Индустрија	Производство на полупроводници, напредна керамика, полупроводнички материјали од трета генерација
Процес	Обработка на ласер со воден млаз со воден млаз (WJGL) со едно поминување низ дупка
Решение	Прилагодени SiC подлоги од 35mm × 2mm со прецизни микродупки Φ0,15mm
Услуги	Технички консултации, развој на процеси, извештаи за инспекција, прилагодено обложување и обработка
Резултати	• Еднообразна геометрија на дупките од влезот до излезот потврдена со SEM • Нема мерливи заострени; сооднос на изглед погоден за дебелина од 2 мм • Минимална зона погодена од топлина и практично без чипови на тврдо кршливи SiC • Успешна испорака и прифаќање на клиентите за развој на секундарниот материјал на батериите

Слика 1: слика на производот од 35mm × 2mm SiC супстрат по обработка на ласерски микродупки со вода

Слика2：SEM слика на VeTek ласерски водена дупка, обработена Φ0,15 mm во подлогата SiC

Технологијата на ласерски водич со вода (WJGL) на VeTek Semiconductor овозможува обработка на микро-дупки со едно поминување, без конусна обработка во дебели силициум карбид (SiC) подлоги. Во еден неодамнешен проект, пропустливите дупки Φ0,15 mm беа успешно обработени на подлоги од N-тип 4H-SiC со дијаметар од 35 mm × 2 mm дебелина. Инспекцијата на SEM ги потврди многу униформните ѕидови со дупки од влезот до излезот, исполнувајќи ги строгите барања за класа на полупроводници.

1. Како ласерот воден со вода постигнува SiC дупки без заострени?

Слика3:Принцип на ласер со вода: ласерска енергија ограничена со воден микромлаз под висок притисок (водено оптичко влакно)

Водата под висок притисок се присилува низ прецизна млазница (пречник од 30–120 µm) за да се формира стабилен микромлаз. Фокусиран ласер од 532 nm е споен во овој млаз преку стаклен прозорец. Откако ќе влезе во водената колона, ласерот е ограничен со целосна внатрешна рефлексија и патува како „водено оптичко влакно“ со висока енергетска густина. Кога микромлазот контактира со работното парче, ласерот го аблира материјалот додека континуираниот проток на вода ја лади зоната на сечење и ги исплакнува остатоците.

Бидејќи водечкиот медиум е цилиндрична колона со постојан дијаметар, ласерската енергија што се појавува останува паралелна на работно растојание од неколку десетици милиметри. Следствено, исечениот ѕид останува вертикален дури и на SiC со дебелина од 2 mm (и до 60 mm), со што се елиминира потребата за следење на фокусот и спречување на заостреноста што се појавува при ласерско дупчење на слободен простор.

Слика 4: Вистинска фотографија од работната сцена со ласер со вода

Клучни предности на процесот за тврдо-кршливи материјали

• Не е потребно прилагодување на фокусот за дебелини до 60 mm

• Конус нула или речиси нула (10–20 µm разлика од влезот до излезот)

• Континуираното ладење го потиснува термичкиот стрес и откопувањето на рабовите

• Униформната распределба на енергијата низ млазниот пресек ја намалува грубоста на површината (Ra 0,3–1 µm)

• Ширината на корпата е тесна до 50 µm, минимизирајќи ја загубата на материјал на скапиот SiC

2. Предности на ласерски водич со вода во полупроводничка керамичка обработка

Слика5. VeTek ласерска опрема со вода (серија WL)

Традиционалното механичко дупчење на дупки Φ0,15 mm во SiC од 2 mm често страда од кинење на алатот, фрактура на рабовите и прогресивна варијација на дијаметарот. Ласерското дупчење на слободен простор, иако е бесконтактно, генерира зони погодени од топлина, преправени слоеви и забележително заострување. Ласерот воден со вода ги надминува двете групи на ограничувања:

1. Способност за едно поминување низ дупка– ги елиминира грешките при порамнување на двостраната обработка.

2. Висок сооднос– рутински се постигнуваат сооднос над 30:1.

3. Ултра ниска механичка сила– Силата на воден млаз е само ~1 N, што овозможува безбедна обработка на ултра тенки или кревки наполитанки.

4. Чисти површини без згура– континуираното испирање ги отстранува остатоците и го спречува повторното таложење.

3. Ласерски апликации водени со вода за микродупки со висок сооднос во SiC

Слика6. Прецизни керамички компоненти обработени со ласер со вода

Вообичаените способности вклучуваат:

• Опсег на дебелина на обработка: 0,05–60 mm (SiC, керамика на бор карбид)

• Минимална бленда: 0,1 mm (во зависност од дебелината)

• Точност на димензиите: ±0,01 mm

• Површина грубост: 0,3-1 µm

• Платформи за опрема: WL-DCS200 (200 × 240 mm работна површина, 50–60 W) и WL-LCS500 (500 × 500 mm, 100–200 W)

Слика7.Потврда за SEM клиент на униформа Φ0,15mm преку дупка од влез до излез во 2mm SiC подлога

Доказ за проектот: Φ0,15 mm Дупка на 2 mm SiC

Во соработка со корејски технолошки партнер, VeTek испорача пет подлоги од N-тип 4H-SiC со дијаметар од 35 мм и дебелина од 2 мм. SEM анализата извршена од страна на крајниот клиент потврди дека дупката на млазницата одржува униформа цилиндрична форма од страната за влез на ласер до излезната страна. Деловите беа прифатени за евалуација во развојот на материјалот од анодна од силиконска легура за литиум-јонски батерии од следната генерација.

4. Најчесто поставувани прашања

П1: Дали ласерот со вода може да обработи дупки помали од Φ0,15 mm во 2 mm SiC?

О: За отвори значително под 0,15 mm на дебелина од 2 mm, техничката тешкотија нагло се зголемува. Се препорачуваат помали дупки (на пр. 0,06 mm) на потенки подлоги (≤0,4 mm) за да се одржи приносот и геометријата.

П2: Дали процесот е навистина единечен?

О: Да. Зракот управуван со воден млаз се шири низ целата дебелина во едно континуирано работење, елиминирајќи го ризикот од неусогласеност при дупчење напред и назад.

П3: Кои податоци од инспекцијата може да се обезбедат?

О: Извештаите за мерење на димензиите, оптичките и SEM сликите на пресекот на дупката и податоците за грубоста на површината се доставуваат со секоја серија. Видеата со целосниот процес остануваат доверливи, но проверката на геометријата на примерокот е стандардна.

5. Заклучок

Ласерската технологија со вода од VeTek Semiconductor нуди сигурен пат со висок принос до прецизни микро карактеристики во тврди и кршливи полупроводнички материјали. Без разлика дали ви се потребни сопствени подлоги за SiC со микро-дупки, керамички компоненти за процесна опрема или напредни CVD SiC/TaC облоги, нашиот инженерски тим е подготвен да го поддржи вашиот следен проект.

Истражете ги нашитеРешенија за обложување на SiC за дополнителни технички детали или контактирајте со нас за да разговараме за вашите специфични барања за обработка.