水刀引导式激光器是激光器技术和水流技术的混合技术。在这个独一无二的激光切割工艺中,一个纤幼线状水刀被用作光波导,以使高功率激光射在工件上。与传统激光切割工艺相比,这种方法的主要优势在于:
(1)平行的侧壁;
(2)工件的低热量输入,归功于工件在激光脉冲之间的冷却恰好发生在它之前被加热的位置;
(3)熔融金属及时排出,归功于水刀的高动量。相比与锯切,这种技术切割金属可以达到无毛刺效果,施加在工件上的机械压力也小得多。
水刀激光技术,激光微射流(LMJ)的概念是将脉冲激光束与低压水喷射结合起来,对各种材料进行切割、钻孔等作业。基本的原理是经过一个加压的水槽,聚焦激光束到一个喷口。从钻石喷嘴喷出低压水,通过水/空气界面发生内反射从而导出激光束,类似于常规的玻璃纤维水喷射好象就是一个稳定流动的长度可以变化的光波导管。它有三个基本功能:
1.将激光束导向加工件;
2.清除熔化的材料;
3.冷却加工件。
LMJ是快速有效的方法,切割薄片晶圆(完全切割)、划片和磨边(晶圆外部1-2 mm处会被切割掉,确保晶圆边缘无裂纹)。它可以应用在硅和III-V族半导体。
在切割过程中,工件被固定在一个CNC工作台上,在水刀引导的激光束下朝着一个方向移动。光头沿着与之垂直的方向移动,只有在为了适应不同水压下的不同喷嘴尺寸的各种工作距离时,才有必要变动工作台和工件之间的距离。在切割过程中不会变动。