توسعه مواد نیمه‌هادی به رشد کسب و کار میکروماشین‌کاری لیزری کمک می‌کند

چند کاربرد مواد نیمه‌هادی

استپر یک سیستم نوردهی ماسک است. با استفاده از منبع لیزر برای حکاکی لایه محافظ سطح ویفر، مداری با عملکرد ذخیره داده تشکیل می‌شود. اکثر استپرها از لیزر اگزایمر استفاده می‌کنند که می‌تواند پرتو لیزر فرابنفش عمیق تولید کند. تولیدکننده پیشرو و اصلی لیزر اگزایمر، سایمر، توسط ASML خریداری شد. و استپر جدید، استپر EUV خواهد بود که می‌تواند فرآیند زیر 10 نانومتر را تحقق بخشد. اما این تکنیک اکنون هنوز تحت سلطه شرکت‌های خارجی است.

اما انتظار می‌رود که چین به تدریج در ساخت تراشه به موفقیت‌هایی دست یابد و بعداً به تولید انبوه و خودکفایی دست یابد. همچنین پیش‌بینی می‌شود که استپرهای داخلی نیز تولید شوند و تا آن زمان، تقاضا برای منبع لیزر با دقت بالا افزایش یابد.

یکی دیگر از کاربردهای گسترده مواد نیمه‌هادی، صنعت سلول‌های فتوولتائیک است که سریع‌ترین رشد را در بازار انرژی پاک با بهترین پتانسیل در جهان دارد. سلول‌های خورشیدی را می‌توان به سلول‌های خورشیدی سیلیکونی کریستالی، باتری لایه نازک و باتری ترکیبی III-V تقسیم کرد. در میان این موارد، سلول خورشیدی سیلیکونی کریستالی وسیع‌ترین کاربرد را دارد. برخلاف منبع لیزر، سلول فتوولتائیک وسیله‌ای است که نور را به الکتریسیته منتقل می‌کند. نرخ تبدیل فوتوالکتریک استانداردی برای تشخیص کیفیت سلول فتوولتائیک است. مواد و تکنیک فرآیند در این زمینه بسیار مهم است.

در مورد برش ویفر سیلیکونی، از ابزار برش سنتی استفاده می‌شد، اما با دقت و راندمان پایین و بازده کم. بنابراین، بسیاری از کشورهای اروپایی، کره جنوبی و ایالات متحده مدت‌ها پیش تکنیک لیزر با دقت بالا را معرفی کرده‌اند. ظرفیت تولید سلول فتوولتائیک در کشور ما به نیمی از جهان رسیده است. و در 4 سال گذشته، با رشد صنعت فتوولتائیک، تکنیک پردازش لیزری به تدریج مورد استفاده قرار گرفته است. امروزه، تکنیک لیزر با انجام برش ویفر، حکاکی ویفر و شیار زدن باتری PERC به صنعت فتوولتائیک کمک می‌کند.

سومین کاربرد نیمه‌هادی‌ها، PCB، از جمله FPCB است. PCB که جزء کلیدی و اساس تمام الکترونیک است، از مقدار زیادی مواد نیمه‌هادی استفاده می‌کند. در چند سال گذشته، با افزایش دقت و یکپارچگی PCB، PCBهای کوچک و کوچک‌تری تولید خواهند شد. تا آن زمان، پردازش سنتی و دستگاه‌های پردازش تماسی به سختی قابل تطبیق خواهند بود، اما تکنیک لیزر بیشتر و بیشتر مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

علامت‌گذاری لیزری ساده‌ترین تکنیک روی برد مدار چاپی است. در حال حاضر، مردم اغلب از لیزر UV برای علامت‌گذاری روی سطح مواد استفاده می‌کنند. با این حال، سوراخ‌کاری لیزری رایج‌ترین تکنیک روی برد مدار چاپی است. سوراخ‌کاری لیزری می‌تواند به سطح میکرومتر برسد و سوراخ‌های بسیار ریزی ایجاد کند که چاقوی مکانیکی قادر به انجام آن نیست. علاوه بر این، برش مواد مسی و جوشکاری فیوژن ثابت روی برد مدار چاپی نیز می‌توانند از تکنیک لیزر استفاده کنند.

همزمان با ورود لیزر به دوران میکروماشین‌کاری، S&A تیو چیلر آب خنک شونده با هوا با دقت بسیار بالا را ارتقا داد

با نگاهی به توسعه لیزر در چند سال گذشته، لیزر کاربردهای گسترده‌ای در برش و جوشکاری فلزات دارد. اما برای میکروماشین‌کاری با دقت بالا، وضعیت برعکس است. یکی از دلایل این است که پردازش فلز نوعی ماشینکاری خشن است. اما میکروماشین‌کاری لیزری با دقت بالا نیاز به سطح بالایی از سفارشی‌سازی دارد و با چالش‌هایی مانند دشواری توسعه این تکنیک و صرف زمان زیاد روبرو است. امروزه، میکروماشین‌کاری لیزری با دقت بالا عمدتاً در لوازم الکترونیکی مصرفی مانند تلفن‌های هوشمند که صفحه نمایش OLED آنها اغلب توسط میکروماشین‌کاری لیزری برش داده می‌شود، استفاده می‌شود.

در 10 سال آینده، مواد نیمه‌هادی به یک صنعت اولویت‌دار تبدیل خواهند شد. پردازش مواد نیمه‌هادی احتمالاً می‌تواند محرک توسعه سریع میکروماشین‌کاری لیزری باشد. میکروماشین‌کاری لیزری عمدتاً از لیزر پالس کوتاه یا پالس بسیار کوتاه استفاده می‌کند که به عنوان لیزر فوق سریع نیز شناخته می‌شود. بنابراین، با روند بومی‌سازی مواد نیمه‌هادی، تقاضا برای پردازش لیزری با دقت بالا افزایش خواهد یافت.

با این حال، دستگاه لیزر فوق سریع با دقت بالا بسیار مورد نیاز است و باید به دستگاه کنترل دمایی با دقت بالا مجهز شود.

برای برآورده کردن انتظارات بازار از دستگاه لیزر با دقت بالای داخلی، S&A Teyu چیلر آب لیزری چرخشی سری CWUP را که پایداری دمایی آن به ±0.1 درجه سانتیگراد می‌رسد، ارتقا داده است و به طور خاص برای خنک کردن لیزرهای فوق سریع مانند لیزر فمتوثانیه، لیزر نانوثانیه، لیزر پیکوثانیه و غیره طراحی شده است. برای اطلاعات بیشتر در مورد واحد چیلر آب لیزری سری CWUP به آدرس https://www.teyuchiller.com/portable-water-chiller-cwup-20-for-ultrafast-laser-and-uv-laser_ul5 مراجعه کنید.