Industria	Erdieroaleen fabrikazioa, zeramika aurreratuak, hirugarren belaunaldiko material erdieroaleak
Prozesua	Water Jet Guided Laser (WJGL) pasabide bakarreko zulo bidezko mekanizazioa
Irtenbidea	35 mm × 2 mm SiC substratu pertsonalizatuak Φ0,15 mm-ko zehaztasun mikro-zuloekin
Zerbitzuak	Kontsulta teknikoa, prozesuen garapena, ikuskapen-txostenak, estaldura pertsonalizatua eta mekanizazioa
Emaitzak	• SEMek berretsitako zuloen geometria uniformea ​​sarreratik irteerara • Taper neurgarririk ez; itxura-erlazioa 2 mm-ko lodierako egokia • Beroaren eraginpeko zona minimoa eta SiC gogor hauskorren gainean ia txirbilrik ez • Bidalketa arrakastatsua eta bezeroaren onarpena bigarren mailako bateriaren materiala garatzeko

1. Irudia: 35 mm × 2 mm SiC substratuaren produktuaren argazkia, urez gidatutako laser mikro-zuloen mekanizazioaren ondoren

Irudia2：VeTek ur bidez gidatutako laser bidez mekanizatutako Φ0,15 mm-ko zuloaren SEM irudia SiC substratuan

VeTek Semiconductor-en urez gidatutako laserra (WJGL) teknologiak pasabide bakarreko mikro-zuloen mekanizazioa ahalbidetzen du silizio karburo lodiko (SiC) substratuetan. Azken proiektu batean, Φ0.15 mm-ko zuloak arrakastaz prozesatu ziren 35 mm-ko diametroa × 2 mm-ko lodiera N motako 4H-SiC substratuetan. SEM ikuskapenak zulo-hormak oso uniformeak egiaztatu zituen sarreratik irteerara, erdieroale-mailako baldintza zorrotzak betez.

1. Nola lortzen ditu ur-gidatutako laserrak Taper-Free SiC zuloak?

Irudia3:Urak gidatutako laserren printzipioa: presio handiko ur mikrojetak (ur zuntz optikoa) mugatutako laser energia

Presio handiko ura doitasun-tobera batetik behartzen da (30-120 µm-ko diametroa) mikrojet egonkor bat osatzeko. 532 nm-ko laser fokalizatu bat zorrotada honetan kristalezko leiho baten bidez lotzen da. Ur-zutabean sartu ondoren, laserra barne-islamendu osoaren bidez mugatzen da eta energia-dentsitate handiko "ur-zuntz optiko" gisa bidaiatzen du. Mikrojetak piezarekin harremanetan jartzen denean, laserrak materiala ablatzen du, uraren fluxu jarraituak ebaketa-gunea hozten eta hondakinak garbitzen dituen bitartean.

Gida-medioa diametro konstanteko zutabe zilindriko bat denez, sortzen den laser energia paraleloa izaten jarraitzen du zenbait hamarnaka milimetroko lan distantzian. Ondorioz, ebakitako horma bertikalean mantentzen da 2 mm (eta 60 mm-ko gehienez) SiC lodietan ere, fokuaren jarraipenaren beharra ezabatuz eta espazio libreko laser bidezko zulaketetan agertzen den konotasuna saihestuz.

4. Irudia: Urak gidatutako laser bidezko lan-eszenaren benetako argazkia

Material gogor hauskorren prozesuko abantaila nagusiak

• Ez da fokuaren doikuntzarik behar 60 mm-ko lodieretarako

• Zero edo ia zero konoa (10-20 µm-ko sarreratik irteerako aldea)

• Etengabeko hozteak estres termikoa eta ertzaren txirbilak kentzen ditu

• Energiaren banaketa uniformeak zurrusta-ebakiduran gainazaleko zimurtasuna murrizten du (Ra 0,3-1 µm)

• Kerf-aren zabalera 50 µm bezain estua da, SiC garestietan material galera minimizatuz

2. Urak gidatutako laserraren abantailak Erdieroale Zeramikazko Prozesamenduan

Irudia5. VeTek urez gidatutako laser ekipamendua (WL seriea)

Φ0,15 mm-ko zuloen zulaketa mekaniko tradizionalak 2 mm-ko SiC-n maiz jasaten ditu erremintaren haustura, ertzaren haustura eta diametroaren aldakuntza progresiboa. Espazio libreko laser zulaketak, kontaktua ez den bitartean, beroak eragindako zonak, birmoldaketa geruzak eta konotasun nabarmena sortzen ditu. Urak gidatutako laserrak bi muga multzo gainditzen ditu:

1. Pasa bakarreko zuloaren bidezko gaitasuna– alde biko prozesamenduaren lerrokatze akatsak ezabatzen ditu.

2. Aspektu-erlazio altua– 30:1 gainditzen dituzten ratioak normalean lortzen dira.

3. Indar mekaniko oso baxua- Ur-zorrotadaren indarra ~ 1 N baino ez da, ostia ultrameheak edo hauskorrak seguru prozesatzeko aukera ematen du.

4. Azalera garbiak eta zeparik gabekoak– etengabeko garbiketak hondakinak kentzen ditu eta birposizioa eragozten du.

3. Ur-Gidatutako Laser aplikazioak SiC-n aspektu-erlazio handiko mikrozuloetarako

Irudia6. Urak gidatutako laser bidez prozesatutako zehaztasun zeramikazko osagaiak

Gaitasun tipikoak honako hauek dira:

• Prozesatzeko lodiera tartea: 0,05-60 mm (SiC, boro karburo zeramika)

• Gutxieneko irekiera: 0,1 mm (lodieraren arabera)

• Dimentsio-zehaztasuna: ±0,01 mm

• Gainazalaren zimurtasuna: 0,3–1 µm

• Ekipamendu-plataformak: WL-DCS200 (200 × 240 mm lan eremua, 50–60 W) eta WL-LCS500 (500 × 500 mm, 100–200 W)

Irudia7.Bezeroaren SEM egiaztatzea Φ0,15 mm-ko zulo uniformearen sarreratik irteerara 2 mm-ko SiC substratuan

Proiektuaren froga: Φ0,15 mm-ko zuloa 2 mm-ko SiC-n

Koreako bazkide teknologiko batekin lankidetzan, VeTek-ek 35 mm-ko diametroa eta 2 mm-ko lodiera duten N-motako 4H-SiC substratu bakoitzak Φ0,15 mm-ko zehaztasun-zulo bat izan zuen. Azken bezeroak egindako SEM analisiak baieztatu zuen toberaren zuloak forma zilindriko uniformea ​​mantentzen zuela laser-sarrerako aldetik irteerako aldean. Piezak silizio-aleazioko anodoen materialaren garapenean ebaluatzeko onartu ziren hurrengo belaunaldiko litio-ioi baterietarako.

4. Ohiko galderak

Q1: Ur bidez gidatutako laserrak Φ0,15 mm baino txikiagoak diren zuloak prozesatu ditzake 2 mm SiC-n?

A: 2 mm-ko lodierako 0,15 mm-tik beherako irekieretarako zailtasun teknikoak nabarmen igotzen dira. Zulo txikiagoak (adibidez, 0,06 mm) gomendatzen dira substratu meheagoetan (≤0,4 mm) etekina eta geometria mantentzeko.

2.G.: Prozesua pase bakarrekoa al da?

A: Bai. Ur-zorrotadaz gidatutako habea lodiera osoan zehar hedatzen da etengabeko eragiketa batean, aurrealdeko eta atzealdeko zulaketen desegokitze-arriskua ezabatuz.

Q3: Zer ikuskapen-datu eman daitezke?

A: Dimentsioko neurketa-txostenak, zuloaren ebakiduraren irudi optiko eta SEM eta gainazaleko zimurtasunaren datuak lote bakoitzean hornitzen dira. Prozesu osoko bideoak isilpean geratzen dira, baina laginaren geometria egiaztatzea estandarra da.

5. Ondorioa

VeTek Semiconductor-en urez gidatutako laser teknologiak material erdieroale gogor eta hauskorretan zehaztasun mikro-ezaugarrietarako bide fidagarria eta errendimendu handikoa eskaintzen du. Mikro-zulodun SiC substratu pertsonalizatuak behar dituzun ala ez, prozesu ekipoetarako zeramikazko osagaiak edo CVD SiC / TaC estaldura aurreratuak behar dituzun ala ez, gure ingeniaritza taldea prest dago zure hurrengo proiektua laguntzeko.

Arakatu gureSiC estaldura-soluzioak xehetasun tekniko gehiago lortzeko, edo jar zaitez gurekin harremanetan zure mekanizazio-eskakizun zehatzak eztabaidatzeko.