سیرامک لیزر کاٹنے والی مشین کا انتخاب کرتے وقت، بہت سے انجینئر یہ سمجھتے ہیں کہ اعلی لیزر جذب کا مطلب خود بخود آسان مشینی ہے۔ حقیقت میں، لیزر کاٹنے کی کارکردگی لیزر جذب، تھرمل چالکتا، تھرمل توسیع، اور کریک مزاحمت کے درمیان توازن پر منحصر ہے۔
اگرچہ سلکان نائٹرائڈ (Si₃N₄) لیزر توانائی کو ایلومینا (Al₂O₃) سے بہتر جذب کرتا ہے، لیکن یہ تھرمل تناؤ کے لیے انتہائی حساسیت کی وجہ سے پروسیس کرنے کے لیے سب سے مشکل انجینئرنگ سیرامکس میں سے ایک ہے۔
یہ مضمون صنعتی پیداوار کے لیے QCW فائبر لیزرز، 355 nm UV nanosecond lasers، اور picosecond lasers کا موازنہ کرتا ہے۔
مادی خصوصیات جو لیزر کٹنگ کو متاثر کرتی ہیں۔
| جائیداد | ایلومینا (Al₂O₃) | سلکان نائٹرائڈ (Si₃N₄) | لیزر کٹنگ پر اثرات |
| 1064 این ایم جذب | 5–10% | 25–40% | ایلومینا کو اکثر جذب کرنے والی کوٹنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔ Si₃N₄ بہتر جذب کرتا ہے لیکن بہت زیادہ تھرمل تناؤ پیدا کرتا ہے۔ |
| 355 این ایم جذب | 40–50% | 50–65% | UV پروسیسنگ دونوں مواد کے لیے موثر ہے، جس میں Si₃N₄ کے لیے قدرے بہتر جذب ہوتا ہے۔ |
| تھرمل توسیع | 7-8 پی پی ایم / ڈگری | 2.8–3.3 پی پی ایم/ ڈگری | کم توسیع زیادہ بقایا تناؤ اور شگاف کے خطرے کا سبب بنتی ہے۔ |
| تھرمل چالکتا | 22–32 W/m·K | 16–22 W/m·K | Si₃N₄ گرمی کو زیادہ آہستہ سے ختم کرتا ہے، جس سے گرمی کے جمع ہونے میں اضافہ ہوتا ہے۔ |
1. QCW 1064 nm فائبر لیزر
ایلومینا۔
بالغ پیداواری عمل
وسیع پروسیسنگ ونڈو
مستحکم سموچ کاٹنا
اعلی پیداوری
بنیادی حد کم اورکت جذب ہے، جو عام طور پر کاٹنے سے پہلے ایک جاذب کوٹنگ کے ساتھ حل کیا جاتا ہے۔
مشکل: ★★☆☆☆
سلیکن نائٹرائیڈ
اگرچہ Si₃N₄ انفراریڈ روشنی کو بہتر طور پر جذب کرتا ہے، لیکن یہ تھرمل کریکنگ کا زیادہ خطرہ ہے۔
عام مسائل میں شامل ہیں:
موٹائی کے مائیکرو کریکس کے ذریعے-
کنارے کی چٹائی
کریکنگ میں تاخیر
اتلی-پرت اسکیننگ کی وجہ سے کاٹنے کی رفتار کم ہوگئی
عمل کی کھڑکی ایلومینا کے مقابلے میں نمایاں طور پر تنگ ہے۔
مشکل: ★★★★★
2. 355 nm UV نینو سیکنڈ لیزر
ایلومینا۔
UV لیزر کٹنگ پہلے سے ہی ایک بالغ صنعتی حل ہے۔
عام فوائد میں شامل ہیں:
چھوٹا HAZ
مستحکم مائیکرو-ہول مشیننگ
کم chipping
اعلی پیداواری پیداوار
مشکل: ★★☆☆☆
سلیکن نائٹرائیڈ
یووی لیزر تھرمل نقصان کو بہت کم کرتے ہیں لیکن تھرمل تناؤ کو مکمل طور پر ختم نہیں کرسکتے ہیں۔
صنعتی پیداوار کی عام طور پر ضرورت ہوتی ہے:
زیادہ لیزر پاور (20-30 W)
ملٹی-پاس اتلی کٹنگ
اعلی-طہارت نائٹروجن معاون گیس
آپٹمائزڈ کولنگ کی حکمت عملی
ایلومینا کے مقابلے میں، پروسیسنگ کا وقت عام طور پر 50-100% زیادہ ہوتا ہے۔
مشکل: ★★★★☆
3. Picosecond لیزر
ایلومینا۔
Picosecond lasers فراہم کرتے ہیں:
صفر HAZ کے قریب-
کوئی ریکاسٹ پرت نہیں۔
بہترین کنارے کا معیار
مستحکم صحت سے متعلق مشینی
مشکل: ★★☆☆☆
سلیکن نائٹرائیڈ
الٹرا شارٹ دالیں شگاف کی تشکیل کو نمایاں طور پر کم کرتی ہیں، لیکن پھر بھی Si₃N₄ کی ضرورت ہوتی ہے:
نبض کی کم توانائی
مزید اسکیننگ پاسز
طویل مشینی وقت
پیداواری کارکردگی عام طور پر ایلومینا سے 30 فیصد کم رہتی ہے۔
مشکل: ★★★☆☆
مشکل موازنہ
| درخواست | آسان مواد |
| QCW سموچ کاٹنے | Al₂O₃ |
| UV صحت سے متعلق کاٹنے | Al₂O₃ |
| مائیکرو-ہول ڈرلنگ | Al₂O₃ |
| الٹرا-پتلے سبسٹریٹس | Al₂O₃ |
| Picosecond صحت سے متعلق مشینی | Al₂O₃ (تھوڑا سا) |
سلیکن نائٹرائڈ زیادہ مشکل کیوں ہے؟
سب سے بڑا چیلنج لیزر جذب نہیں ہے۔
اس کے بجائے، سلکان نائٹرائڈ کئی ناموافق خصوصیات کو یکجا کرتا ہے:
کم تھرمل چالکتا
انتہائی کم تھرمل توسیع
اعلی بقایا تھرمل تناؤ
شگاف کی زیادہ حساسیت
تنگ عمل ونڈو
نتیجے کے طور پر، UV یا picosecond lasers کے ساتھ بھی، مینوفیکچررز کو عام طور پر ضرورت ہوتی ہے:
مزید کٹنگ پاسز
کم توانائی فی پاس
مضبوط کولنگ
پروسیسنگ کا طویل وقت
یہ عوامل بڑے پیمانے پر پیداوار میں ایلومینا کے مقابلے میں Si₃N₄ کو پروسیس کرنا زیادہ مشکل بنا دیتے ہیں۔
تجویز کردہ لیزر حل
| درخواست | تجویز کردہ حل |
| لاگت-موثر کنٹور کٹنگ | 150 W QCW فائبر لیزر + ایلومینا۔ |
| درستگی مائیکرو-مشیننگ | 355 nm UV نینو سیکنڈ لیزر |
| باریک Si₃N₄ سبسٹریٹس | 20–30 ڈبلیو یووی لیزر + ملٹی-پاس کٹنگ + نائٹروجن اسسٹ |
| اعلی ترین وشوسنییتا Si₃N₄ اجزاء | 355 nm Picosecond لیزر + ایڈوانسڈ کولنگ |
نتیجہ
جبکہ سلکان نائٹرائڈ ایلومینا کے مقابلے لیزر توانائی کو زیادہ موثر طریقے سے جذب کرتا ہے، اس کی خراب گرمی کی کھپت اور انتہائی زیادہ تھرمل تناؤ کی حساسیت اسے لیزر پروسیسنگ کے لیے سب سے مشکل سیرامکس میں سے ایک بناتی ہے۔
اعلی-صنعتی پیداوار کے لیے، 355 nm UV لیزرز درست Si₃N₄ مشینی کے لیے ترجیحی حل بنے ہوئے ہیں، جب کہ QCW فائبر لیزرز اعلی- کارکردگی والے ایلومینا پروسیسنگ کے لیے بہتر موزوں ہیں۔
جدید سیرامکس کے لیے لیزر حل کی ضرورت ہے؟
YCLASERAl₂O₃، Si₃N₄، AlN، ZrO₂، SiC، DBC اور DPC سیرامک سبسٹریٹس کی درست لیزر کٹنگ میں مہارت رکھتا ہے۔ ہم پروٹوٹائپنگ اور بڑے پیمانے پر پیداوار دونوں کے لیے مفت نمونے کی جانچ، عمل کی اصلاح، اور حسب ضرورت لیزر حل فراہم کرتے ہیں۔اپنی درخواست پر بات کرنے کے لیے ہم سے رابطہ کریں۔
