الٽرا فاسٽ ليزر مائڪرو نانو پيداوار-صنعتي ايپليڪيشنون

جيتوڻيڪ الٽرا فاسٽ ليزر ڪيترن ئي ڏهاڪن کان لڳل آهن، صنعتي ايپليڪيشنون گذريل ٻن ڏهاڪن ۾ تيزيءَ سان وڌيون آهن. 2019 ۾، مارڪيٽ جي قيمت ultrafastليزر موادپروسيسنگ تقريبن 460 ملين آمريڪي ڊالر هئي، 13٪ جي مرڪب سالياني واڌ جي شرح سان. ايپليڪيشن جا علائقا جتي الٽرا فاسٽ ليزر صنعتي مواد کي پروسيس ڪرڻ لاءِ ڪاميابيءَ سان استعمال ڪيا ويا آهن، سيمي ڪنڊڪٽر انڊسٽري ۾ فوٽو ماسڪ ٺاهڻ ۽ مرمت ڪرڻ سان گڏ سلڪون ڊائسنگ، شيشي جي ڪٽڻ/اسڪرائبنگ ۽ (انڊيم ٽين آڪسائيڊ) آئي ٽي او فلم هٽائڻ شامل آهن صارف اليڪٽرانڪس جهڙوڪ موبائل فون ۽ ٽيبليٽ ، گاڏين جي صنعت لاءِ پسٽن جي بناوت ، ڪورونري اسٽينٽ جي پيداوار ۽ طبي صنعت لاءِ مائڪرو فلائيڊڪ ڊيوائس تيار ڪرڻ.

01 سيمي ڪنڊڪٽر انڊسٽري ۾ فوٽو ماسڪ جي پيداوار ۽ مرمت

Ultrafast lasers مواد جي پروسيسنگ ۾ ابتدائي صنعتي ايپليڪيشنن مان هڪ ۾ استعمال ڪيا ويا. IBM 1990s ۾ photomask پيداوار ۾ femtosecond ليزر جي خاتمي جي درخواست جي رپورٽ ڪئي. nanosecond ليزر ablation سان مقابلي ۾، جنهن کي ڌاتو spatter ۽ شيشي کي نقصان پيدا ڪري سگهي ٿو، femtosecond ليزر ماسڪ ڏيکاريو ڪو ڌاتو spatter، نه شيشي کي نقصان، وغيره فائدا. اهو طريقو انٽيگريٽيڊ سرڪٽس (ICs) پيدا ڪرڻ لاءِ استعمال ٿيندو آهي. هڪ IC چپ پيدا ڪرڻ لاءِ 30 ماسڪ ۽ قيمت> $100,000 جي ضرورت ٿي سگھي ٿي. Femtosecond ليزر پروسيسنگ 150nm کان هيٺ لائينون ۽ پوائنٽس کي پروسيس ڪري سگھي ٿو.

تصوير 1. ڦوٽو ماسڪ ٺاهڻ ۽ مرمت

شڪل 2. انتهائي الٽرا وائلٽ ليٿوگرافي لاءِ مختلف ماسڪ جي نمونن جي اصلاح جا نتيجا

02 سيمي ڪنڊڪٽر انڊسٽري ۾ سلڪون ڪٽڻ

Silicon wafer dicing سيمي ڪنڊڪٽر انڊسٽري ۾ هڪ معياري پيداوار وارو عمل آهي ۽ عام طور تي ميڪيڪل ڊائسنگ استعمال ڪندي ڪيو ويندو آهي. اهي ڪٽڻ وارا ڦڙا اڪثر ڪري مائڪرو ڪرڪس ٺاهيندا آهن ۽ ٿلهي (مثال طور ٿلهي <150 μm) ويفرز کي ڪٽڻ ڏکيو هوندو آهي. سلڪون ويفرز جي ليزر ڪٽنگ ڪيترن ئي سالن کان سيمي ڪنڊڪٽر انڊسٽري ۾ استعمال ڪئي وئي آهي، خاص طور تي پتلي ويفرز (100-200μm) لاءِ، ۽ ڪيترن ئي مرحلن ۾ ڪئي ويندي آهي: ليزر گروونگ، بعد ۾ ميڪنيڪل علحدگي يا اسٽيلٿ ڪٽنگ (يعني اندران انفراريڊ ليزر بيم. سلڪون اسڪرائبنگ) بعد ۾ ميڪيڪل ٽيپ جي علحدگي. نانو سيڪنڊ پلس ليزر 15 ويفر في ڪلاڪ کي پروسيس ڪري سگھي ٿو، ۽ پڪوسڪنڊ ليزر 23 ويفر في ڪلاڪ کي پروسيس ڪري سگھي ٿو، اعلي معيار سان.

03 استعمال لائق اليڪٽرانڪس انڊسٽري ۾ شيشي جي ڪٽڻ/ اسڪرائبنگ

موبائيل فونز ۽ ليپ ٽاپن لاءِ ٽچ اسڪرين ۽ حفاظتي چشما پتلي ٿي رهيا آهن ۽ ڪجهه جاميٽري شڪلون مڙي ويون آهن. هي روايتي ميڪيڪل ڪٽڻ کي وڌيڪ ڏکيو بڻائي ٿو. عام ليزر عام طور تي خراب ڪٽ معيار پيدا ڪن ٿا، خاص طور تي جڏهن اهي شيشي جي ڊسپلي 3-4 پرت تي اسٽيڪ ٿيل آهن ۽ مٿين 700 μm ٿلهي حفاظتي گلاس کي مزاج آهي، جيڪو مقامي دٻاء سان ڀڃي سگهي ٿو. الٽرا فاسٽ ليزر ڏيکاريا ويا آهن ته اهي شيشي کي بهتر ڪنارن جي طاقت سان ڪٽي سگھن ٿا. وڏي فليٽ پينل ڪٽڻ لاءِ، femtosecond ليزر کي شيشي جي شيٽ جي پوئين مٿاڇري تي فوڪس ڪري سگهجي ٿو، شيشي جي اندر کي ڇڪڻ کان سواءِ سامهون واري مٿاڇري کي نقصان پهچائڻ جي. ان کان پوءِ شيشي کي ٽوڙي سگھجي ٿو ميڪيڪل يا تھرمل وسيلا استعمال ڪندي گول ٿيل نموني سان.

شڪل 3. Picosecond ultrafast ليزر گلاس خاص-شڪل ڪٽڻ

گاڏين جي صنعت ۾ 04 پسٽن جي بناوت

هلڪو وزن ڪار انجڻين ايلومينيم مصر مان ٺهيل آهن، جيڪي کاسٽ لوهه وانگر لباس جي مزاحمتي نه آهن. مطالعي مان معلوم ٿيو آهي ته ڪار پسٽن جي بناوت جي فيمٽو سيڪنڊ ليزر پروسيسنگ 25 سيڪڙو تائين رگڙ گهٽائي سگهي ٿي ڇاڪاڻ ته ملبي ۽ تيل کي مؤثر طريقي سان محفوظ ڪري سگهجي ٿو.

شڪل 4. انجڻ جي ڪارڪردگي کي بهتر ڪرڻ لاءِ آٽو موبائيل انجڻ جي پسٽن جي فيمٽو سيڪنڊ ليزر پروسيسنگ

05 طبي صنعت ۾ ڪورونري اسٽينٽ جي پيداوار

لکين ڪورونري اسٽينٽس جسم جي ڪورونري شريانن ۾ امپلانٽ ڪيا ويندا آهن ته جيئن رت جي وهڪري لاءِ هڪ چينل کوليو وڃي ٻي صورت ۾ ڪلٽ ٿيل ويسلن ۾، هر سال لکين زندگيون بچائيندا آهن. ڪورونري اسٽينٽس عام طور تي ڌاتو مان ٺاهيا ويندا آهن (مثال طور، اسٽينلیس سٹیل، نڪل-ٽائيٽينيم شڪل ياداشت جي مصر، يا تازو ڪوبالٽ-ڪروميم مصر) تار جي ميش سان لڳ ڀڳ 100 μm جي ويڪرائي ويڪرائي. ڊگھي پلس ليزر ڪٽڻ جي مقابلي ۾، بریکٹ کي ڪٽڻ لاءِ الٽرا فاسٽ ليزر استعمال ڪرڻ جا فائدا اعليٰ ڪٽ معيار، بهتر مٿاڇري ختم، ۽ گهٽ ملبہ آهن، جيڪي پوسٽ پروسيسنگ جي خرچ کي گھٽائي ٿو.

طبي صنعت لاءِ 06 مائڪرو فلائيڊڪ ڊيوائس جي پيداوار

Microfluidic ڊوائيسز عام طور تي طبي صنعت ۾ بيماري جي جاچ ۽ تشخيص لاء استعمال ڪيا ويا آهن. اهي عام طور تي انفرادي حصن جي مائڪرو انجيڪشن مولڊنگ ذريعي ٺاهيا ويندا آهن ۽ پوءِ گلونگ يا ويلڊنگ استعمال ڪندي بانڊنگ. microfluidic ڊوائيسز جي الٽرا فاسٽ ليزر ٺاھڻ جو فائدو آھي 3D مائيڪرو چينلز کي شفاف مواد جي اندر پيدا ڪرڻ جھڙوڪ ڪنيڪشن جي ضرورت کان سواءِ گلاس. هڪ طريقو آهي الٽرا فاسٽ ليزر فيبريڪيشن آهي بلڪ شيشي جي اندر جنهن ۾ ويٽ ڪيميڪل ايچنگ آهي، ۽ ٻيو طريقو آهي فيمٽو سيڪنڊ ليزر ايبليشن اندر گلاس يا پلاسٽڪ ۾ ڊسٽل واٽر ۾ ملبو هٽائڻ لاءِ. ٻيو طريقو اهو آهي ته مشين چينلز کي شيشي جي مٿاڇري ۾ داخل ڪيو وڃي ۽ انهن کي شيشي جي احاطي سان femtosecond ليزر ويلڊنگ ذريعي سيل ڪيو وڃي.

شڪل 6. Femtosecond ليزر-Induced Selective etching to make microfluidic channels in the glass materials

07 انجيڪٽر نوزل ​​جي مائڪرو ڊرلنگ

Femtosecond ليزر مائڪرو هول مشيننگ ڪيترن ئي ڪمپنين تي مائڪرو-اي ڊي ايم کي تبديل ڪيو آهي هاء پريشر انجيڪٽر مارڪيٽ ۾ فلو هول پروفائلز کي تبديل ڪرڻ ۾ وڌيڪ لچڪ ۽ ننڍو مشيني وقت جي ڪري. خود بخود فوڪس پوزيشن کي ڪنٽرول ڪرڻ جي صلاحيت ۽ بيم جي جھلڻ کي اڳئين اسڪين سر ذريعي ايپرچر پروفائلز (مثال طور، بيرل، فليئر، ڪنورجنسي، ويڙھڻ) جي ڊيزائن جو سبب بڻيو آھي جيڪو ائٽمائيزيشن يا دھڻ واري چيمبر ۾ دخول کي فروغ ڏئي سگھي ٿو. سوراخ ڪرڻ جو وقت ختم ٿيڻ جي مقدار تي منحصر آهي، 0.2 - 0.5 ملي ميٽر جي ٿلهي ۽ سوراخ جي قطر 0.12 - 0.25 ملي ميٽر سان، هن ٽيڪنڪ کي مائڪرو-EDM کان ڏهه ڀيرا تيز بڻائي ٿو. مائڪرو ڊرلنگ ٽن مرحلن ۾ ڪئي ويندي آهي، جنهن ۾ پائلٽ سوراخن جي رفنگ ۽ ختم ڪرڻ شامل آهن. آرگن هڪ معاون گيس طور استعمال ڪيو ويندو آهي بورهول کي آڪسائيڊشن کان بچائڻ ۽ ابتدائي مرحلن دوران آخري پلازما کي بچائڻ لاءِ.

شڪل 7. Femtosecond ليزر ڊيزل انجڻ جي انجيڪٽر لاءِ اونڌو ٽيپر سوراخ جي اعليٰ درستي واري پروسيسنگ

08 الٽرا فاسٽ ليزر ٽيڪسچرنگ

تازن سالن ۾، مشين جي درستگي کي بهتر ڪرڻ لاء، مواد جي نقصان کي گهٽائڻ، ۽ پروسيسنگ ڪارڪردگي کي وڌائڻ لاء، مائڪ مشيننگ جي شعبي ۾ تدريجي طور تي محققن جو ڌيان بڻجي ويو آهي. الٽرا فاسٽ ليزر وٽ مختلف پروسيسنگ فائدا آهن جهڙوڪ گهٽ نقصان ۽ اعليٰ سڌائي، جيڪا پروسيسنگ ٽيڪنالاجي جي ترقي کي فروغ ڏيڻ جو مرڪز بڻجي وئي آهي. ساڳئي وقت، ultrafast lasers مواد جي هڪ قسم تي عمل ڪري سگهي ٿو، ۽ ليزر پروسيسنگ مواد نقصان به هڪ اهم تحقيق جي هدايت آهي. Ultrafast ليزر مواد کي ختم ڪرڻ لاء استعمال ڪيو ويندو آهي. جڏهن ليزر جي توانائي جي کثافت مواد جي خاتمي جي حد کان وڌيڪ آهي، ختم ٿيل مواد جي مٿاڇري کي ڪجهه خاصيتن سان هڪ مائڪرو نانو ساخت ڏيکاريندو. تحقيق ڏيکاري ٿي ته هي خاص مٿاڇري جي جوڙجڪ هڪ عام رجحان آهي جيڪو ٿئي ٿو جڏهن ليزر پروسيسنگ مواد. مٿاڇري جي مائڪرو نانو جوڙجڪ جي تياري پاڻ کي مواد جي ملڪيت کي بهتر بڻائي سگهي ٿو ۽ نئين مواد جي ترقي کي پڻ فعال ڪري سگهي ٿو. هي الٽرا فاسٽ ليزر ذريعي مٿاڇري جي مائيڪرو نانو ڍانچي جي تياري کي هڪ ٽيڪنيڪل طريقو بڻائي ٿو جيڪو اهم ترقي جي اهميت رکي ٿو. في الحال، دھات جي مواد لاء، الٽرا فاسٽ ليزر جي مٿاڇري جي بناوت تي تحقيق، دھات جي مٿاڇري جي ويٽنگ جي خاصيتن کي بهتر بڻائي، مٿاڇري جي رگڻ ۽ لباس جي ملڪيت کي بهتر بڻائي، ڪوٽنگ جي آسن کي وڌائڻ، ۽ سيلز جي هدايتي ڦهلائڻ ۽ آسنجن.

شڪل 8. ليزر تيار ڪيل سلڪون مٿاڇري جي سپر هائيڊروفوبڪ ملڪيت

هڪ جديد پروسيسنگ ٽيڪنالاجي جي طور تي، الٽرا فاسٽ ليزر پروسيسنگ ۾ ننڍڙي گرمي متاثر ٿيل زون، مواد سان رابطي جي غير لڪير واري عمل، ۽ تفاوت جي حد کان وڌيڪ اعلي ريزوليوشن پروسيسنگ جون خاصيتون آهن. اهو مختلف مواد جي اعلي معيار ۽ اعلي سڌائي مائڪرو نانو پروسيسنگ محسوس ڪري سگهي ٿو. ۽ ٽي-dimensional مائڪرو نانو ساخت جي ٺهڻ. خاص مواد، پيچيده ڍانچي ۽ خاص ڊوائيسز جي ليزر جي پيداوار حاصل ڪرڻ مائڪرو نانو جي پيداوار لاء نوان رستا کولي ٿو. هن وقت، femtosecond ليزر وڏي پيماني تي ڪيترن ئي جديد سائنسي شعبن ۾ استعمال ڪيو ويو آهي: femtosecond ليزر مختلف آپٽيڪل ڊوائيسز تيار ڪرڻ لاءِ استعمال ٿي سگهن ٿا، جهڙوڪ مائڪرولينس آري، بايونڪ مرڪب اکيون، آپٽيڪل ويج گائيڊس ۽ ميٽا سرفيسس؛ ان جي اعليٰ سڌائي، اعليٰ ريزوليوشن ۽ ٽن جہتي پروسيسنگ صلاحيتن سان استعمال ڪندي، فيمٽو سيڪنڊ ليزر تيار ڪري سگھي ٿو يا مائڪرو فلائيڊڪ ۽ آپٽو فلوئڊڪ چپس کي ضم ڪري سگھي ٿو جيئن ته مائيڪرو هئٽر جا جزا ۽ ٽي-dimensional microfluidic چينل؛ ان کان علاوه، femtosecond ليزر پڻ مختلف قسم جي مٿاڇري جي مائيڪرو نانو اسٽريچر تيار ڪري سگھن ٿا ته جيئن اينٽي ريفلڪشن، اينٽي ريفلڪشن، سپر هائيڊروفوبڪ، اينٽي آئسنگ ۽ ٻيا ڪم حاصل ڪرڻ لاءِ. نه رڳو ايترو، femtosecond ليزر پڻ بايو ميڊيسن جي شعبي ۾ لاڳو ڪيو ويو آهي، شاندار ڪارڪردگي ڏيکاريندي شعبن جهڙوڪ بايولوجيڪل مائڪرو اسٽينٽس، سيل ڪلچر سبسٽراٽس ۽ بايولوجيڪل خوردبيني اميجنگ. وسيع ايپليڪيشن جا امڪان. في الحال، femtosecond ليزر پروسيسنگ جي درخواست جا شعبا سال سال وڌائي رهيا آهن. مٿي ذڪر ڪيل مائيڪرو آپٽڪس، مائڪرو فلائيڊڪس، ملٽي فنڪشنل مائڪرو نانو اسٽرڪچرز ۽ بايوميڊيڪل انجنيئرنگ ايپليڪيشنن کان علاوه، اهو پڻ ڪجهه اڀرندڙ شعبن ۾ وڏو ڪردار ادا ڪري ٿو، جهڙوڪ ميٽاسرفيس تيار ڪرڻ. ، مائيڪرو نانو جي پيداوار ۽ گھڻائي واري نظرياتي معلومات اسٽوريج، وغيره.