Industriya	Semiconductor manufacturing, advanced ceramics, third-generation semiconductor materials
Proseso	Water Jet Guided Laser (WJGL) one-pass through-hole machining
Solusyon	Custom na 35mm × 2mm SiC substrates na may Φ0.15mm precision micro-hole
Mga serbisyo	Teknikal na konsultasyon, pagbuo ng proseso, mga ulat ng inspeksyon, pasadyang coating at machining
Mga resulta	• Uniform hole geometry mula sa pumapasok hanggang sa labasan na kinumpirma ng SEM • Walang masusukat na taper; aspect ratio na angkop para sa 2mm na kapal • Minimal na heat-affected zone at halos walang chipping sa hard-brittle SiC • Matagumpay na paghahatid at pagtanggap ng customer para sa pagbuo ng materyal na pangalawang baterya

Pigura1：larawan ng produkto ng 35mm × 2mm SiC substrate pagkatapos ng water-guided laser micro-hole machining

Pigura2：SEM imahe ng VeTek water-guided laser machined Φ0.15mm hole sa SiC substrate

Ang teknolohiyang water-guided laser (WJGL) ng VeTek Semiconductor ay nagbibigay-daan sa one-pass, taper-free micro-hole machining sa makapal na silicon carbide (SiC) na mga substrate. Sa isang kamakailang proyekto, ang Φ0.15 mm through-hole ay matagumpay na naproseso sa 35 mm diameter × 2 mm na kapal ng N-type na 4H-SiC substrates. Na-verify ng SEM inspeksyon ang lubos na magkakatulad na mga butas na pader mula sa pumapasok hanggang sa labasan, na nakakatugon sa mahigpit na mga kinakailangan sa antas ng semiconductor.

1. Paano Nakakamit ng Water-Guided Laser ang Taper-Free SiC Holes?

Pigura3:Prinsipyo ng water-guided laser: ang enerhiya ng laser ay limitado ng high-pressure water microjet (water optical fiber)

Ang high-pressure na tubig ay pinipilit sa pamamagitan ng precision nozzle (30–120 µm diameter) upang bumuo ng isang matatag na microjet. Ang isang nakatutok na 532 nm laser ay isinasama sa jet na ito sa pamamagitan ng isang glass window. Sa sandaling nasa loob ng column ng tubig, ang laser ay kinukulong ng kabuuang panloob na pagmuni-muni at naglalakbay bilang isang high-energy-density na "water optical fiber." Kapag nadikit ang microjet sa workpiece, inaalis ng laser ang materyal habang pinapalamig ng tuluy-tuloy na daloy ng tubig ang cutting zone at nag-flush ng mga debris.

Dahil ang gumagabay na daluyan ay isang cylindrical na haligi ng pare-pareho ang diameter, ang umuusbong na enerhiya ng laser ay nananatiling parallel sa isang working distance na ilang sampu-sampung milimetro. Dahil dito, ang cut wall ay nananatiling patayo kahit na sa 2 mm (at hanggang 60 mm) na makapal na SiC, na inaalis ang pangangailangan para sa focus tracking at pinipigilan ang taper na lumilitaw sa free-space laser drilling.

Pigura4: Aktwal na larawan ng water-guided laser working scene

Mga Pangunahing Kalamangan sa Proseso para sa Matigas na Malulutong na Materyal

• Walang kinakailangang pagsasaayos ng focus para sa mga kapal na hanggang 60 mm

• Zero o near-zero taper (10–20 µm inlet-to-exit difference)

• Pinipigilan ng tuluy-tuloy na paglamig ang thermal stress at edge chipping

• Ang pare-parehong pamamahagi ng enerhiya sa buong jet cross-section ay binabawasan ang pagkamagaspang sa ibabaw (Ra 0.3–1 µm)

• Ang lapad ng Kerf na kasing kitid ng 50 µm, pinapaliit ang pagkawala ng materyal sa mamahaling SiC

2. Mga Bentahe ng Water-Guided Laser sa Semiconductor Ceramic Processing

Pigura5. VeTek water-guided laser equipment (serye ng WL)

Ang tradisyunal na mekanikal na pagbabarena ng Φ0.15 mm na mga butas sa 2 mm SiC ay madalas na dumaranas ng pagkasira ng tool, pagkabali sa gilid at progresibong pagkakaiba-iba ng diameter. Ang free-space laser drilling, habang hindi nakikipag-ugnayan, ay bumubuo ng mga zone na apektado ng init, recast layer at kapansin-pansing taper. Ang laser na ginagabayan ng tubig ay nagtagumpay sa parehong hanay ng mga limitasyon:

1. One-pass through-hole na kakayahan– inaalis ang mga error sa pagkakahanay ng double-sided processing.

2. Mataas na aspect ratio– ang mga ratio na lumalampas sa 30:1 ay regular na nakakamit.

3. Napakababang mekanikal na puwersa– ang puwersa ng water jet ay ~1 N lamang, na nagbibigay-daan sa ligtas na pagproseso ng mga ultra-manipis o marupok na mga wafer.

4. Malinis, walang slag na mga ibabaw– ang tuluy-tuloy na pag-flush ay nag-aalis ng mga debris at pinipigilan ang muling pagdeposito.

3. Water-Guided Laser Application para sa High-Aspect-Ratio Microholes sa SiC

Pigura6. Precision ceramic component na pinoproseso ng water-guided laser

Kasama sa mga karaniwang kakayahan ang:

• Saklaw ng kapal ng pagproseso: 0.05–60 mm (SiC, boron carbide ceramics)

• Minimum na aperture: 0.1 mm (depende sa kapal)

• Katumpakan ng sukat: ±0.01 mm

• Pagkagaspang ng ibabaw: 0.3–1 µm

• Mga platform ng kagamitan: WL-DCS200 (200 × 240 mm work area, 50–60 W) at WL-LCS500 (500 × 500 mm, 100–200 W)

Pigura7.Customer SEM verification ng unipormeng Φ0.15mm through-hole mula sa inlet hanggang outlet sa 2mm SiC substrate

Katibayan ng Proyekto: Φ0.15 mm Hole sa 2 mm SiC

Sa pakikipagtulungan sa isang Korean technology partner, naghatid ang VeTek ng limang 35 mm diameter, 2 mm na kapal ng N-type 4H-SiC substrates bawat isa ay naglalaman ng precision Φ0.15 mm through-hole. Ang pagsusuri ng SEM na isinagawa ng end customer ay nakumpirma na ang nozzle hole ay nagpapanatili ng pare-parehong cylindrical na hugis mula sa laser-entry side hanggang sa exit side. Ang mga bahagi ay tinanggap para sa pagsusuri sa silicon-alloy anode material development para sa susunod na henerasyong lithium-ion na mga baterya.

4. FAQ

T1: Maaari bang mas maliit sa Φ0.15 mm sa 2 mm SiC ang mga butas ng proseso ng laser na ginagabayan ng tubig?

A: Para sa mga aperture na mas mababa sa 0.15 mm sa 2 mm na kapal, ang kahirapan sa teknikal ay tumataas nang husto. Ang mas maliliit na butas (hal., 0.06 mm) ay inirerekomenda sa mas manipis na mga substrate (≤0.4 mm) upang mapanatili ang ani at geometry.

Q2: Tunay bang single-pass ang proseso?

A: Oo. Ang water-jet-guided beam ay kumakalat sa buong kapal sa isang tuluy-tuloy na operasyon, na inaalis ang panganib sa hindi pagkakapantay-pantay ng front-and-back na pagbabarena.

Q3: Anong data ng inspeksyon ang maaaring ibigay?

A: Ang mga ulat sa pagsukat ng dimensyon, optical at SEM na mga larawan ng hole cross-section, at data ng pagkamagaspang sa ibabaw ay ibinibigay sa bawat batch. Ang buong proseso ng mga video ay nananatiling kumpidensyal ngunit ang sample na pag-verify ng geometry ay karaniwan.

5. Konklusyon

Ang teknolohiyang laser na ginagabayan ng tubig mula sa VeTek Semiconductor ay nag-aalok ng maaasahang, mataas na ani na ruta patungo sa mga katumpakan na micro-feature sa matitigas at malutong na mga materyal na semiconductor. Nangangailangan ka man ng mga custom na substrate ng SiC na may mga micro-hole, mga ceramic na bahagi para sa kagamitan sa proseso, o advanced na mga coating ng CVD SiC / TaC, handa ang aming engineering team na suportahan ang iyong susunod na proyekto.

Galugarin ang amingMga solusyon sa patong ng SiC para sa karagdagang teknikal na mga detalye, o makipag-ugnayan sa amin upang talakayin ang iyong mga partikular na kinakailangan sa machining.