1 μm)及機(jī)器人聯(lián)機(jī)接口(線長(zhǎng)2.4 m),兼容FIB-SEM聯(lián)用平臺(tái)。



典型應(yīng)用場(chǎng)景

半導(dǎo)體器件失效分析 金屬層與介質(zhì)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(zhì),實(shí)現(xiàn)失效點(diǎn)(如ITP短路)的非破壞性暴露。 FIB前處理:精準(zhǔn)切割樣品截面(<10 μm),減少聚焦離子束(FIB)加工時(shí)間,提升TEM樣品制備效率。

顯示器件修復(fù)與微調(diào) LCD液晶層修復(fù):利用紫外3(355 nm)激光微燒蝕技術(shù),定位修復(fù)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(duì)聚酰亞胺基板(PI)進(jìn)行高精度圖形化切割(線寬≤5 μm),適用于折疊屏TFT層修復(fù)。

微納器件制備

MEMS結(jié)構(gòu)加工:通過紅外(1064 nm)激光實(shí)現(xiàn)硅基微懸臂梁與空腔的亞微米級(jí)成型。

光學(xué)器件微調(diào):在二氧化硅(SiO?)或氮化硅(Si?N?)波導(dǎo)表面刻寫光柵結(jié)構(gòu)(周期≥1 μm),支持光子芯片原型開發(fā)。



關(guān)鍵性能參數(shù)


類別參數(shù)
激光源波長(zhǎng):1064 nm / 532 nm / 355 nm / 266 nm;脈寬:<10 ns;重復(fù)頻率:1–5 Hz
能量穩(wěn)定性±2% RMS(@25°C恒溫環(huán)境)
運(yùn)動(dòng)控制行程范圍:X/Y軸±10 mm,Z軸±5 mm;分辨率:0.1 μm(閉環(huán)反饋)
環(huán)境適應(yīng)性溫度:21±5°C;濕度:20–80% RH;電源:100–240 VAC, 50/60 Hz
光學(xué)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(tǒng)配置與選型建議


標(biāo)準(zhǔn)配置:激光頭(含風(fēng)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(jìn))、電動(dòng)偏振器。

顯微集成方案:可選配Motic AE31或Olympus BX53顯微鏡,實(shí)現(xiàn)激光加工與實(shí)時(shí)觀測(cè)一體化。

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


天恒科儀,科技創(chuàng)新,


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