Pramonė	Puslaidininkių gamyba, pažangi keramika, trečios kartos puslaidininkinės medžiagos
Procesas	Vandens srove valdomas lazeris (WJGL) vieno praėjimo per skylę apdirbimas
Sprendimas	Pasirinktinis 35 mm × 2 mm SiC substratas su Φ0,15 mm tikslumo mikroangomis
Paslaugos	Techninės konsultacijos, procesų kūrimas, patikrinimų ataskaitos, pritaikytas dengimas ir apdirbimas
Rezultatai	• Vienoda skylės geometrija nuo įėjimo iki išėjimo, patvirtinta SEM • Nėra išmatuojamo kūgio; Kraštinių santykis tinka 2 mm storiui • Minimali karščio paveikta zona ir praktiškai nėra kieto trapaus SiC skiedinio • Sėkmingas pristatymas ir klientų priėmimas antrinių baterijų medžiagų kūrimui

1 paveikslas: 35 mm × 2 mm SiC substrato gaminio nuotrauka po vandens valdomo lazerinio mikro skylių apdirbimo

Paveikslas2：VeTek vandeniu valdomo lazeriu apdirbtos Φ0,15 mm skylės SiC substrate SEM vaizdas

„VeTek Semiconductor“ vandeniu valdomo lazerio (WJGL) technologija leidžia apdirbti mikro skyles storuose silicio karbido (SiC) pagrindu vienu praėjimu be kūginių. Neseniai atliktame projekte Φ0, 15 mm skylės buvo sėkmingai apdorotos 35 mm skersmens × 2 mm storio N tipo 4H-SiC substratuose. SEM patikrinimas patvirtino labai vienodas skylių sieneles nuo įėjimo iki išleidimo angos, atitinkančios griežtus puslaidininkių kokybės reikalavimus.

1. Kaip vandeniu valdomas lazeris sukuria SiC skylutes be kūgių?

Paveikslas3:Vandeniu valdomo lazerio principas: lazerio energija apribota aukšto slėgio vandens mikrosrove (vandens optinis pluoštas)

Aukšto slėgio vanduo spaudžiamas per tikslų antgalį (30–120 µm skersmens), kad susidarytų stabili mikrosrove. Fokusuotas 532 nm lazeris yra prijungtas prie šios srovės per stiklinį langą. Patekęs į vandens stulpelį, lazeris yra apribotas viso vidinio atspindžio ir sklinda kaip didelio energijos tankio „vandens optinis pluoštas“. Kai mikrosrove liečiasi su ruošiniu, lazeris pašalina medžiagą, o nuolatinis vandens srautas atvėsina pjovimo zoną ir nuplauna šiukšles.

Kadangi kreipiamoji terpė yra pastovaus skersmens cilindrinis stulpelis, atsirandanti lazerio energija išlieka lygiagreti kelių dešimčių milimetrų darbiniu atstumu. Vadinasi, nupjauta sienelė išlieka vertikali net ant 2 mm (ir iki 60 mm) storio SiC, todėl nebereikia sekti židinio ir užkertamas kelias nusmailėjimui, atsirandančiam gręžiant laisvos erdvės lazeriu.

4 pav. Tikroji vandens valdomo lazerio darbo scenos nuotrauka

Pagrindiniai kietų ir trapių medžiagų proceso pranašumai

• Nereikia reguliuoti židinio storiui iki 60 mm

• Nulinis arba beveik nulinis kūgis (10–20 µm įėjimo ir išėjimo skirtumas)

• Nuolatinis aušinimas slopina šiluminį įtampą ir kraštų skilimą

• Tolygus energijos pasiskirstymas purkštuko skerspjūvyje sumažina paviršiaus šiurkštumą (Ra 0,3–1 µm)

• Siurblys yra siauras iki 50 µm, todėl brangus SiC sumažėja medžiagos nuostoliai

2. Vandeniu valdomo lazerio privalumai puslaidininkinės keramikos apdirbime

Paveikslas5. „VeTek“ vandeniu valdoma lazerinė įranga (WL serija)

Tradicinis mechaninis Φ0,15 mm skylių gręžimas 2 mm SiC dažnai kenčia nuo įrankio lūžimo, briaunų lūžimo ir laipsniško skersmens kitimo. Laisvos erdvės lazerinis gręžimas, nors ir bekontaktis, sukuria karščio paveiktas zonas, perliejamus sluoksnius ir pastebimą nusmailėjimą. Vandeniu valdomas lazeris įveikia abu apribojimus:

1. Vieno praėjimo per skylę galimybė– pašalina dvipusio apdorojimo lygiavimo klaidas.

2. Aukštas kraštinių santykis– įprastai pasiekiami santykiai, viršijantys 30:1.

3. Itin maža mechaninė jėga– vandens srovės jėga yra tik ~1 N, leidžianti saugiai apdoroti itin plonas arba trapias plokšteles.

4. Švarūs, be šlako paviršiai– nuolatinis plovimas pašalina šiukšles ir apsaugo nuo pakartotinio nusėdimo.

3. Vandens valdomas lazerinis pritaikymas didelio formato mikroskylių SiC

Paveikslas6. Tikslūs keraminiai komponentai, apdoroti vandeniu valdomu lazeriu

Įprastos galimybės apima:

• Apdorojimo storio diapazonas: 0,05–60 mm (SiC, boro karbido keramika)

• Minimali diafragma: 0,1 mm (priklauso nuo storio)

• Matmenų tikslumas: ±0,01 mm

• Paviršiaus šiurkštumas: 0,3–1 µm

• Įrangos platformos: WL-DCS200 (200 × 240 mm darbo sritis, 50–60 W) ir WL-LCS500 (500 × 500 mm, 100–200 W)

Paveikslas7.Kliento SEM patikrinimas, ar 2 mm SiC substrate yra vienodos Φ0,15 mm kiaurymės nuo įėjimo iki išleidimo angos

Projekto įrodymai: Φ0,15 mm skylė 2 mm SiC

Bendradarbiaudama su Korėjos technologijų partneriu, „VeTek“ pristatė penkis 35 mm skersmens, 2 mm storio N tipo 4H-SiC substratus, kurių kiekviename yra Φ0,15 mm tikslumo kiaurymė. Galutinio kliento atlikta SEM analizė patvirtino, kad purkštuko anga išlaikė vienodą cilindro formą nuo lazerio įvesties pusės iki išėjimo pusės. Dalys buvo priimtos įvertinti naujos kartos ličio jonų akumuliatorių silicio lydinio anodo medžiagas.

4. DUK

1 klausimas: Ar vandens valdomas lazeris gali apdoroti mažesnes nei Φ0,15 mm skyles 2 mm SiC?

A: Jei apertūra gerokai mažesnė nei 0,15 mm, esant 2 mm storiui, techniniai sunkumai smarkiai išauga. Norint išlaikyti derlingumą ir geometriją, ant plonesnio pagrindo (≤0,4 mm) rekomenduojamos mažesnės skylės (pvz., 0,06 mm).

2 klausimas: ar procesas tikrai vieno praėjimo?

A: Taip. Vandens srove valdomas spindulys sklinda per visą storį viena nepertraukiama operacija, todėl pašalinama gręžimo priekyje ir gale rizika.

3 klausimas: kokius patikrinimo duomenis galima pateikti?

A: Matmenų matavimo ataskaitos, skylės skerspjūvio optiniai ir SEM vaizdai bei paviršiaus šiurkštumo duomenys pateikiami su kiekviena partija. Viso proceso vaizdo įrašai išlieka konfidencialūs, tačiau pavyzdinis geometrijos patikrinimas yra standartinis.

5. Išvada

Vandeniu valdoma lazerinė technologija iš VeTek Semiconductor siūlo patikimą, didelio našumo kelią iki tikslių mikroypatybių kietose ir trapiose puslaidininkinėse medžiagose. Nesvarbu, ar jums reikia pasirinktinio SiC pagrindo su mikro skylutėmis, keraminių proceso įrangos komponentų ar pažangių CVD SiC / TaC dangų, mūsų inžinierių komanda pasiruošusi padėti jūsų kitam projektui.

Ištirkite mūsųSiC dangų sprendimai Norėdami gauti daugiau techninės informacijos, arba susisiekite su mumis ir aptarkite konkrečius apdirbimo reikalavimus.