Индустрија	Производња полупроводника, напредна керамика, полупроводнички материјали треће генерације
Процес	Ласерски вођени воденим млазом (ВЈГЛ) обрада кроз рупе у једном пролазу
Решење	Прилагођене 35мм × 2мм СиЦ подлоге са Φ0,15мм прецизним микро-рупама
Услуге	Техничке консултације, развој процеса, извештаји о инспекцији, прилагођено премазивање и обрада
Резултати	• Уједначена геометрија рупе од улаза до излаза потврђена СЕМ • Нема мерљивог конуса; однос ширине и висине погодан за дебљину од 2 мм • Минимална зона утицаја топлоте и практично без ломљења на тврдо-крхом СиЦ-у • Успешна испорука и прихватање купаца за развој секундарног материјала за батерије

Слика 1: слика производа 35 мм × 2 мм СиЦ супстрата након ласерске обраде микро рупа вођеном водом

Слика2：СЕМ слика ВеТек ласерски вођене водом рупе Φ0,15 мм у СиЦ подлози

ВеТек Семицондуцтор-ова технологија ласера ​​навођена водом (ВЈГЛ) омогућава машинску обраду микро рупа без сужења у једном пролазу у дебелим подлогама од силицијум карбида (СиЦ). У недавном пројекту, Φ0,15 мм пролазне рупе су успешно обрађене на 4Х-СиЦ подлогама Н-типа пречника 35 мм × 2 мм дебљине. СЕМ инспекција је потврдила веома уједначене зидове рупа од улаза до излаза, испуњавајући строге захтеве за полупроводнике.

1. Како ласер вођен водом постиже СиЦ рупе без сужења?

Слика3:Принцип ласера ​​навођеног водом: ласерска енергија ограничена микромлазом воде под високим притиском (водено оптичко влакно)

Вода под високим притиском пролази кроз прецизну млазницу (пречник 30–120 µм) да би се формирао стабилан микромлаз. Фокусирани ласер од 532 нм је спојен на овај млаз кроз стаклени прозор. Једном у воденом стубу, ласер је ограничен тоталном унутрашњом рефлексијом и путује као „водено оптичко влакно“ високе густине енергије. Када микромлаз дође у контакт са радним предметом, ласер уклања материјал док континуирани ток воде хлади зону сечења и испира остатке.

Пошто је медијум за вођење цилиндрични стуб константног пречника, енергија ласера ​​која се појављује остаје паралелна на радној удаљености од неколико десетина милиметара. Сходно томе, изрезани зид остаје вертикални чак и на СиЦ дебљини од 2 мм (и до 60 мм), елиминишући потребу за праћењем фокуса и спречавајући конус који се појављује при ласерском бушењу у слободном простору.

Слика 4: Стварна фотографија радне сцене вођеног ласером

Кључне предности процеса за тврдо ломљиве материјале

• Није потребно подешавање фокуса за дебљине до 60 мм

• Конус нула или скоро нула (разлика између улаза и излаза од 10–20 µм)

• Континуирано хлађење потискује термички стрес и ломљење ивица

• Равномерна дистрибуција енергије по попречном пресеку млаза смањује храпавост површине (Ра 0,3–1 µм)

• Ширина реза је уска од 50 µм, минимизирајући губитак материјала на скупом СиЦ-у

2. Предности ласера ​​вођеног водом у обради полупроводничке керамике

Слика5. ВеТек ласерска опрема навођена водом (ВЛ серија)

Традиционално механичко бушење рупа Φ0,15 мм у 2 мм СиЦ често пати од лома алата, лома ивица и прогресивних варијација пречника. Ласерско бушење у слободном простору, док је бесконтактно, ствара зоне погођене топлотом, прерађене слојеве и приметан конус. Ласер навођен водом превазилази оба скупа ограничења:

1. Могућност једног пролаза кроз рупу– елиминише грешке поравнања двостране обраде.

2. Висок однос ширине и висине– рутински се постижу односи већи од 30:1.

3. Ултра-ниска механичка сила– сила воденог млаза је само ~1 Н, што омогућава безбедну обраду ултра танких или ломљивих плочица.

4. Чисте површине без шљаке– континуирано испирање уклања остатке и спречава поновно таложење.

3. Ласерске апликације вођене водом за микрорупе високог размера у СиЦ-у

Слика6. Прецизне керамичке компоненте обрађене ласером вођеним водом

Типичне могућности укључују:

• Опсег дебљине обраде: 0,05–60 мм (СиЦ, керамика од бор карбида)

• Минимални отвор бленде: 0,1 мм (зависно од дебљине)

• Тачност димензија: ±0,01 мм

• Храпавост површине: 0,3–1 µм

• Платформе опреме: ВЛ-ДЦС200 (радна површина 200 × 240 мм, 50–60 В) и ВЛ-ЛЦС500 (500 × 500 мм, 100–200 В)

Слика7.СЕМ купац верификација униформног отвора Φ0,15 мм од улаза до излаза у 2 мм СиЦ супстрату

Докази пројекта: Φ0,15 мм Рупа на 2 мм СиЦ

У сарадњи са корејским технолошким партнером, ВеТек је испоручио пет 4Х-СиЦ супстрата Н-типа пречника 35 мм и дебљине 2 мм од којих свака садржи прецизан отвор Φ0,15 мм. СЕМ анализа коју је извршио крајњи купац потврдила је да је рупа млазнице задржала уједначен цилиндрични облик од стране улаза ласера ​​​​до излазне стране. Делови су прихваћени за процену у развоју анодног материјала од легуре силикона за литијум-јонске батерије следеће генерације.

4. ФАК

П1: Може ли ласерски вођен водом обрадити рупе мање од Φ0,15 мм у 2 мм СиЦ?

О: За отворе знатно испод 0,15 мм на дебљини од 2 мм, техничка потешкоћа нагло расте. Мање рупе (нпр. 0,06 мм) се препоручују на тањим подлогама (≤0,4 мм) да би се одржала принос и геометрија.

П2: Да ли је процес заиста једнопролазни?

О: Да. Водени млаз вођен снопом шири се кроз пуну дебљину у једној континуираној операцији, елиминишући ризик од неусклађености предњег и задњег бушења.

П3: Који подаци о инспекцији се могу пружити?

О: Извештаји о мерењу димензија, оптичке и СЕМ слике попречног пресека рупе и подаци о храпавости површине се испоручују са сваком серијом. Видео снимци целог процеса остају поверљиви, али верификација геометрије узорка је стандардна.

5. Закључак

Ласерска технологија вођена водом из ВеТек Семицондуцтор-а нуди поуздан пут са високим приносом до прецизних микро-функција у тврдим и крхким полупроводничким материјалима. Било да су вам потребне прилагођене СиЦ подлоге са микро-рупама, керамичке компоненте за процесну опрему или напредни ЦВД СиЦ/ТаЦ премази, наш инжењерски тим је спреман да подржи ваш следећи пројекат.

Истражите нашеРешења за облагање СиЦ за додатне техничке детаље, или нас контактирајте да бисмо разговарали о вашим специфичним захтевима за машинску обраду.