博捷芯精密划片方案赋能MEMS传感器与光电器件制造

精密划片机的刀片在压电陶瓷上划过，切割崩边始终稳定在5微米以内，相当于一根头发丝的十六分之一。

在医学影像设备的核心部件——超声探头的制造领域，压电陶瓷材料的精密切割一直是个技术瓶颈。近日，国产半导体设备企业博捷芯其研发的精密划片机在切割用于40MHz高频超声探头的压电陶瓷阵元时，实现了崩边尺寸小于5微米的突破。

这一技术指标满足了高端超声探头制造的需求，为国产高端医学影像设备的发展提供了重要支撑。

01 技术瓶颈

超声探头频率越高，对压电陶瓷阵元的精细度要求也越高。血管内超声成像等高端应用的探头频率已达40-45MHz。

高频超声探头需要使用精密的压电陶瓷阵元，阵元间距、尺寸直接关系到成像质量和分辨率。

根据资料，现代超声探头阵元间距需精确到0.5毫米以下。如成都汇声科技的微型彩色超声诊断系统，其探头阵元间距为0.49毫米。

阵元间距的微小偏差都会导致超声成像质量的下降，因此对压电陶瓷切割工艺提出了极高要求。

02 博捷芯解决方案

博捷芯针对这一高精度切割需求，推出了专门的精密划片解决方案。

该方案采用高精度运动控制系统，配合空气静压主轴和金刚石砂轮，实现了对压电陶瓷材料的超精密切割。

核心精度指标显著提升：刀片行走直线偏差值≤1.5μm，视觉对位检测功能达亚像素级别，监测刀片磨损精度≤2μm。

博捷芯划片机还采用了分层划切工艺，通过分阶段控制切割深度和进给速度，以“阶梯式”分层切割方式，逐步完成切割深度的控制，减少材料损伤并提高切割质量。

03 技术优势

博捷芯划片机在切割压电陶瓷方面展现出多重技术优势：

高精度与低崩边：在切割40MHz超声探头所需的压电陶瓷阵元时，实现崩边尺寸小于5μm，满足了高端超声探头制造的需求。

高兼容性：博捷芯划片机适用于多种硬脆材料，包括硅、石英、玻璃、蓝宝石、氧化铝、氧化铁、砷化镓和铌酸锂等。

高效率生产：部分机型配置了对向式双主轴，双轴可独立运行，配合双CCD视觉系统，大幅减少对准和检查时间，提高了生产效率。

04 应用前景

这一技术突破为高端医学影像设备的国产化进程提供了重要支撑。

在血管内超声（IVUS）领域，随着探头技术的不断发展，对精密切割的需求将持续增长。

目前，IVUS探头技术主要采用压电陶瓷材料，但复合材料换能器如CMUTs（电容式微机械超声换能器）正展现出发展前景。

博捷芯的精密切割技术同样适用于这些新兴复合材料，为未来超声探头制造提供了通用的切割解决方案。

博捷芯的精密划片机现已覆盖划片切割半导体封装基板及元器件，晶圆、陶瓷基板、玻璃基板、PCB、硅片、线路板、内存储存卡、QFN、电容电阻、传感器、IC二三极管保险丝及其他各类精密材料等器件，兼容8英寸晶圆。部分机型甚至可适配12英寸晶圆。

随着超声诊断技术的进步，超声探头将向更高频率、更小阵元尺寸发展，对精密切割工艺的需求会愈发迫切。