一种用于脆硬构件分离的激光系统和方法

本公开涉及脆硬构件分离，尤其涉及一种用于脆硬构件分离的激光系统和方法。

背景技术：

1、脆硬材料被广泛应用于制作高温、高频、大功率、抗辐射等电子器件，其在激光、光电、半导体等领域发展中起到了举足轻重的作用。

2、目前，脆硬材料在加工时多采用线锯技术进行构件的分离，但线锯加工的时间较长，并且会造成较多的材料浪费，同时在加工过程中还极易造成脆硬构件的表面开裂，并且产生的切屑也会使脆硬构件的强度降低。由此，导致脆硬构件的加工效率较低，且加工成本较高，而且无法保证脆硬构件的加工质量。

技术实现思路

1、本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本公开的目的在于提供一种用于脆硬构件分离的激光系统和方法。

3、为达到上述目的，本公开第一方面提供一种用于脆硬构件分离的激光系统，包括：载台，所述载台用于承载所述脆硬构件；第一光路，所述第一光路的出射端和所述载台相对设置，所述第一光路用于所述载台沿第一路径移动时出射聚焦激光束，以利用所述聚焦激光束在所述脆硬构件中形成多个位于同一平面内且间隔分布的空隙；第二光路，所述第二光路的出射端和所述载台相对设置，所述第二光路用于沿第二路径出射第二平行激光束，以利用所述第二平行激光束扩展所述空隙，从而使多个所述空隙连通并形成改质层。

4、可选的，所述载台还包括：金属台，所述金属台内设置有负压通路，所述负压通路的进气端设置在所述金属台的承载面上，所述负压通路的出气端用于排出所述负压通路内的气体；其中，所述金属台的承载面用于承载所述脆硬构件，所述金属台的承载面分别与所述第一光路的出射端和所述第二光路的出射端相对设置。

5、可选的，所述载台还包括：热沉，所述金属台设置在所述热沉上，所述热沉内设置有散热通路，所述散热通路的进液端用于通入吸热流体，所述散热通路的出液端用于排出所述吸热流体。

6、可选的，所述载台还包括：第一移动装置，所述热沉设置在所述第一移动装置上，所述第一移动装置用于驱动所述热沉沿第一方向移动；第二移动装置，所述第一移动装置设置在所述第二移动装置上，所述第二移动装置用于驱动所述第一移动装置沿第二方向移动；其中，所述第一方向、所述第二方向和所述脆硬构件的厚度方向两两垂直设置。

7、可选的，所述第一光路包括：脉冲激光器，所述脉冲激光器用于出射第一平行激光束；物镜，所述物镜的入射端和所述脉冲激光器的出射端相对设置，所述物镜的出射端和所述载台相对设置，所述物镜用于将所述第一平行激光束转换为所述聚焦激光束。

8、可选的，所述第一光路还包括：偏振片，所述偏振片的入射端和所述脉冲激光器的出射端相对设置；半波片，所述半波片的入射端和所述偏振片的出射端相对设置；电子快门，所述电子快门的入射端和所述半波片的出射端相对设置；扩束镜，所述扩束镜的入射端和所述电子快门的出射端相对设置；反射镜，所述反射镜的入射端和所述扩束镜的出射端相对设置，所述反射镜的出射端和所述物镜的入射端相对设置；其中，所述第一平行激光束依次经过所述偏振片、所述半波片、所述电子快门、所述扩束镜、所述反射镜和所述物镜后转换为所述聚焦激光束。

9、可选的，所述第一光路还包括：第三移动装置，所述物镜设置在所述第三移动装置上，所述第三移动装置用于驱动所述物镜沿第三方向移动；其中，所述第三方向和所述脆硬构件的厚度方向平行设置。

10、可选的，所述第二光路包括：连续激光器，所述连续激光器用于出射所述第二平行激光束；二维振镜，所述二维振镜的入射端和所述连续激光器的出射端相对设置，所述二维振镜的出射端和所述载台相对设置，所述二维振镜用于沿所述第二路径出射所述第二平行激光束。

11、可选的，所述激光系统还包括：控制器，所述控制器的第一输出端和所述第一光路的输入端相连，所述控制器的第二输出端和所述第二光路的输入端相连，所述控制器的第三输出端和所述载台的输入端相连，所述控制器用于控制所述第一光路出射所述聚焦激光束，控制所述第二光路沿所述第二路径出射所述第二平行激光束，以及控制所述载台沿所述第一路径移动。

12、本公开第二方面提供一种用于脆硬构件分离的方法，包括：将所述脆硬构件沿第一路径移动；向所述脆硬构件出射聚焦激光束，以利用所述聚焦激光束在所述脆硬构件中形成多个位于同一平面内且间隔分布的空隙；向所述脆硬构件沿第二路径出射第二平行激光束，以利用所述第二平行激光束扩展所述空隙，从而使多个所述空隙连通并形成改质层。

13、本公开提供的技术方案可以包括以下有益效果：

14、脆硬构件在经过聚焦激光束的聚焦照射后，利用第二平行激光束的照射实现脆硬构件的分离，不仅避免了外部较大载荷的介入，保证了脆硬构件较高的加工质量，而且避免了聚焦控制、精密移动控制等操作，从而有效简化了脆硬构件的分离过程，提高了脆硬构件的加工效率，降低了脆硬构件的加工成本。

15、本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。

技术特征：

1.一种用于脆硬构件分离的激光系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于脆硬构件分离的激光系统，其特征在于，所述载台还包括：

3.根据权利要求2所述的用于脆硬构件分离的激光系统，其特征在于，所述载台还包括：

4.根据权利要求3所述的用于脆硬构件分离的激光系统，其特征在于，所述载台还包括：

5.根据权利要求1所述的用于脆硬构件分离的激光系统，其特征在于，所述第一光路包括：

6.根据权利要求5所述的用于脆硬构件分离的激光系统，其特征在于，所述第一光路还包括：

7.根据权利要求5所述的用于脆硬构件分离的激光系统，其特征在于，所述第一光路还包括：

8.根据权利要求1所述的用于脆硬构件分离的激光系统，其特征在于，所述第二光路包括：

9.根据权利要求1所述的用于脆硬构件分离的激光系统，其特征在于，所述激光系统还包括：

10.一种用于脆硬构件分离的方法，其特征在于，包括：

技术总结
本公开提出一种用于脆硬构件分离的激光系统和方法，其中，激光系统包括：载台，载台用于承载脆硬构件；第一光路，第一光路用于载台沿第一路径移动时出射聚焦激光束，以利用聚焦激光束在脆硬构件中形成多个位于同一平面内且间隔分布的空隙；第二光路，第二光路用于沿第二路径出射第二平行激光束，以利用第二平行激光束扩展空隙，从而使多个空隙连通并形成改质层。在本公开的一种用于脆硬构件分离的激光系统和方法中，不仅避免了外部较大载荷的介入，保证了脆硬构件较高的加工质量，而且避免了聚焦控制、精密移动控制等操作，从而有效简化了脆硬构件的分离过程，提高了脆硬构件的加工效率，降低了脆硬构件的加工成本。

技术研发人员：林学春,姜璐,赵树森,何宏智,梁晗,张志研,刘燕楠
受保护的技术使用者：中国科学院半导体研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15