Heutzutage findet die hochpräzise Lasermikrobearbeitung hauptsächlich Anwendung in der Unterhaltungselektronik, beispielsweise bei Smartphones, deren OLED-Bildschirme häufig mittels Lasermikrobearbeitung zugeschnitten werden.
Chips spielen eine wichtige Rolle in High-End-Branchen wie Smartphones, Computern, Haushaltsgeräten, GPS-Geräten usw. Die Kerngeräte, die zur Herstellung von Chips verwendet werden, werden im Allgemeinen von ausländischen Herstellern dominiert.
Einige Anwendungen von Halbleitermaterialien
Ein Stepper ist ein Maskenbelichtungssystem. Durch Ätzen der Oberflächenschutzschicht des Wafers mittels Laser wird eine Schaltkreisstruktur mit Datenspeicherfunktion erzeugt. Die meisten Stepper verwenden Excimerlaser, die tief-UV-Laserstrahlen erzeugen. Der führende Excimerlaserhersteller Cymer wurde von ASML übernommen. Neuere Stepper werden EUV-Stepper sein, die Strukturgrößen unter 10 nm ermöglichen. Diese Technologie wird jedoch derzeit noch von ausländischen Unternehmen dominiert.
Es wird jedoch erwartet, dass China schrittweise Durchbrüche in der Chipherstellung erzielt und später die Eigenproduktion und Massenproduktion realisiert. Auch die Entwicklung von Schrittmotoren durch inländische Hersteller ist absehbar, und bis dahin wird der Bedarf an hochpräzisen Laserquellen steigen.
Ein weiteres breites Anwendungsgebiet von Halbleitermaterialien ist die Photovoltaik-Industrie, der am schnellsten wachsende Markt für saubere Energie mit dem größten Potenzial weltweit. Solarzellen lassen sich in kristalline Silizium-Solarzellen, Dünnschichtbatterien und III-V-Verbindungsbatterien unterteilen. Kristalline Silizium-Solarzellen finden dabei die größte Anwendung. Im Gegensatz zu Laserquellen wandelt eine Photovoltaikzelle Licht in Elektrizität um. Der Wirkungsgrad der photoelektrischen Umwandlung dient als Standard für die Bewertung der Effizienz einer Photovoltaikzelle. Die verwendeten Materialien und Verarbeitungstechniken sind in diesem Bereich von entscheidender Bedeutung.
Zum Schneiden von Siliziumwafern wurden bisher traditionelle Schneidwerkzeuge verwendet, die jedoch ungenau, ineffizient und mit geringer Ausbeute arbeiteten. Daher haben viele europäische Länder, Südkorea und die USA bereits vor langer Zeit die hochpräzise Lasertechnik eingeführt. In unserem Land hat die Produktionskapazität für Photovoltaikzellen die Hälfte der weltweiten erreicht. In den letzten vier Jahren, mit dem kontinuierlichen Wachstum der Photovoltaikindustrie, hat sich die Laserbearbeitung zunehmend durchgesetzt. Heute trägt die Lasertechnik zur Photovoltaikindustrie bei, indem sie das Schneiden und Ritzen von Wafern sowie das Nuten von PERC-Batterien ermöglicht.
Die dritte Anwendung von Halbleitern sind Leiterplatten (PCBs), einschließlich flexibler Leiterplatten (FPCBs). Leiterplatten sind Schlüsselkomponenten und die Grundlage aller elektronischen Bauteile und benötigen große Mengen an Halbleitermaterialien. Da in den letzten Jahren die Präzision und Integration von Leiterplatten stetig zugenommen haben, werden immer kleinere Leiterplatten entwickelt. Traditionelle Verfahren und Kontaktbearbeitungsgeräte werden dann kaum noch anwendbar sein, weshalb Lasertechniken zunehmend zum Einsatz kommen werden.
Die Lasermarkierung ist die einfachste Technik zur Bearbeitung von Leiterplatten. Aktuell wird häufig ein UV-Laser zur Oberflächenmarkierung verwendet. Das Laserbohren ist jedoch die gängigste Technik. Es ermöglicht die Bearbeitung von Mikrometer-genauen Bohrungen, die mit einem mechanischen Messer nicht möglich sind. Auch das Schneiden von Kupfermaterialien und das Fixschweißen auf Leiterplatten können mit Lasertechnik durchgeführt werden.
Mit dem Einzug der Lasertechnologie in die Ära der Mikrobearbeitung hat S&A Teyu hochpräzise, luftgekühlte Wasserkühler entwickelt.
Betrachtet man die Laserentwicklung der letzten Jahre, so findet der Laser breite Anwendung beim Metallschneiden und -schweißen. Im Bereich der hochpräzisen Mikrobearbeitung verhält es sich jedoch anders. Ein Grund dafür ist, dass die Metallbearbeitung im Allgemeinen eine eher grobe Bearbeitung darstellt. Hochpräzise Lasermikrobearbeitung erfordert hingegen einen hohen Grad an Individualisierung und steht vor Herausforderungen wie der schwierigen Entwicklung dieser Technik und dem hohen Zeitaufwand. Aktuell wird die hochpräzise Lasermikrobearbeitung hauptsächlich in der Unterhaltungselektronik eingesetzt, beispielsweise bei Smartphones, deren OLED-Bildschirme häufig mittels Lasermikrobearbeitung bearbeitet werden.
In den kommenden zehn Jahren wird die Halbleiterindustrie zu einem prioritären Wirtschaftszweig werden. Die Bearbeitung von Halbleitermaterialien dürfte die rasante Entwicklung der Lasermikrobearbeitung maßgeblich vorantreiben. Bei der Lasermikrobearbeitung kommen hauptsächlich kurzgepulste oder ultrakurzgepulste Laser zum Einsatz, auch bekannt als Ultrakurzpulslaser. Mit der zunehmenden Verbreitung von Halbleitermaterialien wird daher der Bedarf an hochpräziser Laserbearbeitung steigen.
Allerdings ist ein hochpräzises ultraschnelles Lasergerät recht anspruchsvoll und muss mit einer ebenso hochpräzisen Temperaturregelung ausgestattet sein.
Um den Markterwartungen an hochpräzise Lasergeräte in China gerecht zu werden, hat S&A Teyu die CWUP-Serie von Laserwasserkühlern mit Umwälzkühlung entwickelt. Diese zeichnen sich durch eine Temperaturstabilität von ±0,1 °C aus und sind speziell für die Kühlung ultraschneller Laser wie Femtosekunden-, Nanosekunden- und Pikosekundenlaser konzipiert. Weitere Informationen zur CWUP-Serie finden Sie unter https://www.teyuchiller.com/portable-water-chiller-cwup-20-for-ultrafast-laser-and-uv-laser_ul5
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