激光加工設(shè)備在微電子行業(yè)中主要用于打孔、調(diào)阻、劃片、打標(biāo)、封口。涉及的加工材料主要包括陶瓷基板(氮化鋁、氧化鋁等)、金屬材料(二氧化硅、金錫、鎳鎘等)。面對品種繁多、價(jià)格昂貴、技術(shù)含量高的激光加工設(shè)備，如果選擇不當(dāng)，不僅造成巨大的浪費(fèi)，而且會(huì)影響正常生產(chǎn)，造成更大的損失。因此，如何選擇合適的激光加工設(shè)備，使這些設(shè)備在生產(chǎn)中發(fā)揮巨大的作用，這是首先要認(rèn)真考慮的問題。

確定產(chǎn)品的工藝要求

　　不同種類的激光加工設(shè)備都有一定的加工范圍。在選擇設(shè)備之前，首先要確定典型加工工件的加工范圍和工藝要求。在實(shí)際生產(chǎn)中，激光打標(biāo)需要快速的走線速度、96%的厚膜氧化鋁陶瓷劃片需要較高的激光能量，薄膜氧化鋁陶瓷的切割需要高精度的加工對位能力，這些不同需求分布在較寬的加工范圍內(nèi)，包括CO2激光加工、紅外激光加工、紫外激光加工等多種不同原理的加工方式。因此，針對不同產(chǎn)品的確定產(chǎn)品加工要求以選型合適的加工方式，是正確選擇激光加工設(shè)備的前提。

選擇適合的激光器

　　激光器作為激光加工設(shè)備的核心部件，在整個(gè)激光加工過程中起著非常重要的作用。選擇適合產(chǎn)品工藝的激光器需要對激光器本身的原理以及參數(shù)有一定的認(rèn)識(shí)。在實(shí)際使用過程中，通過對激光器參數(shù)的優(yōu)化，還可以在一定范圍獲得更為的加工效果。激光器的選型可以從波長、脈寬和峰值功率等參數(shù)來確定。

　　1、波長：

　　波長是激光的固有屬性之一，激光按照波長，由長到短可以分為遠(yuǎn)紅外激光、紅外激光、綠光激光、紫外激光及深紫外激光。激光加工設(shè)備激光波長的選擇首先要視材料而定，任何材料都有其固有的光譜特性，選擇吸收率高的波長激光，能有效提升加工效率。

　　波長也決定了光子的能量和激光的聚焦能力。一般而言，波長越長，光子能量越大，聚焦性能越差;波長越短，光子能量越小，聚焦性能越好。因此，針對厚度較厚的材料加工，一般選擇波長較長的激光;針對精度要求較高的加工，一般選擇波長較短的激光。例如，厚膜陶瓷基板，一般選用紅外激光加工，而針對薄膜陶瓷基板，一般紫外激光是較優(yōu)的選擇。

　　2、脈寬：

　　脈寬，顧名思義是激光脈沖的寬度，即指單個(gè)激光脈沖持續(xù)的時(shí)間。按照脈寬，激光可分為毫秒激光、微妙激光、納秒激光、皮秒激光、飛秒激光和阿秒激光。目前阿秒激光尚處于實(shí)驗(yàn)室階段，尚未進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。

　　一般而言，激光脈寬越短，激光的峰值功率越高，激光破壞材料的能力越強(qiáng)。以皮秒激光為例，單脈沖能量一般是數(shù)百微焦，但由于其作用時(shí)間僅10^-12秒，因此，其峰值功率級(jí)別可達(dá)到兆瓦。因此，皮秒激光可使幾乎所有的固體材料在瞬間完成氣化或等離子化，從而有效去除材料。作為對比，紅外CO2激光、光纖激光，一般是毫秒/微秒級(jí)別的激光，其峰值功率一般較低，因此往往只能以熱熔方式(材料由固態(tài)變化為液態(tài))加工。

　　3、重復(fù)頻率：

　　重復(fù)頻率，即激光在單位時(shí)間射出的脈沖數(shù)。以激光加工設(shè)備的特性而言，一般重復(fù)頻率越高，激光脈沖能量越小，重復(fù)頻率越低，激光的脈沖能量則越高。

　　因此，當(dāng)材料厚度較厚，或者需要完成切割、鉆孔等加工時(shí)，往往選擇低頻模式加工;而當(dāng)材料厚度較薄，或者需要完成刻蝕、打標(biāo)等加工時(shí)，往往高頻模式能帶來較高的效率和更加平順的加工效果。

　　4、單脈沖能量&峰值功率：

　　當(dāng)材料厚度較厚，或者需要完成切割、鉆孔等加工時(shí)，往往選單脈沖能量較高或峰值功率較高的激光加工設(shè)備來加工;而當(dāng)材料厚度較薄，或者需要完成刻蝕、打標(biāo)等加工時(shí)，對激光的單脈沖能量、峰值功率沒有太高的要求。

激光加工設(shè)備軟件系統(tǒng)的選擇

　　激光加工設(shè)備一個(gè)好的軟件系統(tǒng)，往往冠以“友好”這樣的修飾詞，主要是說軟件界面看的明白，便于操作。但所謂“友好”，實(shí)際也是目前設(shè)備軟件的一般要求。軟件的真正內(nèi)核，實(shí)則在于電氣控制、工藝方案的集中體現(xiàn)。

　　以打標(biāo)機(jī)為例，以其光學(xué)配置而言，實(shí)則也具備一定的鉆孔、切割能力。但打標(biāo)機(jī)的軟件功能單一，基本忽略打孔、切割的操作要求。再例如圖形的處理，由于激光光斑有一定的尺寸。加工過程中激光光斑運(yùn)動(dòng)的尺寸(或平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的尺寸)，與CAD圖紙，往往是有細(xì)微的差異的(外擴(kuò)或者內(nèi)縮)。軟件是否能按照光斑大小，較為簡便的操作來實(shí)現(xiàn)這種差異補(bǔ)償，實(shí)則為軟件價(jià)值的體現(xiàn)之一。

激光加工設(shè)備加工效率的控制

　　激光加工設(shè)備的加工效率，即指材料被去除的效率，一般而言，該效率由幾個(gè)因素決定：

　　1、材料對加工用激光的吸收率

　　材料對激光的吸收率越高，則光能轉(zhuǎn)化為熱能的比例就越高。材料就能相對更加GX的被去除。還是以金屬銅為例，紅外激光加工，反射率極高，吸收率底，因此加工的效率一般不高，甚至無法加工;而選用紫外激光或綠光激光，則有條件做較為GX的加工。

　　2、材料破壞模式及材料特性

　　激光去除材料，一般的破壞方式，按照能量由低到高，一般可分為“溶化(固態(tài)到液態(tài))”、“汽化(固態(tài)到氣態(tài))”和“固態(tài)到離子態(tài)”三種方式。對應(yīng)加工效率，溶化高于汽化，而固態(tài)到離子態(tài)的變化，其效率是Zdi的。實(shí)際加工過程中，亦伴隨著材料內(nèi)部的熱傳導(dǎo)，例如聚合物材料，對熱敏感，熱擴(kuò)散迅速。這樣的特性會(huì)加速激光熱熔式的加工，表征為效率的提升。

　　3、加工模式和輔助

　　激光加工設(shè)備加工效率一定程度上，受加工模式和一些輔助工藝的影響。

　　加工模式，主要由設(shè)備硬件結(jié)構(gòu)決定，例如針對一些薄材料，激光加工設(shè)備采用“平臺(tái)不動(dòng)，控制光斑移動(dòng)”的方式加工，效率往往高于“光斑不動(dòng)，控制平臺(tái)移動(dòng)”的方式。

　　輔助工藝，以陶瓷基板加工為例說明，一般使用紫外激光加工陶瓷基板時(shí)，由于加工局部位置的溫度極高，因此在加工位置為產(chǎn)生大量等離子體(空氣被電離產(chǎn)生等)。這些等離子體一定程度上影響光束傳輸，繼而影響能量傳輸?；谶@樣的機(jī)理，加工時(shí)如果能對加工位置做吹氣等輔助處理，則能一定程度上提升能量傳輸效率，繼而提升激光加工設(shè)備的加工效率。類似的工藝還包括吹加氧氣、氮?dú)獾取５唧w結(jié)果，與材料亦有直接關(guān)系。