利用紫外纳秒标识系统对硅晶圆表面进行二维码直接标识试验研究。采用控制变量法，分别研究不同的脉冲占空比、重复频率、光斑重叠率对标识材料的热损伤、表面形貌以及二维码识读效果的影响规律。研究结果表明，脉冲占空比和重复频率对标识区域的环宽和热损伤影响效果明显，二维码的读取率和识读时间同时受占空比、重复频率、光斑重叠率影响。单脉冲能量在10.7~20 μJ范围内可以标识出符合SEMI标准的均匀、细腻、稳定、高识读率的无尘标识。

聚焦开发清晰、无飞溅、无碎屑且深度满足半导体晶圆后道加工工序要求的激光标识工艺, 实现清晰可辨、高洁净度的硅晶圆激光标识。采用波长532 nm的激光器研究平均功率、脉冲重复频率和扫描速度等激光工艺参数对晶圆标识质量的影响, 借助目视、显微镜和白光干涉三维轮廓仪来评估标识码的清晰程度、标识点的深浅程度和隆起高度以及热影响区。研究表明, 在低脉冲频率小于50 kHz时, 随着平均功率的上升, 标识码的清晰度逐渐增加, 但是硅渣的数量及其分布区域增大; 在高脉冲频率大于60 kHz时, 平均功率增加对标识码清晰度的影响及硅渣数量和分布区域的变化没有低频段表现明显。在平均功率为20%, 脉冲重复频率为60~80 kHz, 扫描速度为2 500~3 500 mm·s-1的工艺窗口内可以优化参数组合, 在硅晶圆上实现清晰可辨、无飞溅和碎屑污染, 字体深度为0.5~5 μm并且隆起小于1 μm的激光标识。

利用1 066 nm光纤激光晶圆标识系统开展晶圆标识工艺的研究, 通过控制变量法分别改变占空比、脉宽在晶圆表面标识SEMI T7码, 利用数码显微系统进行Dot形貌评估, 采用读码器进行读码测试。结果表明, 1 066 nm波长激光标识晶圆时有较宽的工艺窗口, 占空比10%~22%范围内Dot点形貌光滑、无飞溅; 脉宽对Dot点的形貌影响较大, 但是经读码器硬件和软件处理、优化后, 对读取时间影响较小。在占空比10%~22%及脉宽100~300 ns范围内, 均可以得到无飞溅、标识均匀、符合SEMI标识要求的标识。

激光直接零部件标识(Laser Direct Part Marking)技术是一种在工业环境中证实可行,可实现高度自动化且绿色环保的标识技术,已经成为工业产品追溯中产品标识的首选手段。本文基于控制灵活、激光参数调节范围更大的MOPA(MOPA, 主控振荡器的功率放大器)激光标识设备, 按照ISO/IEC TR 29158条码技术标准, 开展激光加工参数(如激光峰值功率、激光单脉冲能量、激光功率、填充间隔、扫描速度等)对激光直接标识(Direct Marking, DM)码质量(如条码等级、对比度、打印伸缩等)影响的研究。通过优化激光加工参数, 实现了在AL2024材料表面标识高质量DM码的激光标识工艺。

激光在不锈钢表面诱致彩色的工艺进一步挖掘了产品识别、产品装饰、产品个性化方面的潜在应用。脉宽和频率独立可调的新型MOPA光纤激光器, 具有宽的可调参数窗口, 可方便的优化参数组合标识出更丰富、更鲜艳的色彩。本文采用新型的MOPA光纤激光器,研究激光功率、激光重复频率、激光脉冲宽度、激光扫描速度、填充间隔等激光工艺参数对激光诱致不锈钢着色的影响及影响程度。经参数优化, 实验获得了在304不锈钢表面激光诱致黄、蓝、绿、红、紫等颜色的工艺参数以及在304不锈钢表面诱致彩色标识的合适激光工艺参数范围。

对激光刻蚀过程中的气化现象进行了热力学分析,根据不同的材质合理地选取工作条件,进行了激光狭缝刻制、太阳电池硅片打孔及激光标识的试验,并对刻蚀结果进行了对比分析,得出与理论分析相符的结果.