Įvadas
Silicio karbidas (SiC) tapo viena iš svarbiausių pažangių medžiagų galios elektronikai, elektrinėms transporto priemonėms (EV), atsinaujinančios energijos sistemoms, aviacijai ir puslaidininkių gamybai. Dėl išskirtinio kietumo, didelio šilumos laidumo, cheminio stabilumo ir plačios juostos savybių SiC leidžia įrenginiams veikti esant aukštesnei įtampai, temperatūrai ir perjungimo dažniams nei įprastas silicis.
Tačiau dėl tų pačių savybių silicio karbidas yra viena sudėtingiausių medžiagų. Įprasti mechaniniai metodai dažnai kenčia nuo didelio įrankių susidėvėjimo, briaunų įtrūkimų, mikro-įtrūkimų ir mažo apdirbimo efektyvumo, ypač apdorojant didelio-tikslumo keramikos komponentus arba puslaidininkines plokšteles.
Todėl apdirbimas lazeriu tapo pagrindine gamybos technologija visoje silicio karbido vertės grandinėje. Nuo kristalų paruošimo ir plokštelių gamybos iki drožlių pakavimo ir tikslaus keramikos apdirbimo, lazerinė technologija užtikrina didesnį tikslumą, mažesnį medžiagų nuostolį ir didesnį gamybos efektyvumą nei daugelis tradicinių apdirbimo būdų.
Šiame vadove išnagrinėsime pagrindines silicio karbido apdirbimo lazeriu technologijas, tipines jų taikymo sritis ir šiuolaikinės gamybos pranašumus. Taip pat sutelksime dėmesį į lazerinio pjovimo, gręžimo ir rašymo sprendimus, plačiai naudojamus tiksliųjų SiC keramikos komponentų gamybai.
.
Kur silicio karbido gamyboje naudojamas apdorojimas lazeriu?
Lazerinis apdorojimas dalyvauja beveik kiekviename silicio karbido gamybos proceso etape. Priklausomai nuo pritaikymo, parenkamos skirtingos lazerinės technologijos, siekiant pagerinti tikslumą, našumą ir medžiagų panaudojimą.
Pagrindinės taikymo sritys gali būti suskirstytos į tris kategorijas:
>>Vaflių gamyba ir substrato paruošimas
>>Puslaidininkinis atgalinis{0}}apdorojimas ir pakavimas
>> Tikslus keraminių komponentų apdirbimas
Pažvelkime į kiekvieną etapą išsamiau.
1. Plokščių gamyba ir substrato paruošimas
SiC gamybos proceso pradžioje lazerinė technologija padeda silicio karbido kristalų luitus paversti aukštos-kokybės plokštelėmis, tuo pačiu sumažinant medžiagų atliekas ir didinant gamybos efektyvumą.
Lazerinių plokštelių pjaustymas (lazerinis pakėlimas{0}}išjungtas)
Lazerinis plokštelių pjaustymas yra viena iš perspektyviausių silicio karbido substrato gamybos technologijų. Palyginti su įprastu kelių vielų pjovimu, lazeriu pagrįsti metodai gali žymiai sutrumpinti apdorojimo laiką, padidinti medžiagų panaudojimą ir sumažinti požeminio paviršiaus žalą.
Šiuolaikinės technologijos apima:
>> Lazerinis pakėlimas{0}}išjungtas
>> Slaptas pjaustymas lazeriu
>> Vidinis modifikuotas{0}}sluoksnių atskyrimas
Šie metodai buvo sėkmingai pritaikyti SiC substratams, kurių skersmuo svyruoja nuo 4 colių iki 12 colių.
Lazerinis žymėjimas
Lazerinis žymėjimas plačiai naudojamas kuriant nuolatinius identifikavimo kodus ant SiC plokštelių ir atskirų lustų kokybės kontrolei ir atsekamumui. Skirtingai nuo spausdinimo rašalu ar mechaninio graviravimo, žymėjimas lazeriu yra be-kontaktinis, labai tikslus ir nesukelia mechaninio įtempimo.
2. Puslaidininkinis atgal-Pabaigiamasis apdorojimas ir pakavimas
Lazerinis apdorojimas dabar yra viena iš brandžiausių puslaidininkių pakavimo technologijų, tiesiogiai veikiančių įrenginio našumą ir patikimumą.
Slaptas pjaustymas lazeriu
Vietoj pjovimo nuo paviršiaus, slaptas pjaustymas kubeliais fokusuoja lazerį plokštelės viduje, kad būtų sukurtas modifikuotas sluoksnis. Tada plokštelė atskiriama kontroliuojama mechanine jėga.
Pagrindiniai pranašumai apima:
>> Minimalus kraštų drožimas
>> Nėra pjovimo šiukšlių
>> Siauras pjūvio plotis
>> Didesnis plokštelių panaudojimas
>> Idealiai tinka itin{0}}plonoms plokštelėms
Galinės pusės metalo pašalinimas ir griovelių įpjovimas
Daugelis SiC maitinimo prietaisų prieš pakavimą padengiami metaliniais sluoksniais, tokiais kaip nikelis arba titanas. Lazerinis apdorojimas labai tiksliai pašalina šiuos metalo sluoksnius išilgai pjaustymo gatvių, pagerindamas vėlesnį plokštelių atskyrimą ir pakuotės kokybę.
Atkaitinimas lazeriu
Atkaitinimas lazeriu yra svarbus procesas gaminant didelio našumo{0}}SiC maitinimo įrenginius. Greitai kaitinant tik metalinę -SiC sąsają per nanosekundes, atkaitinimas lazeriu sudaro mažo-varžumo ominius kontaktus ir sumažina šiluminį poveikį aplinkinėms medžiagoms.
3. Tikslus silicio karbido keramikos apdirbimas
Be puslaidininkių plokštelių apdorojimo, lazerinė technologija vis dažniau naudojama struktūrinei ir funkcinei silicio karbido keramikai, skirtai pramonei, apdirbti.
Įprasti lazeriniai procesai apima:
>> Pjovimas lazeriu – sudėtingi profiliai, tikslūs kontūrai ir plonasienės SiC keramikos dalys.
>> Gręžimas lazeriu – mikro skylės, aušinimo angos, jutiklių angos ir pakuotės skylės.
>> Lazerinis įbrėžimas – kontroliuojamos trūkimo linijos ir tikslus griovelių apdirbimas.
>> Lazerinis mikroapdirbimas – pritaikytos mikrostruktūros pažangiems keraminiams komponentams.
Šios technologijos plačiai taikomos:
>> Galios elektronika
>> Puslaidininkinė įranga
>> EV maitinimo moduliai
>> Oro erdvės komponentai
>> Tikslioji mašina
>> Šilumos valdymo sistemos
Kodėl lazerinis apdorojimas idealiai tinka silicio karbidui?
Plačiai paplitęs apdorojimas lazeriu yra nulemtas kelių unikalių pranašumų, palyginti su įprastiniais apdirbimo metodais.
Mechaninis apdirbimas lazeriu
Įrankių susidėvėjimas Nėra įrankio nusidėvėjimo
Mechaninis kontaktų apdorojimas{0}}nekontaktinis
Kraštų skaldymas Sumažintas skaldymas
Didelė pjovimo jėga Nėra mechaninio įtempio
Mažesnis tikslumas Didelis tikslumas
Sunku sudėtingoms formoms Puikus dizaino lankstumas
Dažnas įrankių keitimas Mažai priežiūros reikalaujantis
Žemesnė automatizacija Lengva integracija su automatizuota gamyba
Ieškote silicio karbido lazerinio apdorojimo sprendimo?
Tinkamo lazerio proceso pasirinkimas yra tik pusė lygties. Ne mažiau svarbu pasirinkti įrangą, kuri užtikrina stabilų tikslumą, patikimą veikimą ir konkrečių taikomųjų -procesų optimizavimą.
YCLaserspecializuojasi pažangios keramikos tiksliosios lazerinio apdorojimo įrangos gamyboje, siūlydama pritaikytus silicio karbido pjovimo, gręžimo, įbrėžimų ir mikroapdirbimo sprendimus. Turėdami didelę kietų ir trapių medžiagų patirtį, padedame gamintojams pagerinti apdirbimo kokybę, padidinti išeigą ir sumažinti gamybos sąnaudas.
Jei planuojate naują SiC projektą arba vertinate lazerinio apdorojimo įrangą,nedvejodami susisiekite su mūsų inžinierių komandamėginių testavimui ir taikymo rekomendacijoms
