लेजर कटिंग सिलिकॉन नाइट्राइड (Si₃N₄) के लिए सहायक गैस की आवश्यकता है या नहीं, यह सामग्री के घनत्व और मोटाई पर निर्भर करता है।
1. अनुप्रयोग परिदृश्य
----छिद्रपूर्ण, कम घनत्व वाला Si₃N₄ (8मिमी): हवा और विशेष मापदंडों का उपयोग करके 1kW QCW लेजर (पीक 3kW) से काटा जा सकता है; गुणवत्ता स्वीकार्य है.
----घना, गर्म दबाया हुआ Si₃N₄ (8मिमी): यहां तक कि 10 किलोवाट पीक लेजर के साथ भी, नाइट्रोजन सहायता की सिफारिश की जाती है। वायु से बचना चाहिए।
2. प्रमुख सिद्धांत
8 मिमी मोटी Si₃N₄ के लिए, लेजर कटिंग में थर्मल एब्लेशन और गैसीकरण शामिल है। सहायक गैस तीन महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है:
----पिघले/वाष्पीकृत अवशेषों को हटाएं: उच्च तापमान पिघले हुए Si और SiO₂ का उत्पादन करते हैं; गैस के बिना, केर्फ़ बंद हो जाता है, जिससे अधूरा कट या छिल जाता है।
----ठंडा करें और दरारों को रोकें: मोटे बोर्ड उच्च तापीय तनाव जमा करते हैं; गैस गर्मी को दूर ले जाती है, फ्रैक्चर और किनारों को टूटने से बचाती है।
----ऑक्सीकरण से बचने के लिए ऑक्सीजन को बाहर निकालें: हवा या O₂ एक ऑक्साइड परत बनाती है, कट को काला करती है, खुरदरापन बढ़ाती है और ताकत कम करती है।
3. गैस चयन में सहायता करें
----उच्च शुद्धता नाइट्रोजन (एन₂, 99.99%): सबसे आम और लागत प्रभावी; ऑक्सीकरण को रोकता है, मलबे को उड़ा देता है, ठंडा करता है, और साफ़ कट छोड़ता है। दबाव: 0.6–0.8 एमपीए। क्लिप, पोजिशनिंग क्लैंप, जटिल भागों, सेमीकंडक्टर और एनईवी घटकों के लिए उपयुक्त।
----उच्च शुद्धता वाला आर्गन (Ar, 99.999%): निष्क्रिय, छोटा गर्मी प्रभावित क्षेत्र, लगभग शून्य छिलने के साथ बेहद चिकनी कटौती। ऑटोमोटिव-ग्रेड और उच्च परिशुद्धता सब्सट्रेट के लिए आदर्श लेकिन महंगा।
----वायु या O₂ निषिद्ध: काले कट, गड़गड़ाहट, गंभीर छिलन का कारण बनता है; सटीक सिरेमिक के लिए अस्वीकार्य।
4. व्यावहारिक पैरामीटर
----लेजर प्रकार: फाइबर लेजर / यूवी पिकोसेकंड
----सहायक गैस: उच्च शुद्धता एन₂, 0.7एमपीए
----शक्ति: फाइबर लेजर 500-1000W
----काटने की विधि: परतदार रिंग कटिंग, दरार को रोकने के लिए 3-4 पास
----फोकस: नकारात्मक फोकस (सामग्री की सतह के नीचे) एक समान केर्फ़ सुनिश्चित करता है
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