Femtosekund lazerleri bilen kremniý nitridi zond kartlaryny işläp taýýarlamakdaky kynçylyklary çözmek

Kremniý nitridi (Si₃N₄) ajaýyp gatylygy, ýokary termal durnuklylygy we ajaýyp elektrik izolýasiýasy sebäpli ösen ýarymgeçiriji zond kartlary üçin möhüm materiala öwrüldi.

Şeýle-de bolsa, şol bir aýratynlyklar ony maşyn bilen işlemegi örän kynlaşdyrýar.

Adaty mehaniki burawlama we nanosekund lazer bilen işlemek, döwülýän keramika bilen işlenende, köplenç betbagtçylykly kemçiliklere sebäp bolýar, bu bolsa gyralaryň döwülmegine, mikro çatlaklara we gaýtadan guýulan gatlaklara getirýär. Ýarymgeçiriji zond kartlary üçin hatda mikroskopiki kemçilik hem zond ştiftleriniň ýapyşmagyna sebäp bolup, durnuksyz elektrik gatnaşygyna we plastinka synagynyň netijesiniň peselmegine sebäp bolup biler.

Näme üçin zond kartlarynyň kiçi deşikleri örän takyklygy talap edýär

Häzirki zaman zond kartlary köplenç 100 mikrondan aşak çuňlukly müňlerçe ýokary takyklykly mikro-deşikleri talap edýär. Her bir deşik aşakdakylary ýerine ýetirmelidir:

• Kämil geometrik yzygiderlilik (hakyky kwadrat ýa-da tegelek morfologiýa)
• Substratyň ähli böleginde mikrondan kiçi ölçegli birmeňzeşlik
• Iňňe sürtülmesini aradan aýyrmak üçin burrsyz içki diwarlar
• Minimal termal deformasiýa

Hatda kiçijik üýtgeşiklikler hem synag wagtynda zond ştiftleriniň ýapyşmagyna, egreşmegine ýa-da deňleşmesiniň ýitmegine sebäp bolup biler. Bu bolsa gönüden-göni aşakdaky netijelere getirip biler:

• Durnuksyz elektrik signallary
• Synag takyklygynyň peselmegi
• Powder outcome
• Önümçilik çykdajylarynyň artmagy

Eger içki diwaryň ýüzi gödek ýa-da mehaniki taýdan dartgynly bolsa, ýokary tizlikli plastinkalary sortlamak wagtynda zond ştiftleri egri ýa-da deňleşmegi ýitirer. Ýarymgeçiriji enjamlar kiçelmegini dowam etdirende, işleme ýalňyşlyklaryna çydamlylyk diýen ýaly nola öwrülýär.

Näme üçin däp bolan lazerler kremniý nitridi bilen göreşýärler

Adaty nanosekund lazer ulgamlary materiallary eredip we buglandyrmak üçin fototermal energiýa daýanýar. Kremniý nitridi ýaly döwülýän keramikalary gaýtadan işlände, bu aşa köp ýylylyk diffuziýasy kesiji gyranyň töwereginde güýçli ýerli termal stres döredýär we köplenç mikro çatlamalara sebäp bolýar.

Adaty lazer işläp bejeriş bilen deňeşdirilende, femtosekund lazer tehnologiýasy esasy artykmaçlyklary hödürleýär:

Femtosekund lazer sowuk ablýasiýasy meseläni nähili çözýär

Femtosekund lazer bilen işlemek, ýylylyk töweregindäki sebitlere ýaýramazdan öň, materiallary aýyrmak üçin femtosekund aralygyndaky (10⁻¹⁵ s) ultra gysga impuls dowamlylygyny ulanýar.

Bu proses adatça sowuk ablýasiýa diýlip atlandyrylýar.

Impuls dowamlylygy kremniý nitridiniň elektron-fonon relaksasiýa wagtyndan gysga bolany üçin, lazer energiýasy uly ýylylyk geçirijiligi ýüze çykmazdan öň goýulýar. Netijede, örän kiçi ýylylyk täsir edýän zona (HAZ) bilen materiallary aýyrmak mümkin.

1030–1035 nm töweregindäki adaty işleme tolkun uzynlyklary, Si₃N₄ materiallarynda, olaryň deňeşdirme boýunça giň zolak aralygyna (~5 eV) garamazdan, durnukly köp fotonly siňdirilişini üpjün edýär.

Femtosekund impulslaryny ulanmak arkaly material gaty jisimden plazma fazasyna gönüden-göni geçýär we termiki zyýan ýetirmezden materiallary aýyrmaga mümkinçilik berýär. Bu sowuk ablýasiýa prosesi aşakdakylary üpjün edýär:

• Nol burr kwadrat mikro deşikli işläp bejeriş
• Minimal gyra çiplenmesi
• Ultra ýumşak içki diwarlar
• Termal stressiň azaldylmagy
• Ajaýyp ölçegli yzygiderlilik
• Uly massiwlerde ýokary gaýtalanma

Bu bolsa femtosekund lazerlerini, esasan hem, ýarymgeçirijiler önümçiliginde ulanylýan döwülýän keramiki materiallar üçin amatly edýär.

Zond kartlary üçin has ýumşak içki diwarlar zond ştiftiniň ýapyşmagyny azaltmaga we plastina synagynyň uzak möhletli durnuklylygyny gowulandyrmaga kömek edýär.

Zond kartlaryndan başga: Kremniý nitridiniň goşmaça ulanylyşlary

Femtosekund lazer bilen takyk işlemegiň ygtybarlylygy eýýäm köp sanly öňdebaryjy ulanylyşlarda görkezildi.

Integrasiýalaşdyrylan Fotonika

Femtosekund lazerleri ýüzüň gödekligini azaltmak we optiki Q faktorlaryny gowulandyrmak arkaly kremniý nitridiniň tolkun geçiriji rezonatorlaryny optimizirläp bilýär.

Nanopor öndürmek

Bu tehnologiýa şeýle hem diametri 500 nm-den aşak bolan gurluşlary öz içine alýan örän inçe Si₃N₄ membranalarynda ýokary derejede ýerli nanopora öndürmegi goldaýar.

Takyk keramiki mikroişleme

Goşmaça ulanylyşlara aşakdakylar girýär:

• Keramiki mikro-burgulaýyş
• MEMS önümçiligi
• Bio-mikrofluidik gurluşlar
• Ýarymgeçiriji gaplama
• Inçe plýonkaly takyk işleme

Bu ulanylyşlar femtosekund lazer işläp bejeriş tehnologiýasynyň ölçekleniş mümkinçiligini we senagat taýdan kämilligini has-da görkezýär.

Ýarymgeçiriji önüm öndürijileri näme üçin Monofslaser-i saýlaýarlar

“Monofslaser” kompaniýasynda biz ýarymgeçirijiler we ösen keramika ulanylyşlary üçin senagat femtosekund lazer takyk mikroişleme işlerine ýöriteleşýäris.

Diňe aýratyn enjamlary üpjün etmegiň ýerine, biz ýokary takyklykly senagat önümçiligi üçin niýetlenen integrasiýalaşdyrylan önümçilik çözgütlerini hödürleýäris.

Biziň mümkinçiliklerimiz şunlary öz içine alýar:

• Femtosekund lazer enjamlaryny ýörite işläp düzmek
• Kremniý nitridi zond kartyny işläp çykarmak
• Çalt prototipleme we nusga tassyklama
• Optiki we SEM barlag goldawy
• Ölçeglenip bilinýän önümçilik üçin proses optimizasiýasy

Biz ösen ýarymgeçirijiler üçin prototip işläp düzmegi we ýokary göwrümli önümçiligi goldaýarys.

Adaty gaýtadan işlemek usullary bilen deňeşdirilende, femtosekund lazer sowuk ablýasiýasy gaýtadan işlemekden soňky talaplary ep-esli azaldýar, şol bir wagtyň özünde işlenişiň yzygiderliligini we ilkinji geçişiň netijesini gowulandyrýar.

Netije

Kremniý nitridiniň gatylygy we döwülmegi däp bolan işleme usullaryny fiziki çäklerinden has öňe çykarýar. Femtosekund lazer sowuk ablýasiýa tehnologiýasy bu önümçilik päsgelçiliklerini ajaýyp çözýär, mikrondan kiçi takyklygy, nol burr içki diwarlaryny we mikro çatlaksyz deşik massiwlerini üpjün edýär. Ösen ýarymgeçirijili zond kart önümçiligi üçin bu ýokary öndürijilikli plastinka synag netijelerine ýetmegiň iň ygtybarly ýoluny görkezýär.

Köp soralýan soraglar