जैसा कि अर्धचालक उद्योग में वैश्विक प्रतिस्पर्धा तेज हो रही है, तीसरी पीढ़ी की अर्धचालक सामग्री, सिलिकॉन कार्बाइड (SiC),नई ऊर्जा वाहनों जैसे विभिन्न उद्योगों द्वारा तेजी से पसंद किया जाता है।, इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण और एयरोस्पेस।
तीसरी पीढ़ी की अर्धचालक सामग्री, सिलिकॉन कार्बाइड (SiC)
15W इन्फ्रारेड पिकोसेकंड लेजरः सिलिकॉन कार्बाइड मशीनिंग के लिए एक सटीक उपकरण
पारंपरिक सिलिकॉन इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की तुलना में, सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) अपने कई लाभों के कारण एक नई अर्धचालक सब्सट्रेट सामग्री बन गया है।सिलिकॉन और सिलिकॉन कार्बाइड के बीच सामग्री गुणों में महत्वपूर्ण अंतर के कारण, विद्यमान आईसी निर्माण प्रक्रियाएं सिलिकॉन कार्बाइड की मशीनिंग आवश्यकताओं को पूरी तरह से पूरा नहीं कर सकती हैं।
उदाहरण के तौर पर वेफर स्लाइसिंग को लेते हुए, मैकेनिकल सॉइंग, हालांकि एक पारंपरिक विधि, सिलिकॉन कार्बाइड के साथ काम करने के लिए अपर्याप्त साबित होती है।लगभग हीरे के बराबर, सिलिकॉन कार्बाइड न केवल पीसने की प्रक्रिया के दौरान बड़ी मात्रा में चिप्स उत्पन्न करता है, बल्कि महंगे हीरे के आरा ब्लेडों का तेजी से पहनने का कारण भी बनता है। इसके अलावा, पीसने की गति अपेक्षाकृत धीमी है,और उत्पन्न गर्मी प्रतिकूल सामग्री गुणों को प्रभावित कर सकते हैं.
सिलिकॉन कार्बाइड वेफर
हालांकि, गैर-संपर्क अल्ट्राशॉर्ट पल्स लेजर कटिंग तकनीक के उद्भव ने सिलिकॉन कार्बाइड मशीनिंग के लिए एक नया समाधान प्रदान किया है।यह तकनीक काफी हद तक किनारे चिपिंग को कम या समाप्त कर सकती है, सामग्री में यांत्रिक परिवर्तनों (जैसे दरारें, तनाव, और अन्य दोष) को कम से कम करता है, और कुशल और सटीक काटने को प्राप्त करता है।वाफ़र प्रति चिप्स की संख्या में काफी वृद्धि, जिससे लागत कम होती है।
सिलिकॉन कार्बाइड वेफर्स को काटने, चिपकाए जाने और पतली फिल्म से हटाने जैसी प्रक्रियाओं में, पिकोसेकंड लेजर तकनीक अपने अनूठे फायदे के साथ,उद्योग द्वारा मान्यता प्राप्त पसंदीदा समाधान बन गया है और सामग्री प्रसंस्करण प्रौद्योगिकियों के नवाचार में तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका निभा रहा है.
बीडब्ल्यूटी द्वारा विकसित 15W पिकोसेकंड का इन्फ्रारेड लेजर इस तकनीक का एक उत्कृष्ट उदाहरण है।इस उत्पाद में न केवल उपरोक्त सभी फायदे हैं बल्कि इसे ग्राहक की जरूरतों के अनुसार भी अनुकूलित किया जा सकता हैइसकी तरंग दैर्ध्य 1064 एनएम है, जिसमें 10 पीएस से 150 पीएस तक की पल्स चौड़ाई है, और पुनरावृत्ति दरें 5 kHz और 1000 kHz के बीच स्वतंत्र रूप से समायोजित की जा सकती हैं, 50 kHz पर औसत शक्ति > 15 W है।यह 1 से 10 तक चुनिंदा पल्स ट्रेन संख्याओं का समर्थन करता है, M2 < 1 के साथ4, विचलन कोण <1 mrad, और एक स्पॉट आकार 2.5 ± 0.2 मिमी पर सटीक रूप से नियंत्रित किया जाता है। इसका बीम इंगित करने की सटीकता <50 urad है, जो हर बार सटीक और त्रुटिहीन प्रसंस्करण सुनिश्चित करता है।
BWT 15W पिकोसेकंड इन्फ्रारेड लेजर
व्यावहारिक अनुप्रयोगों में BWT 15W पिकोसेकंड इन्फ्रारेड लेजर महत्वपूर्ण फायदे प्रदान करता है,न केवल प्रसंस्करण गति में काफी सुधार बल्कि उत्पाद की गुणवत्ता स्थिरता और उपज में एक गुणात्मक छलांग भी प्राप्त करनाएक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप से छवि विश्लेषण से पता चलता है कि पिकोसेकंड लेजर के साथ संसाधित किनारों को चिकना किया जाता है, लगभग कोई माइक्रोक्रैक उत्पन्न नहीं होता है।
बीडब्ल्यूटी लेजर के साथ सिलिकॉन कार्बाइड का प्रसंस्करण
अनुप्रयोग मामलाः सिलिकॉन कार्बाइड वेफर संशोधित और काटने
ग्राहक की आवश्यकताएं
उच्च अंत विनिर्माण क्षेत्र में पावर चिप्स की बढ़ती मांग को पूरा करने के लिए, कई ग्राहक प्रसंस्करण दक्षता और उपज में सुधार करने के लिए उत्सुक हैं।वे असाधारण प्रसंस्करण गुणवत्ता प्राप्त करना चाहते हैं, अदृश्य काटने के प्रभाव के साथ जो कोई ablation निशान छोड़ नहीं है, उत्कृष्ट सीधापन, और न्यूनतम किनारे चिपिंग।सामग्री के नुकसान को कम करना और वेफर उपज को अधिकतम करना ग्राहकों के लिए प्रमुख चिंताएं हैं.
प्रसंस्करण की चुनौतियाँ
सिलिकॉन कार्बाइड की उच्च कठोरता पारंपरिक यांत्रिक काटने के तरीकों से आदर्श प्रसंस्करण परिणाम प्राप्त करना मुश्किल बनाती है।लेजर काटने की प्रक्रिया के दौरान मापदंडों के नियंत्रण अत्यधिक जटिल है, जिसमें लेजर सिंगल पल्स एनर्जी, फीड डिस्टेंस, पल्स रिपीट फ्रीक्वेंसी, पल्स चौड़ाई और स्कैनिंग स्पीड जैसे कारक शामिल हैं।इन मापदंडों दोनों ऊपरी और निचले सतहों पर ablation क्षेत्रों की चौड़ाई को काफी प्रभावित करते हैंइसके अलावा, सिलिकॉन कार्बाइड के उच्च अपवर्तक सूचकांक के कारण, फोकस स्थिति को उच्च गति सटीकता की आवश्यकता होती है,एक फोकस ट्रैकिंग फ़ंक्शन को शामिल करने की आवश्यकता, वास्तविक समय की निगरानी और फोकस परिवर्तनों के लिए मुआवजे के साथ।
समाधान
1मल्टी-फोकस प्रौद्योगिकीः चरण मॉड्यूलेशन तकनीक का उपयोग करके, फोकल बिंदुओं की संख्या, स्थिति और ऊर्जा को लचीले ढंग से समायोजित किया जा सकता है।कई फोकल बिंदु वेफर के भीतर ऑप्टिकल अक्ष के साथ उत्पन्न होते हैंइस दृष्टिकोण से काटने की दक्षता में काफी वृद्धि होती है और अक्षीय दरारों के उत्पादन को प्रभावी ढंग से नियंत्रित किया जाता है।
2विकृति सुधार प्रौद्योगिकी: अपवर्तक सूचकांक असंगतता के कारण होने वाले गोलाकार विकृति को दूर करने के लिए,लेजर बीम ऊर्जा वितरण में काफी सुधार के लिए उन्नत विचलन सुधार तकनीक का उपयोग किया जाता है, यह सुनिश्चित करता है कि लेजर ऊर्जा अधिक केंद्रित है, जिससे वेफर काटने की गुणवत्ता और दक्षता दोनों में सुधार होता है।
3फोकस ट्रैकिंग प्रौद्योगिकी: प्रसंस्करण के दौरान सतह तरंगों के कारण फोकस परिवर्तनों की निगरानी करके,काटने की प्रक्रिया के दौरान फोकस की स्थिति की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए वास्तविक समय मुआवजा लागू किया जाता है, इस प्रकार लगातार काटने की गुणवत्ता सुनिश्चित करता है।
लेजर संशोधन के बाद सूक्ष्म प्रभाव
टुकड़े टुकड़े और विभाजन के बाद माइक्रोस्कोपिक प्रभाव
वेफर क्रॉस सेक्शन माइक्रोस्कोपिक प्रभाव
आगे देखते हुए, 2030 तक सिलिकॉन कार्बाइड बाजार के अरबों के पैमाने तक पहुंचने की उम्मीद है।और सामग्री अनुकूलन क्षमता, सिलिकॉन कार्बाइड प्रसंस्करण उद्योग में मुख्य उपकरण बनने के लिए तैयार है, जो उद्योग के परिवर्तन का नेतृत्व करता है।
जैसा कि अर्धचालक उद्योग में वैश्विक प्रतिस्पर्धा तेज हो रही है, तीसरी पीढ़ी की अर्धचालक सामग्री, सिलिकॉन कार्बाइड (SiC),नई ऊर्जा वाहनों जैसे विभिन्न उद्योगों द्वारा तेजी से पसंद किया जाता है।, इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण और एयरोस्पेस।
तीसरी पीढ़ी की अर्धचालक सामग्री, सिलिकॉन कार्बाइड (SiC)
15W इन्फ्रारेड पिकोसेकंड लेजरः सिलिकॉन कार्बाइड मशीनिंग के लिए एक सटीक उपकरण
पारंपरिक सिलिकॉन इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की तुलना में, सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) अपने कई लाभों के कारण एक नई अर्धचालक सब्सट्रेट सामग्री बन गया है।सिलिकॉन और सिलिकॉन कार्बाइड के बीच सामग्री गुणों में महत्वपूर्ण अंतर के कारण, विद्यमान आईसी निर्माण प्रक्रियाएं सिलिकॉन कार्बाइड की मशीनिंग आवश्यकताओं को पूरी तरह से पूरा नहीं कर सकती हैं।
उदाहरण के तौर पर वेफर स्लाइसिंग को लेते हुए, मैकेनिकल सॉइंग, हालांकि एक पारंपरिक विधि, सिलिकॉन कार्बाइड के साथ काम करने के लिए अपर्याप्त साबित होती है।लगभग हीरे के बराबर, सिलिकॉन कार्बाइड न केवल पीसने की प्रक्रिया के दौरान बड़ी मात्रा में चिप्स उत्पन्न करता है, बल्कि महंगे हीरे के आरा ब्लेडों का तेजी से पहनने का कारण भी बनता है। इसके अलावा, पीसने की गति अपेक्षाकृत धीमी है,और उत्पन्न गर्मी प्रतिकूल सामग्री गुणों को प्रभावित कर सकते हैं.
सिलिकॉन कार्बाइड वेफर
हालांकि, गैर-संपर्क अल्ट्राशॉर्ट पल्स लेजर कटिंग तकनीक के उद्भव ने सिलिकॉन कार्बाइड मशीनिंग के लिए एक नया समाधान प्रदान किया है।यह तकनीक काफी हद तक किनारे चिपिंग को कम या समाप्त कर सकती है, सामग्री में यांत्रिक परिवर्तनों (जैसे दरारें, तनाव, और अन्य दोष) को कम से कम करता है, और कुशल और सटीक काटने को प्राप्त करता है।वाफ़र प्रति चिप्स की संख्या में काफी वृद्धि, जिससे लागत कम होती है।
सिलिकॉन कार्बाइड वेफर्स को काटने, चिपकाए जाने और पतली फिल्म से हटाने जैसी प्रक्रियाओं में, पिकोसेकंड लेजर तकनीक अपने अनूठे फायदे के साथ,उद्योग द्वारा मान्यता प्राप्त पसंदीदा समाधान बन गया है और सामग्री प्रसंस्करण प्रौद्योगिकियों के नवाचार में तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका निभा रहा है.
बीडब्ल्यूटी द्वारा विकसित 15W पिकोसेकंड का इन्फ्रारेड लेजर इस तकनीक का एक उत्कृष्ट उदाहरण है।इस उत्पाद में न केवल उपरोक्त सभी फायदे हैं बल्कि इसे ग्राहक की जरूरतों के अनुसार भी अनुकूलित किया जा सकता हैइसकी तरंग दैर्ध्य 1064 एनएम है, जिसमें 10 पीएस से 150 पीएस तक की पल्स चौड़ाई है, और पुनरावृत्ति दरें 5 kHz और 1000 kHz के बीच स्वतंत्र रूप से समायोजित की जा सकती हैं, 50 kHz पर औसत शक्ति > 15 W है।यह 1 से 10 तक चुनिंदा पल्स ट्रेन संख्याओं का समर्थन करता है, M2 < 1 के साथ4, विचलन कोण <1 mrad, और एक स्पॉट आकार 2.5 ± 0.2 मिमी पर सटीक रूप से नियंत्रित किया जाता है। इसका बीम इंगित करने की सटीकता <50 urad है, जो हर बार सटीक और त्रुटिहीन प्रसंस्करण सुनिश्चित करता है।
BWT 15W पिकोसेकंड इन्फ्रारेड लेजर
व्यावहारिक अनुप्रयोगों में BWT 15W पिकोसेकंड इन्फ्रारेड लेजर महत्वपूर्ण फायदे प्रदान करता है,न केवल प्रसंस्करण गति में काफी सुधार बल्कि उत्पाद की गुणवत्ता स्थिरता और उपज में एक गुणात्मक छलांग भी प्राप्त करनाएक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप से छवि विश्लेषण से पता चलता है कि पिकोसेकंड लेजर के साथ संसाधित किनारों को चिकना किया जाता है, लगभग कोई माइक्रोक्रैक उत्पन्न नहीं होता है।
बीडब्ल्यूटी लेजर के साथ सिलिकॉन कार्बाइड का प्रसंस्करण
अनुप्रयोग मामलाः सिलिकॉन कार्बाइड वेफर संशोधित और काटने
ग्राहक की आवश्यकताएं
उच्च अंत विनिर्माण क्षेत्र में पावर चिप्स की बढ़ती मांग को पूरा करने के लिए, कई ग्राहक प्रसंस्करण दक्षता और उपज में सुधार करने के लिए उत्सुक हैं।वे असाधारण प्रसंस्करण गुणवत्ता प्राप्त करना चाहते हैं, अदृश्य काटने के प्रभाव के साथ जो कोई ablation निशान छोड़ नहीं है, उत्कृष्ट सीधापन, और न्यूनतम किनारे चिपिंग।सामग्री के नुकसान को कम करना और वेफर उपज को अधिकतम करना ग्राहकों के लिए प्रमुख चिंताएं हैं.
प्रसंस्करण की चुनौतियाँ
सिलिकॉन कार्बाइड की उच्च कठोरता पारंपरिक यांत्रिक काटने के तरीकों से आदर्श प्रसंस्करण परिणाम प्राप्त करना मुश्किल बनाती है।लेजर काटने की प्रक्रिया के दौरान मापदंडों के नियंत्रण अत्यधिक जटिल है, जिसमें लेजर सिंगल पल्स एनर्जी, फीड डिस्टेंस, पल्स रिपीट फ्रीक्वेंसी, पल्स चौड़ाई और स्कैनिंग स्पीड जैसे कारक शामिल हैं।इन मापदंडों दोनों ऊपरी और निचले सतहों पर ablation क्षेत्रों की चौड़ाई को काफी प्रभावित करते हैंइसके अलावा, सिलिकॉन कार्बाइड के उच्च अपवर्तक सूचकांक के कारण, फोकस स्थिति को उच्च गति सटीकता की आवश्यकता होती है,एक फोकस ट्रैकिंग फ़ंक्शन को शामिल करने की आवश्यकता, वास्तविक समय की निगरानी और फोकस परिवर्तनों के लिए मुआवजे के साथ।
समाधान
1मल्टी-फोकस प्रौद्योगिकीः चरण मॉड्यूलेशन तकनीक का उपयोग करके, फोकल बिंदुओं की संख्या, स्थिति और ऊर्जा को लचीले ढंग से समायोजित किया जा सकता है।कई फोकल बिंदु वेफर के भीतर ऑप्टिकल अक्ष के साथ उत्पन्न होते हैंइस दृष्टिकोण से काटने की दक्षता में काफी वृद्धि होती है और अक्षीय दरारों के उत्पादन को प्रभावी ढंग से नियंत्रित किया जाता है।
2विकृति सुधार प्रौद्योगिकी: अपवर्तक सूचकांक असंगतता के कारण होने वाले गोलाकार विकृति को दूर करने के लिए,लेजर बीम ऊर्जा वितरण में काफी सुधार के लिए उन्नत विचलन सुधार तकनीक का उपयोग किया जाता है, यह सुनिश्चित करता है कि लेजर ऊर्जा अधिक केंद्रित है, जिससे वेफर काटने की गुणवत्ता और दक्षता दोनों में सुधार होता है।
3फोकस ट्रैकिंग प्रौद्योगिकी: प्रसंस्करण के दौरान सतह तरंगों के कारण फोकस परिवर्तनों की निगरानी करके,काटने की प्रक्रिया के दौरान फोकस की स्थिति की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए वास्तविक समय मुआवजा लागू किया जाता है, इस प्रकार लगातार काटने की गुणवत्ता सुनिश्चित करता है।
लेजर संशोधन के बाद सूक्ष्म प्रभाव
टुकड़े टुकड़े और विभाजन के बाद माइक्रोस्कोपिक प्रभाव
वेफर क्रॉस सेक्शन माइक्रोस्कोपिक प्रभाव
आगे देखते हुए, 2030 तक सिलिकॉन कार्बाइड बाजार के अरबों के पैमाने तक पहुंचने की उम्मीद है।और सामग्री अनुकूलन क्षमता, सिलिकॉन कार्बाइड प्रसंस्करण उद्योग में मुख्य उपकरण बनने के लिए तैयार है, जो उद्योग के परिवर्तन का नेतृत्व करता है।
