Өнеркәсіп	Жартылай өткізгіштерді өндіру, озық керамика, үшінші буындағы жартылай өткізгіш материалдар
Процесс	Су ағынымен басқарылатын лазер (WJGL) бір өту арқылы тесігімен өңдеу
Шешім	Φ0,15 мм дәлдіктегі микро саңылаулары бар арнайы 35 мм × 2 мм SiC субстраттары
Қызметтер	Техникалық кеңес беру, процесті әзірлеу, тексеру есептері, тапсырыс бойынша қаптау және өңдеу
Нәтижелер	• SEM арқылы расталған кірістен шығысқа дейінгі біркелкі тесік геометриясы • Өлшенетін конустық жоқ; 2 мм қалыңдығы үшін қолайлы арақатынасы • Минималды жылу әсер ететін аймақ және қатты сынғыш SiC бетінде іс жүзінде ешқандай сынықтар болмайды • Екінші аккумуляторлық материалдарды әзірлеу үшін табысты жеткізу және тұтынушыларды қабылдау

1-сурет: сумен басқарылатын лазерлік микро саңылауларды өңдеуден кейінгі 35 мм × 2 мм SiC субстратының өнім суреті

Сурет2：SiC субстратындағы VeTek сумен басқарылатын лазермен өңделген Φ0,15 мм тесігінің SEM кескіні

VeTek Semiconductor сумен басқарылатын лазер (WJGL) технологиясы қалың кремний карбиді (SiC) астарларында бір жолақты, конустықсыз микро саңылауларды өңдеуге мүмкіндік береді. Жақында жасалған жобада Φ0,15 мм саңылаулар диаметрі 35 мм × 2 мм қалыңдықтағы N-типті 4H-SiC субстраттарында сәтті өңделді. SEM инспекциясы жартылай өткізгіштердің қатаң талаптарына сәйкес келетін кірістен шығысқа дейінгі біркелкі тесік қабырғаларын тексерді.

1. Сумен басқарылатын лазер конустық SiC тесіктеріне қалай қол жеткізеді?

Сурет3:Сумен басқарылатын лазердің принципі: жоғары қысымды су микро ағынымен шектелген лазер энергиясы (су оптикалық талшық)

Тұрақты микро ағынды қалыптастыру үшін жоғары қысымды су дәлдік саптама (диаметрі 30–120 мкм) арқылы күштеп жіберіледі. Фокусталған 532 нм лазер шыны терезе арқылы осы ағынға қосылған. Су бағанының ішіне кіргеннен кейін лазер толық ішкі шағылысумен шектеледі және жоғары энергиялық тығыздықтағы «судың оптикалық талшығы» ретінде қозғалады. Микроджет дайындамаға тиген кезде лазер материалды жояды, ал үздіксіз су ағыны кесу аймағын салқындатады және қоқысты жуады.

Бағыттаушы орта тұрақты диаметрлі цилиндрлік баған болғандықтан, пайда болатын лазер энергиясы бірнеше ондаған миллиметрлік жұмыс қашықтығында параллель болып қалады. Демек, кесілген қабырға тіпті қалыңдығы 2 мм (және 60 мм-ге дейін) SiC кезінде де тік болып қалады, бұл фокусты бақылау қажеттілігін болдырмайды және бос кеңістіктегі лазерлік бұрғылау кезінде пайда болатын конустықтың алдын алады.

4-сурет: сумен басқарылатын лазерлік жұмыс сахнасының нақты фотосуреті

Қатты сынғыш материалдар үшін негізгі технологиялық артықшылықтар

• 60 мм-ге дейінгі қалыңдықтар үшін фокусты реттеу қажет емес

• Нөлдік немесе нөлге жақын конустық (кіру мен шығу арасындағы айырмашылық 10–20 мкм)

• Үздіксіз салқындату термиялық кернеуді және жиектердің сынуын басады

• Ағынның көлденең қимасы бойынша энергияның біркелкі таралуы беттің кедір-бұдырлығын азайтады (Ra 0,3–1 мкм)

• Керфтің ені 50 мкм-ге дейін тар, бұл қымбат SiC-те материалды жоғалтуды азайтады

2. Жартылай өткізгішті керамикалық өңдеудегі сумен басқарылатын лазердің артықшылықтары

Сурет5. VeTek сумен басқарылатын лазерлік жабдық (WL сериясы)

2 мм SiC-де Φ0,15 мм саңылауларды дәстүрлі механикалық бұрғылау жиі құралдың сынуынан, жиектердің сынуынан және диаметрдің прогрессивті өзгеруінен зардап шегеді. Бос кеңістіктегі лазерлік бұрғылау контактісіз болған кезде жылу әсер ететін аймақтарды, қайта өңдеу қабаттарын және айтарлықтай конусты тудырады. Сумен басқарылатын лазер екі шектеуді де еңсереді:

1. Бір өту арқылы саңылау мүмкіндігі– екі жақты өңдеудің туралау қателерін жояды.

2. Жоғары пропорция– 30:1-ден асатын арақатынастарға жүйелі түрде қол жеткізіледі.

3. Өте төмен механикалық күш– су ағынының күші бар болғаны ~1 Н, бұл өте жұқа немесе нәзік пластиналарды қауіпсіз өңдеуге мүмкіндік береді.

4. Таза, шлаксыз беттер– үздіксіз шаю қоқысты кетіреді және қайта жиналуын болдырмайды.

3. SiC ішіндегі жоғары пропорционалды микротесіктерге арналған суды басқаратын лазерлік қолданбалар

Сурет6. Сумен басқарылатын лазермен өңделген дәл керамикалық компоненттер

Типтік мүмкіндіктерге мыналар жатады:

• Өңдеу қалыңдығы диапазоны: 0,05–60 мм (SiC, бор карбиді керамика)

• Ең аз апертура: 0,1 мм (қалыңдығына байланысты)

• Өлшемдік дәлдік: ±0,01 мм

• Бетінің кедір-бұдырлығы: 0,3–1 мкм

• Жабдық платформалары: WL-DCS200 (200 × 240 мм жұмыс алаңы, 50–60 Вт) және WL-LCS500 (500 × 500 мм, 100–200 Вт)

Сурет7.2 мм SiC субстратындағы кірістен шығысқа дейін біркелкі Φ0,15 мм саңылауды тұтынушы SEM тексеруі

Жобаның дәлелі: Φ0,15 мм 2 мм SiC-тегі тесік

Корейлік технологиялық серіктеспен бірлесе отырып, VeTek диаметрі 35 мм, қалыңдығы 2 мм N-типті 4H-SiC субстраттарының әрқайсысында Φ0,15 мм дәлдіктегі тесігі бар бес субстратты жеткізді. Соңғы тұтынушы орындаған SEM талдауы саптама тесігінің лазерлік кіріс жағынан шығыс жағына дейін біркелкі цилиндрлік пішінді сақтайтынын растады. Бөлшектер келесі буын литий-иондық аккумуляторлар үшін кремний-қорытпа анодтық материалды әзірлеуде бағалауға қабылданды.

4. Жиі қойылатын сұрақтар

1-сұрақ: Сумен басқарылатын лазер 2 мм SiC ішінде Φ0,15 мм-ден кіші тесіктерді өңдей алады ма?

A: Қалыңдығы 2 мм 0,15 мм-ден айтарлықтай төмен саңылаулар үшін техникалық қиындық күрт артады. Шығымдылық пен геометрияны сақтау үшін жұқа негіздерде (≤0,4 мм) кішірек тесіктер (мысалы, 0,06 мм) ұсынылады.

2-сұрақ: Процесс шынымен бір жолғы ма?

A: Иә. Су ағынымен басқарылатын сәуле бір үздіксіз жұмыста толық қалыңдық бойымен таралады, алдыңғы және артқы бұрғылаудың сәйкес келмеу қаупін жояды.

3-сұрақ: Қандай тексеру деректерін беруге болады?

A: Өлшемді өлшеу есептері, саңылау қимасының оптикалық және SEM кескіндері және беттің кедір-бұдырлық деректері әрбір партиямен бірге жеткізіледі. Толық процесс бейнелері құпия болып қалады, бірақ үлгі геометрияны тексеру стандартты болып табылады.

5. Қорытынды

VeTek Semiconductor компаниясының сумен басқарылатын лазерлік технологиясы қатты және сынғыш жартылай өткізгіш материалдардағы дәл микро-функцияларға сенімді, жоғары өнімді жолды ұсынады. Сізге микро саңылаулары бар SiC субстраттары, технологиялық жабдыққа арналған керамикалық компоненттер немесе жетілдірілген CVD SiC / TaC жабындары қажет пе, біздің инженерлік команда сіздің келесі жобаңызды қолдауға дайын.

БіздіңSiC жабу ерітінділері қосымша техникалық мәліметтер алу үшін немесе өңдеуге қатысты арнайы талаптарды талқылау үшін бізге хабарласыңыз.