ترجمه اثر سرعت اسکن لیزر بر ویژگی‌های هندسی حفره‌های ماشین‌کاری شده با لیزر Nd:YAG در زیر لایه سیلیکون نازک

توضیحات

 عنوان فارسی:  اثر سرعت اسکن لیزر بر ویژگی‌های هندسی حفره‌های ماشین‌کاری شده با لیزر Nd:YAG در زیر لایه سیلیکون نازک

عنوان انگلیسی مقاله ترجمه شده:

Effect of laser scanning speed on geometrical features of Nd:YAG laser machined holes in thin silicon nitride substrate

چکیده

برای مطالعه فرآیند ماشین‌کاری حفره با یک سیستم ماشین‌کاری لیزری دو بعدی YAG (‏برش) ‏از زیر لایه‌هایی نیترید سیلیکون با ضخامت 5/0 میلی متر (‏Si3N4) ‏با افزودنی‌های MgO – Y₂O₃ استفاده شد. اثرات سرعت اسکن لیزر بر ویژگی‌های حفره‌های ماشین‌کاری شده مانند قطر حفره، گردش حفره، زاویه مخروطی، منطقه متأثر از گرما (‏HAZ)‏، لایه برش، و ترک‌های ریز مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که قطر در سمت جلو برای همه حفره‌هایی که با سرعت اسکن نقطه‌ای مختلف ماشین‌کاری شده‌اند، بزرگ‌تر از سمت عقب است. زاویه مخروطی حفره‌های ماشین‌کاری شده کاهش می‌یابد، در حالی که گردش حفره با افزایش سرعت اسکن نقطه افزایش می‌یابد. علاوه بر این، منطقه متأثر از حرارت (‏HAZ)‏ به وضوح در اطراف قسمت پشتی حفره‌های مته کاری شده مشاهده شد که مساحت آن با افزایش سرعت اسکن نقطه لیزر کاهش می‌یابد. نتیجه نشان می‌دهد کهبزرگ ترین HAZ  وقتی است که سرعت اسکن لیزر 20 mm/min باشد. با این وجود، هنگامی که سرعت اسکن لیزر 60 mm/min بود، حفره ماشین‌کاری شده به طور کامل از میان ضخامت زیر لایه عبور نکرد. برای به دست آوردن حفره‌هایی با کیفیت نسبتا خوب، سرعت اسکن لیزر باید بین 30 mm/min و 50 mm/min کنترل شود. ​

۱. مقدمه

سرامیک نیترید سیلیکون (‏Si3N4) ‏به دلیل خواص مکانیکی خوب (‏استحکام و چقرمگی)‏ و هدایت حرارتی درونی بالا، به عنوان یک ماده بالقوه برای لایه‌های الکترونیکی قدرت در نظر گرفته شده‌است [‏ ۱ ]‏. اما ماشین‌کاری سرامیک نیترید سیلیکون به خاطر سختی بالا بسیار سخت و زمان بر است. ماشین‌کاری لیزری، یک تکنیک بدون تماس و بدون سایش، به دلیل مزایای منحصر به فرد آن مانند عدم سایش ابزار، عدم نیروی برش مکانیکی و ارتعاش، نرخ بالای ماشین کاری و انعطاف‌پذیری، به طور گسترده در صنعت میکروالکترونیک مورد استفاده قرار گرفته‌است. ماشین‌کاری لیزری به عنوان یک روش بالقوه ماشین‌کاری برای طیف وسیعی از مواد سخت و شکننده در نظر گرفته شده‌است که شامل سرامیک‌هایی مانند آلومینا، کاربید سیلیکون و نیترید سیلیکون است [‏ ۴، ۵ ]‏. ​

برای ماشین‌کاری لیزری، حفره‌هایی با کیفیت بالا با ویژگی‌های مطلوب برای کاربرد بسیار مهم هستند. ویژگی‌های یک حفره با کیفیت بالا را می‌توان به صورت زیر توصیف کرد: زاویه مخروطی، مدور بودن، با سرعت زیاد حرکت کردن، تشکیل پراکنده، منطقه متأثر از گرما (‏HAZ)‏ و غیره. با این حال، به دلیل فرآیند پیچیده ماشین‌کاری لیزری، ایجاد یک حفره با پروفایل کامل و پراکندگی بسیار محدود، دشوار است. گزارش شده‌است که فرآیند ماشین‌کاری لیزری با پارامترهای پردازش برای مثال نرخ تکرار پالس، انرژی پالس، فاصله خطوط اسکن و غیره تعیین می‌شود [‏ ۸ ]‏. ​ ترجمه مقالات

با توجه به سینماتیک جبهه در منطقه قطعه‌کاری که در آن ماده برداشته می‌شود، روش ماشین‌کاری لیزری را می توان به سه نوع طبقه‌بندی کرد: ماشین کاری یک، دو و سه‌بعدی. در میان آن‌ها، ماشین کاری لیزری یک بعدی فرآیندی است که در آن پرتو لیزر نسبت به قطعه کار ثابت می‌شود. در ماشین‌کاری لیزری دو بعدی (‏برش)‏، پرتو لیزر با توجه به قطعه کار در حرکت نسبی است. برای ماشین‌کاری سه‌بعدی، از دو یا چند تیر لیزری استفاده می‌شود و هر پرتو سطحی را با حرکت نسبی به قطعه کار شکل می‌دهد.

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.