O carboneto de silício é um material semicondutor de terceira geração com excelente desempenho, caracterizado por boas propriedades ópticas, alta inércia química e excelentes propriedades físicas, incluindo bandgap largo, alta tensão de ruptura, alta condutividade térmica e forte resistência a altas temperaturas.
 

É usado frequentemente como um material de substrato para dispositivos de alta frequência e alta potência de nova geração e é amplamente utilizado em campos de fabricação high-end, como a nova geração de equipamentos industriais eletrônicos, aeroespacial, e assim por diante. Especialmente na indústria emergente e em constante crescimento de veículos de energia nova.

Estima-se que a produção anual da China de novos veículos de energia será de quase 6 milhões em 2025, com uma demanda por chips de energia variando de 1000 a 2000 por veículo, dos quais mais de 50% são chips de carboneto de silício.

Materiais laser e carboneto de silício

Na interação entre laser e materiais de carboneto de silício, a reação principal entre laser contínuo, laser de pulso longo, laser de pulso curto de nanosegundos e o material é efeito térmico. Seu princípio de processamento é concentrar um feixe de laser de alta densidade de potência na superfície do material para aquecimento e tratamento de fusão. O foco dos lasers ultra curtos de pulso picosecond e femtossegundo na superfície dos materiais é focado principalmente na remoção de plasma material, que pertence ao processamento a frio não tradicional.

No pós-processamento de wafers semicondutores de carboneto de silício, é necessário executar etapas como marcação, corte, corte e embalagem de wafers individuais, tornando-se finalmente um chip comercial completo. Atualmente, o equipamento de processamento a laser tem sido gradualmente usado para substituir o equipamento de processamento mecânico tradicional no processo de marcação e corte de wafers, que tem as vantagens de alta eficiência, bom efeito e baixa perda de material.

Aplicação da marcação da bolacha a laser

No processo de fazer bolachas de carboneto de silício, a fim de ter diferenciação de cavacos, rastreabilidade e outras funções, é necessário rotular cada cavacos com um código de barras exclusivo. Os métodos tradicionais de marcação de cavacos são geralmente impressão de tinta ou gravação de agulha mecânica, que têm desvantagens como baixa eficiência e alto consumo de material.

Como um método de processamento sem contato, a marcação a laser tem as vantagens de danos mínimos aos chips, alta eficiência de processamento e nenhum consumível no processo, especialmente na tendência de bolachas cada vez mais finas que exigem maior qualidade e precisão de processamento.

O laser usado para a marcação da bolacha do laser é selecionado geralmente com base nas necessidades do usuário ou nas características do material, e para bolachas do carboneto de silício, lasers ultravioletas do nanosegundo ou do picosecond são usados geralmente. Os lasers ultravioleta de Nanosegundo têm um custo mais baixo e são adequados para a maioria dos materiais da bolacha, tornando-os amplamente utilizados.

Os lasers ultravioletas de picossegundo são mais inclinados para o processamento a frio, com marcação mais clara e melhores resultados, tornando-os adequados para materiais e processos com requisitos de marcação mais elevados. O laser é transmitido através de um caminho óptico externo, expandido em um sistema de varredura galvanômetro, e finalmente focado na superfície do material através de um espelho de campo.O conteúdo da marcação é conseguido pela varredura do galvanômetro de acordo com o arquivo de desenho do processamento.