industri	Pembuatan semikonduktor, seramik termaju, bahan semikonduktor generasi ketiga
Proses	Pemesinan satu-laluan melalui-lubang Laser Jet Air (WJGL).
Penyelesaian	Substrat SiC 35mm × 2mm tersuai dengan lubang mikro ketepatan Φ0.15mm
Perkhidmatan	Perundingan teknikal, pembangunan proses, laporan pemeriksaan, salutan & pemesinan tersuai
Keputusan	• Geometri lubang seragam dari salur masuk ke alur keluar disahkan oleh SEM • Tiada tirus yang boleh diukur; nisbah aspek sesuai untuk ketebalan 2mm • Zon terjejas haba minimum dan hampir tiada serpihan pada SiC yang keras rapuh • Penghantaran yang berjaya dan penerimaan pelanggan untuk pembangunan bahan bateri sekunder

Rajah 1：foto produk substrat SiC 35mm × 2mm selepas pemesinan lubang mikro laser berpandukan air

Rajah2：Imej SEM bagi lubang Φ0.15mm laser berpandukan air VeTek dalam substrat SiC

Teknologi laser berpandukan air (WJGL) VeTek Semiconductor membolehkan pemesinan lubang mikro bebas tirus satu laluan dalam substrat silikon karbida (SiC) tebal. Dalam projek baru-baru ini, lubang tembus Φ0.15 mm berjaya diproses pada substrat 4H-SiC berdiameter 35 mm × 2 mm tebal N-jenis. Pemeriksaan SEM mengesahkan dinding lubang yang sangat seragam dari salur masuk ke salur keluar, memenuhi keperluan gred semikonduktor yang ketat.

1. Bagaimanakah Laser Berpandukan Air Mencapai Lubang SiC Tanpa Tirus?

Rajah3:Prinsip laser berpandukan air: tenaga laser terhad oleh mikrojet air tekanan tinggi (gentian optik air)

Air bertekanan tinggi dipaksa melalui muncung ketepatan (diameter 30–120 µm) untuk membentuk jet mikro yang stabil. Laser 532 nm terfokus digandingkan ke dalam jet ini melalui tingkap kaca. Sebaik sahaja di dalam lajur air, laser dihadkan oleh pantulan dalaman total dan bergerak sebagai "gentian optik air" berketumpatan tinggi. Apabila mikrojet menyentuh bahan kerja, laser mengelupaskan bahan manakala aliran air berterusan menyejukkan zon pemotongan dan membuang serpihan.

Oleh kerana medium penuntun ialah lajur silinder dengan diameter malar, tenaga laser yang muncul kekal selari pada jarak kerja beberapa puluh milimeter. Akibatnya, dinding yang dipotong kekal menegak walaupun pada SiC tebal 2 mm (dan sehingga 60 mm), menghapuskan keperluan untuk penjejakan fokus dan menghalang tirus yang muncul dalam penggerudian laser ruang bebas.

Rajah 4: Foto sebenar pemandangan kerja laser berpandukan air

Kelebihan Proses Utama untuk Bahan Kerapuan

• Tiada pelarasan fokus diperlukan untuk ketebalan sehingga 60 mm

• Tirus sifar atau hampir sifar (perbezaan masuk-ke-keluar 10–20 µm)

• Penyejukan berterusan menindas tekanan haba dan cipratan tepi

• Pengagihan tenaga yang seragam merentasi keratan rentas jet mengurangkan kekasaran permukaan (Ra 0.3–1 µm)

• Lebar kerf sekecil 50 µm, meminimumkan kehilangan bahan pada SiC yang mahal

2. Kelebihan Laser Berpandukan Air dalam Pemprosesan Seramik Semikonduktor

Rajah5. Peralatan laser berpandukan air VeTek (siri WL)

Penggerudian mekanikal tradisional bagi lubang Φ0.15 mm dalam 2 mm SiC kerap mengalami kerosakan alatan, patah tepi dan variasi diameter progresif. Penggerudian laser ruang bebas, walaupun tidak bersentuhan, menjana zon terjejas haba, lapisan recast dan tirus yang ketara. Laser berpandukan air mengatasi kedua-dua set batasan:

1. Keupayaan satu laluan melalui lubang– menghapuskan ralat penjajaran pemprosesan dua muka.

2. Nisbah aspek tinggi– nisbah melebihi 30:1 dicapai secara rutin.

3. Daya mekanikal ultra-rendah– daya pancutan air hanya ~1 N, membolehkan pemprosesan wafer ultra nipis atau rapuh dengan selamat.

4. Permukaan bersih dan bebas sanga– pembilasan berterusan membuang serpihan dan menghalang pemendapan semula.

3. Aplikasi Laser Berpandukan Air untuk Lubang Mikro Nisbah Aspek Tinggi dalam SiC

Rajah6. Komponen seramik ketepatan diproses oleh laser berpandukan air

Keupayaan biasa termasuk:

• Julat ketebalan pemprosesan: 0.05–60 mm (SiC, seramik boron karbida)

• Bukaan minimum: 0.1 mm (bergantung pada ketebalan)

• Ketepatan dimensi: ±0.01 mm

• Kekasaran permukaan: 0.3–1 µm

• Platform peralatan: WL-DCS200 (200 × 240 mm kawasan kerja, 50–60 W) dan WL-LCS500 (500 × 500 mm, 100–200 W)

Rajah7.Pengesahan SEM pelanggan bagi lubang tembus Φ0.15mm seragam dari salur masuk ke alur keluar dalam substrat SiC 2mm

Bukti Projek: Lubang Φ0.15 mm pada SiC 2 mm

Dengan kerjasama rakan kongsi teknologi Korea, VeTek menyampaikan lima substrat 4H-SiC berdiameter 35 mm, tebal 2 mm N-jenis, setiap satu mengandungi lubang telus Φ0.15 mm dengan ketepatan. Analisis SEM yang dilakukan oleh pelanggan akhir mengesahkan bahawa lubang muncung mengekalkan bentuk silinder seragam dari bahagian kemasukan laser ke bahagian keluar. Bahagian tersebut telah diterima untuk penilaian dalam pembangunan bahan anod aloi silikon untuk bateri lithium-ion generasi akan datang.

4. Soalan Lazim

S1: Bolehkah lubang proses laser berpandukan air lebih kecil daripada Φ0.15 mm dalam 2 mm SiC?

J: Untuk apertur jauh di bawah 0.15 mm pada ketebalan 2 mm, kesukaran teknikal meningkat dengan mendadak. Lubang yang lebih kecil (cth., 0.06 mm) disyorkan pada substrat yang lebih nipis (≤0.4 mm) untuk mengekalkan hasil dan geometri.

S2: Adakah proses itu benar-benar lulus tunggal?

A: Ya. Rasuk berpandukan jet air merambat melalui ketebalan penuh dalam satu operasi berterusan, menghapuskan risiko salah jajaran penggerudian depan dan belakang.

S3: Apakah data pemeriksaan yang boleh disediakan?

J: Laporan ukuran dimensi, imej optik dan SEM bagi keratan rentas lubang dan data kekasaran permukaan dibekalkan dengan setiap kelompok. Video proses penuh kekal sulit tetapi pengesahan geometri sampel adalah standard.

5. Kesimpulan

Teknologi laser berpandukan air daripada VeTek Semiconductor menawarkan laluan yang boleh dipercayai dan hasil tinggi kepada ciri mikro ketepatan dalam bahan semikonduktor yang keras dan rapuh. Sama ada anda memerlukan substrat SiC tersuai dengan lubang mikro, komponen seramik untuk peralatan proses atau salutan CVD SiC / TaC lanjutan, pasukan kejuruteraan kami bersedia untuk menyokong projek anda yang seterusnya.

Terokai kamipenyelesaian salutan SiC untuk butiran teknikal lanjut, atau hubungi kami untuk membincangkan keperluan pemesinan khusus anda.