Industri	Manufaktur semikonduktor, keramik canggih, bahan semikonduktor generasi ketiga
Proses	Pemesinan satu lubang tembus Water Jet Guided Laser (WJGL).
Larutan	Substrat SiC 35mm × 2mm khusus dengan lubang mikro presisi Φ0,15mm
Layanan	Konsultasi teknis, pengembangan proses, laporan inspeksi, pelapisan & permesinan yang disesuaikan
Hasil	• Geometri lubang yang seragam dari saluran masuk ke saluran keluar dikonfirmasi oleh SEM • Tidak ada penurunan yang terukur; rasio aspek cocok untuk ketebalan 2mm • Zona yang terkena dampak panas minimal dan hampir tidak ada chipping pada SiC yang rapuh • Keberhasilan pengiriman dan penerimaan pelanggan untuk pengembangan material baterai sekunder

Gambar 1:foto produk substrat SiC 35mm × 2mm setelah pemesinan lubang mikro laser berpemandu air

Angka2：Gambar SEM dari mesin laser berpemandu air VeTek yang dibuat dengan lubang Φ0,15 mm pada substrat SiC

Teknologi laser berpemandu air (WJGL) VeTek Semiconductor memungkinkan pemesinan lubang mikro satu lintasan dan bebas lancip pada substrat silikon karbida (SiC) yang tebal. Dalam proyek baru-baru ini, lubang tembus Φ0,15 mm berhasil diproses pada substrat 4H-SiC tipe-N dengan diameter 35 mm × tebal 2 mm. Inspeksi SEM memverifikasi dinding lubang yang sangat seragam dari saluran masuk hingga saluran keluar, memenuhi persyaratan tingkat semikonduktor yang ketat.

1. Bagaimana Laser Berpanduan Air Menghasilkan Lubang SiC Bebas Lancip?

Angka3:Prinsip laser berpemandu air: energi laser dibatasi oleh mikrojet air bertekanan tinggi (serat optik air)

Air bertekanan tinggi dipaksa melalui nosel presisi (diameter 30–120 µm) untuk membentuk mikrojet yang stabil. Laser terfokus 532 nm digabungkan ke dalam jet ini melalui jendela kaca. Begitu berada di dalam kolom air, laser dibatasi oleh pantulan internal total dan bergerak sebagai “serat optik air” dengan kepadatan energi tinggi. Saat mikrojet menyentuh benda kerja, laser akan mengikis material sementara aliran air yang terus menerus mendinginkan zona pemotongan dan membersihkan serpihan.

Karena media pemandunya adalah kolom silinder dengan diameter konstan, energi laser yang muncul tetap sejajar pada jarak kerja beberapa puluh milimeter. Akibatnya, dinding yang dipotong tetap vertikal bahkan pada SiC setebal 2 mm (dan hingga 60 mm), sehingga menghilangkan kebutuhan pelacakan fokus dan mencegah lancip yang muncul dalam pengeboran laser ruang bebas.

Gambar 4: Foto sebenarnya dari lokasi kerja laser berpemandu air

Keuntungan Proses Utama untuk Material Keras Rapuh

• Tidak diperlukan penyesuaian fokus untuk ketebalan hingga 60 mm

• Lancip nol atau mendekati nol (perbedaan masuk-ke-keluar 10–20 µm)

• Pendinginan berkelanjutan menekan tekanan termal dan edge chipping

• Distribusi energi yang seragam di seluruh penampang jet mengurangi kekasaran permukaan (Ra 0,3–1 µm)

• Lebar garitan sesempit 50 µm, meminimalkan kerugian material pada SiC yang mahal

2. Keuntungan Laser Berpanduan Air dalam Pemrosesan Keramik Semikonduktor

Angka5. Peralatan laser berpemandu air VeTek (seri WL)

Pengeboran mekanis tradisional pada lubang Φ0,15 mm dalam SiC 2 mm sering kali mengalami kerusakan pahat, patah tepi, dan variasi diameter progresif. Pengeboran laser ruang bebas, meskipun non-kontak, menghasilkan zona yang terkena dampak panas, menyusun kembali lapisan, dan lancip yang nyata. Laser berpemandu air mengatasi kedua keterbatasan tersebut:

1. Kemampuan satu lintasan melalui lubang– menghilangkan kesalahan penyelarasan pemrosesan dua sisi.

2. Rasio aspek tinggi– rasio yang melebihi 30:1 secara rutin dicapai.

3. Kekuatan mekanik sangat rendah– kekuatan pancaran air hanya ~1 N, memungkinkan pemrosesan wafer ultra-tipis atau rapuh dengan aman.

4. Permukaan bersih dan bebas terak– pembilasan terus menerus menghilangkan kotoran dan mencegah pengendapan kembali.

3. Aplikasi Laser Berpanduan Air untuk Lubang Mikro Rasio Aspek Tinggi di SiC

Angka6. Komponen keramik presisi diproses dengan laser berpemandu air

Kemampuan khasnya meliputi:

• Kisaran ketebalan pemrosesan: 0,05–60 mm (SiC, keramik boron karbida)

• Bukaan minimum: 0,1 mm (tergantung ketebalan)

• Akurasi dimensi: ±0,01 mm

• Kekasaran permukaan: 0,3–1 µm

• Platform peralatan: WL-DCS200 (area kerja 200 × 240 mm, 50–60 W) dan WL-LCS500 (500 × 500 mm, 100–200 W)

Angka7.Verifikasi SEM pelanggan untuk lubang tembus seragam Φ0,15 mm dari saluran masuk ke saluran keluar dalam substrat SiC 2 mm

Bukti Proyek: Lubang Φ0,15 mm pada SiC 2 mm

Bekerja sama dengan mitra teknologi Korea, VeTek mengirimkan lima substrat 4H-SiC tipe N berdiameter 35 mm dan tebal 2 mm, masing-masing berisi lubang tembus presisi Φ0,15 mm. Analisis SEM yang dilakukan oleh pelanggan akhir memastikan bahwa lubang nosel mempertahankan bentuk silinder yang seragam dari sisi masuk laser ke sisi keluar. Bagian-bagian tersebut diterima untuk evaluasi dalam pengembangan bahan anoda paduan silikon untuk baterai lithium-ion generasi berikutnya.

4. Pertanyaan Umum

Q1: Dapatkah laser berpemandu air memproses lubang yang lebih kecil dari Φ0,15 mm dalam SiC 2 mm?

J: Untuk aperture yang jauh di bawah 0,15 mm dan ketebalan 2 mm, kesulitan teknisnya meningkat tajam. Lubang yang lebih kecil (misalnya 0,06 mm) direkomendasikan pada media yang lebih tipis (≤0,4 mm) untuk mempertahankan hasil dan geometri.

Q2: Apakah prosesnya benar-benar single-pass?

J: Ya. Sinar yang dipandu pancaran air merambat melalui seluruh ketebalan dalam satu pengoperasian berkelanjutan, sehingga menghilangkan risiko ketidaksejajaran pada pengeboran depan dan belakang.

Q3: Data inspeksi apa yang dapat diberikan?

J: Laporan pengukuran dimensi, gambar optik dan SEM dari penampang lubang, dan data kekasaran permukaan disertakan pada setiap batch. Video proses lengkap tetap dirahasiakan tetapi verifikasi geometri sampel merupakan standar.

5. Kesimpulan

Teknologi laser berpemandu air dari VeTek Semiconductor menawarkan rute hasil tinggi yang andal menuju fitur mikro presisi pada bahan semikonduktor yang keras dan rapuh. Baik Anda memerlukan substrat SiC khusus dengan lubang mikro, komponen keramik untuk peralatan proses, atau pelapis CVD SiC / TaC yang canggih, tim teknik kami siap mendukung proyek Anda berikutnya.

Jelajahi kamiSolusi pelapisan SiC untuk rincian teknis lebih lanjut, atau hubungi kami untuk mendiskusikan persyaratan pemesinan spesifik Anda.