5月8日，中國電子旗下中國長城鄭州軌道交通信息技術研究院和河南通用智能裝備有限公司，曆時一年，聯合攻關(guan) ，成功研製我國首台半導體(ti) 激光隱形晶圓切割機，實現了在這方麵“零的突破”。

半導體(ti) 激光隱形晶圓切割機

此次我國半導體(ti) 激光隱形晶圓切割技術取得實質性重大突破，也就意味著相關(guan) 裝備依賴進口的局麵即將打破，對進一步提高我國智能裝備製造能力具有著裏程碑式的意義(yi) 。

靈魂拷問——你眼中的激光切割是怎樣的？

從(cong) 愛因斯坦的激光理論提出到現在，激光從(cong) 誕生到應用，經曆了100多年的演變和發展，它被譽為(wei) “最快的刀、最準的尺、最亮的光”。

與(yu) 傳(chuan) 統的切割方式相比，激光切割屬於(yu) 非接觸式加工，可以避免對晶體(ti) 矽表麵造成損傷(shang) ，並且具有加工精度高、加工效率高等特點，可以大幅提升芯片生產(chan) 製造的質量、效率、效益。

“削鐵如泥”的激光切割

就是它字麵的意思，激光切割就是一種利用經聚焦的高功率密度激光束切割材料的技術。而且，激光切割屬於(yu) 熱切割的一種。為(wei) 什麽(me) 這麽(me) 說？讓我們(men) 詳細了解一下激光切割的原理。

激光切割係統是通過使用激光聚焦係統，將高能激光聚焦到材料表麵，材料吸收激光能量導致局部被加熱到熔點以上。同時，同軸高壓氣體(ti) 或產(chan) 生的蒸汽將熔融的金屬吹離，在材料表麵產(chan) 生空洞。隨著激光沿著設定程序的移動，最終將材料切割出對應圖案的形狀。

四大激光切割類型 適用多種應用場景

一般來說，激光切割可分為(wei) 激光氣化切割、激光熔化切割、激光氧氣切割和激光劃片與(yu) 控製斷裂四類。這四種激光切割方法的切割功率及功率密度不同，使其可以適用於(yu) 不同的工業(ye) 應用場景。

激光氣化切割利用高能量密度的激光束加熱工件，使溫度迅速上升，在非常短的時間內(nei) 達到材料的沸點，材料開始汽化，形成蒸氣。這些蒸氣的噴出速度很大，在蒸氣噴出的同時，在材料上形成切口。材料的汽化熱一般很大，所以激光汽化切割時需要很大的功率和功率密度。

激光汽化切割多用於(yu) 極薄金屬材料和非金屬材料(如紙、布、木材、塑料和橡皮等)的切割。

激光融化切割這種切割方式的原理是激光輻照導致材料熔化，與(yu) 光束同軸的噴嘴噴吹有較大壓力的非氧化性氣體(ti) （Ar、He、N2等）使液態金屬排出，形成切口。

激光熔化切割不需要使金屬完全氣化，所需能量也隻有氣化切割的1/10，因此這種切割主要用於(yu) 一些不易氧化的材料或活性金屬的切割，如不鏽鋼、鈦、鋁及其合金等。

激光氧氣切割激光氧氣切割原理是用氧氣與(yu) 切割金屬作用，發生氧化反應，放出大量的氧化熱，同時，被激光熔融的材料又被氧氣從(cong) 反應區吹出並形成切口。

氧化反應為(wei) 放熱反應，使得這種方法所需能量隻是熔化切割的1/2，但切割速度比氣化切割和熔化切割都快，所以這種切割方法主要用於(yu) 一些較難切割的物料，如碳鋼、鈦鋼以及熱處理鋼等易氧化的金屬材料。

激光劃片與(yu) 控製斷裂激光劃片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表麵進行掃描，使材料受熱蒸發出一條小槽，然後施加一定的壓力，脆性材料就會(hui) 沿小槽裂開。激光劃片用的激光器一般為(wei) Q開關(guan) 激光器和CO2激光器。

控製斷裂是利用激光刻槽時所產(chan) 生的陡峭的溫度分布，在脆性材料中產(chan) 生局部熱應力，使材料沿小槽斷開。

新型高功率激光切割機更受市場青睞

常見的激光切割機是：光纖激光切割機和CO2激光切割機。顧名思義(yi) ，二者所使用的激光分別來源於(yu) 光纖激光器和CO2激光器。

CO2激光（左）和光纖激光（右）波長

不難看出，光纖切割器相較於(yu) CO2激光器而言，光纖激光的波長更長，它的光電轉化率能達到25%以上，CO2激光的光電轉化率隻有10%左右。

因此，不論是從(cong) 切割效果還是企業(ye) 成本上看，光纖激光器憑借其出光功率高、光斑尺寸小等優(you) 勢，所占市場早已遠超CO2激光器，並仍在增長之中。

新型激光切割技術引領工藝新潮流

隨著技術的發展，光纖激光發生器逐步替代了CO2激光發生器。數控衝(chong) 床-光纖激光切割複合加工工藝克服了早期衝(chong) 床與(yu) CO2激光切割組成的複合加工設備所有缺點，較原有的衝(chong) 剪複合加工和多次定位單機加工工藝優(you) 勢明顯，得到迅速的推廣應用。

一路走來，fun88官网平台切割行業(ye) 經曆了一係列變革。從(cong) 最初的CO2激光切割機到光纖切割機，再到我國首台半導體(ti) 激光隱形晶圓切割機的成功研發。

實踐告訴我們(men) ：“關(guan) 鍵技術是要不來、買(mai) 不來、討不來的”。高端智能裝備是國之重器，是製造業(ye) 的基石。隻有把智能裝備製造的關(guan) 鍵技術掌握在自己手裏，才能扛起新時代工業(ye) 發展的重任，推動我國國民經濟切實長遠的發展。