BBIN BBIN宝盈集团激光清洗电子元器件的技术参数

　　在电子线路板的使用过程中，附着在上面的微小颗粒污染物会造成集成电路短路或性能下降，甚至损坏元器件。传统采用水洗和超声波清洗法，但水洗无法清除几微米的粒子，超声波容易对元器件造成损伤，随着激光技术的发展激光清洗技术诞生，经过大量测试，激光清洗被证明是目前电子元器件除污清洗最佳方法，现在已经在电子掩模版的清洗中大量使用。

　　电子元器件清洗中，基底材料大多为半导体，需要清洗的污染物多为硫、铜、钨、二氧化硅、橡胶微粒等，尺寸在几十纳米到几百微米之间。在确定基底材料和污染物之后，还需要对其他激光参数精确选择，在清洗作业前需要搞清楚这些技术参数，才能确保清洗效果。包括：激光能量密度、激光波长、脉冲宽度、脉冲次数、激光入射角等。

　　1.激光能量密度。激光能量密度是激光清洗中最重要的一个参数。激光能量密度是一个精确的数据，它的取值范围在一个狭小的空间中。激光能量密度是单位是J/cm2（焦每平方厘米），激光能量刚刚能清除污染物的阈值叫清洗阈值，激光能量刚刚损伤基底材料的阈值叫损伤阈值，激光能量密度需处在清洗阈值和损伤阈值之间，最佳取值为损伤阈值的80%。顿磊激光除锈机公司曾做过一个实验，目的是为了确定清洗阈值和损伤阈值。利用波长为248nm的准分子激光器对半导体抛光硅片上的微粒进行清洗，微粒主要是直径1微米左右的三氧化二铝。选择脉冲宽度30nm，频率5hz，实验过程中不断调高频率，随着频率不断提升，从5hz-30hz，激光能量从0-350mj/cm2，清洗效率不断上升，当超过30mj/cm2时候，有清洗效果，当激光能量密度超过350mj/cm2时，基底材料就会损伤，所以清洗阈值为30焦每平方厘米，损伤阈值为350焦每平方厘米。

　　2.激光波长。不同的激光波长只对不同的材料起作用，要先确定电子元件上的污染物是什么，然后选择污染物吸收最强的激光波长。不同的激光波长对导体、半导体、绝缘体差异非常显著，如果同为绝缘体，但是不同的材料，则它们吸收峰值接近但不相同。根据激光波粒二象性原理，激光波长越长，越容易发生衍射，波长越短，材料对激光的吸收率越高，清洗效率也越高。为了验证不同波长对清洗的影响，顿磊激光除锈机公司做了一个简单小实验。用激光清洗石英基底上的铜微粒、硅树脂混合物，分别采用波长为248nm的准分子激光器、波长为1064nm的YAG激光器、波长为352nm的YAG激光器，波长为355nm的YAG激光器，测试得到波长为248nm的激光清洗阈值为20mj/cm2, 波长为355nm的激光清洗阈值为92mj/cm2,波长为532nm的激光清洗阈值为122mj/cm2,波长为1064nm的激光清洗阈值为540mj/cm2。可见清洗阈值随着激光波长的增大而增大。实验结果表明，对于半导体材料上面的硅树脂和铜微粒用激光清洗来说，355nm激光最好，532nm激光次之，1064nm激光效果最差。

　　3.脉冲宽度。也叫脉冲持续时间，是激光脉冲上升和下降到它10%峰值功率点之间的时间间隔，单位为s，脉冲宽度影响材料的热扩散深度和作用时间，它对瞬时温度影响较大。脉冲宽度越小，微粒获得的加速度越大，微粒越容易清除。微粒的加速度与脉冲宽度的平方成反比，脉冲宽度小二分之一，激光能量增加4倍，脉宽越短，能量越容易聚集。依据顿磊公司实验公开资料，在做激光清洗硅晶片时，脉冲宽度取值范围为10-20ns。

　　4.脉冲次数。一个激光脉冲所辐射的能量叫脉冲能量，单位为j，脉冲次数 对清洗效果影响巨大，开始清洗时，清洗效率随着脉冲次数增加而增加，但脉冲次数有一个饱和值，后面的清洗效率降低，脉冲达到一定数量后不再具有清洗效果。在清洗过程中50%的时间清洗90%的污染物，50%的时间清洗剩余的10%的污染物。

　　5.激光入射角。在激光清洗过程中，激光光斑面积和能量不变的情况下，增大激光入射角、清洗效率会显著提高。激光垂直入射时，若微粒对激光不透明，微粒正下方会被遮盖，不能被激光直接照射，增大入射角，可以让激光束之间照射微粒，从而在微粒和基底的交界面发挥作用。入射角的指导原则是激光直射基底材料和污染物的接触点，入手角度选择10-90度都可以。