Kostir Femtosecond leysis í ör-holuvinnslu fyrir gas-/vökvaventla

Eins og er, á sviðum eins og hálfleiðurum, geimferðum og háþróuðum-prófunartækjum, er oft þörf á nákvæmri stjórn á lofttegundum eða vökva. Gæði ör-holavinnslu í flæðistýringarkerfum er mikilvægur þáttur sem ákvarðar flæðisnákvæmni, sem og áreiðanleika og stöðugleika kerfisins.

Sem háþróaða-leysisvinnslutækni gegna femtósekúndu leysir mikilvægu hlutverki við framleiðslu á míkróna-stigum ör-holum, vegna kosta þeirra í mikilli nákvæmni, mikilli kringlóttleika og yfirburðum gæðum. Þeir sýna fram á verulegan hagnýtingarkosti, sérstaklega við vinnslu á íhlutum eins og flæðistýringarlokum.

Loki er tæki sem notað er til að stjórna lofttegundum eða vökva. Það getur takmarkað yfirferð gass eða vökva og getur einnig stjórnað eða stjórnað stefnu, þrýstingi og flæðishraða vökvans.

Í lækninga- og hálfleiðaraiðnaðinum eru kröfur um flæðistýringu mjög strangar. Ör-götin í þessum lokum hafa venjulega þvermál á míkrónakvarða. Þar af leiðandi eru óvenju háar kröfur um gæði og samkvæmni vinnslunnar nauðsynlegar til að ná nákvæmum og stöðugum flæðishraða.

Afköst Femtosecond Laser í 100μm ör-holuvinnslu

Ímyndaðu þér að þegar gas eða vökvi fer í gegnum ör-holu myndast staðbundinn þrýstingsmunur. Nákvæm stjórn á þvermál ljósopsins gerir kleift að halda vökvaflæðihraða innan ákveðins sviðs, eða gerir kleift að mynda umtalsverðan þrýstingsmun.

Með hálfleiðarabúnaði sem dæmi má líta á sturtuhausa sem tegund vökvaventils. Ör-göt þeirra eru mikilvæg til að stjórna stöðugleika ferlisins vegna þess að gas fer jafnt í gegnum þúsundir ör-hola í sturtuhausnum og er síðan úðað jafnt eða sett á flöt yfirborðsins. Með öðrum orðum, gæði ör-holavinnslu ákvarða beint lykilmælikvarða fyrir nákvæmnisbúnað, svo sem flæðihraða vökva, nákvæmni og stöðugleika þrýstingsstýringar og endurtekningarhæfni ferla.

Á sama tíma býður þetta einnig upp á áskoranir fyrir ör-holuvinnslu.

1. Ör-holop:

Míkron-lás er krafist, þar sem 20-500μm er tiltölulega algengt. Ennfremur, þar sem framleiðslunákvæmni og kröfur halda áfram að aukast, færist iðnaðurinn áfram í átt að því að uppfylla kröfur um ljósop sem eru 5-10μm og jafnvel 2-5μm.

Afköst Femtosecond Laser í 3μm ör-holuvinnslu

2. Mál nákvæmni:

Ör-göt verða að uppfylla strangar kröfur um víddarnákvæmni, venjulega á 1–5 μm stigi. Í krefjandi forritum þarf nákvæmni innan ±0,5 μm til að tryggja nákvæmni og samkvæmni flæðisstýringar.

Afköst Femtosecond leysir í 10μm ör-holu fylkisvinnslu

3. Ör-hola Grófleiki innri veggs:

Áskilið er að holuveggirnir séu sléttir, með Ra gildi innan við 0,4 μm (því lægra, því betra). Ennfremur verða gataveggir að vera lausir við galla eins og ör-sprungur og endursteypt lög. Þetta er vegna þess að jafnvel minnsti galli getur haft áhrif á nákvæmni vökvastýringar og stöðugleika framleiðsluferlisins.

Afköst Femtosecond Laser í Mass Micro-hole fabrication

4. Ör-holusamræmi:

Í nákvæmum vökvastýringarkerfum er ekki nóg að tryggja aðeins gæði eins ör- örhols; það er mikilvægt að tryggja samkvæmni allra ör-hola innan eins íhluta, eða yfir heila framleiðslulotu. Þar af leiðandi gerir þetta mjög miklar kröfur um stöðugleika ör-holavinnsluferlisins og búnaðarins.

Femtósekúnda leysir samanstendur af tveimur grunnhugtökum: femtósekúndu og leysir.

Femtósekúnda er hugtak um tíma, rétt eins og mínúturnar og sekúndurnar sem við notum venjulega. Til að setja það í samhengi þá jafngildir 1 sekúnda 1.000 trilljónum femtósekúndna. Af þessu er augljóst að femtósekúnda er afar stutt tímaeining.

Laser, sem stendur fyrir Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, er þekktur sem „hraðasta hnífurinn,“ „nákvæmasta reglustikan“ og „bjartasta ljósið“.

Þess vegna, þegar ákaflega stutta tímaeiningin „femtósekúndu“ er sameinuð afar mikilli orkuþéttleikaeiginleikum „leysisins“, framleiðir hún töfrandi eiginleika: ofur-hraði púlshraða leiðir til kaldrar vinnslu, á meðan afar hátt hámarksafl gerir vinnslu á hvaða efni sem er.

Árangur af Femtosecond leysir í vinnslu á flæðistakmörkunaropum á pólýímíðfilmu

Þessir eiginleikar bjóða upp á umtalsverða kosti fyrir ör-holuvinnslu, sérstaklega sem hér segir:

1. Stýranleg ör-holaþvermál:

Femtosekúndu leysir eru meistarar ör-nano framleiðslu á míkron mælikvarða. Þeir geta náð ör-holuvinnslu sem er 2μm eða stærri, þar sem bæði þvermál ljósops og mjókka er hægt að stjórna að fullu.

2. Hár ljósops nákvæmni:

Blettþvermál femtósekúndu leysir er aðeins nokkrar míkron til um það bil tíu míkron, og efnisfjarlæging svæði á púls er lítið. Þar af leiðandi tryggir það að vinnslunákvæmni fyrir ör-holaopið geti náð innan við ±1μm. Ennfremur, ef femtósekúndu leysibúnaðurinn hefur nægjanlegan stöðugleika, getur hann tryggt að fylki upp á tugþúsundir örhola- haldi einnig þessari afar háu nákvæmni.

3. Breið efnisaðlögunarhæfni:

Með því að nýta sér eiginleika þess, sem er ofur-mikill hámarksafl, getur femtósekúndu laservinnsla unnið úr nánast hvaða efni sem er. Þetta felur í sér hörð málmblöndur eins og ryðfrítt stál, títan málmblöndur, nikkel-títan málmblöndur og wolfram-mólýbden málmblöndur, svo og málmlaus efni eins og keramik, sílikon, gler og PI (pólýímíð).

4. Lágmarks hitaáhrif:

Púlsbreidd femtósekúndna leysigeisla er afar lítil, á femtósekúndu kvarðanum, sem er mun minni en píkósekúndna mælikvarðinn sem þarf til að flytja efni hita. Þess vegna nær það nákvæmum, staðbundnum efnisflutningi áður en hiti getur dreift í nærliggjandi efni. Þetta kemur í veg fyrir að breyta eðlisfræðilegum eða efnafræðilegum eiginleikum aðliggjandi efna, gerir "kalda vinnslu" með lágmarks hitaáhrifum, sem leiðir til ekkert endursteypt lag og engar ör-sprungur.

5. Hátt myndhlutfall:

Með aukinni eftirspurn krefjast sumar ventla örgöt stærðarhlutfalls (dýpt-til-þvermálshlutfalls) sem er meira en 10:1, með sum forrit sem miða að 12:1 eða jafnvel 15:1. Þó sumar hefðbundnar vinnsluaðferðir gætu náð þessu með stærri ljósopum, eru þær algjörlega ófærar um það þegar um er að ræða ljósop á undir-millímetra (hundruð míkron) bilinu ásamt mikilli nákvæmni. Femtosekúndu leysir tryggja hins vegar að bæði hár nákvæmni og há stærðarhlutföll náist samtímis.

6. Vinnanlegur fyrir mismunandi rúmfræði:

Hefðbundnar örholuplötur fyrir lokar eru venjulega flöt efni, sem hægt er að vinna úr með venjulegum 3-ása búnaði. Hins vegar eru sumir lokar úr pípulaga efnum eða eru óreglulega lagaðir vinnustykki; í þessum tilvikum á venjulegur 3-ása búnaður í erfiðleikum með að uppfylla kröfur um nákvæmni vinnslu. Femtósekúndu leysikerfi er hægt að útbúa með 5-ása uppsetningu, sem gerir auðveldlega kleift að vinna með örholur fyrir vörur af ýmsum stærðum og gerðum.

Ör-nákvæmni leysiskurðar- og borvél

Vinnslukröfur fyrir loka á sviðum eins og hálfleiðurum tákna hátind háþróaðrar-vökvastýringartækni. Hönnunar- og framleiðslustaðlar þeirra ákvarða beint afrakstur og áreiðanleika framleiðsluferla hálfleiðara. Þar af leiðandi hefur skilningur á vinnslukostum og eiginleikum femtósekúndu leysis mikla þýðingu fyrir sviði ör-holavinnslu fyrir hálfleiðaraloka.

Við trúum því að eftir því sem fleiri fagmenn skilja og nýta sér femtósekúndu leysitækni fyrir ventla ör-holavinnslu muni það knýja áfram þróun og nýsköpun á innlendri vökvastjórnunartækni.