การตัดซิลิกอนในระดับไมครอนด้วยเลเซอร์แบบใต้ชั้นน้ำ

Laser micromachining of silicon under a water layer

Name: วิสัน ชารี

Organization : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน วิทยาเขตสกลนคร. คณะอุตสาหกรรมและเทคโนโลยี

Email : wisan.ch@rmuti.ac.th

Name: วิบุญ ตั้งวโรดมนุกูล

Organization : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. คณะวิศวกรรมศาสตร์

Email : viboon.tan@kmutt.ac.th

Name: อภิวัฒน์ ด่านแก้ว

Organization : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน วิทยาเขตสกลนคร. คณะอุตสาหกรรมและเทคโนโลยี

Email : apiwat.dn@rmuti.ac.th

Name: วีรพงค์ จุลศรี

Organization : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน วิทยาเขตสกลนคร. คณะอุตสาหกรรมและเทคโนโลยี

Email : Weerapong_ju@hotmail.com

keyword: เลเซอร์แบบใต้ชั้นน้ำ

ThaSH: ซิลิกอน

; การตัดระดับจุลภาค

ThaSH: การตัดวัสดุ

ThaSH: เลเซอร์ -- การใช้ในอุตสาหกรรม

Abstract: ซิลิกอนชนิดผลึกเดี่ยวมักถูกนำมาผลิตเป็นชิ้นส่วนทางด้านอิเล็กทรอนิกส์และจักรกลไฟฟ้าจุลภาค การตัดซิลิกอนด้วยเลเซอร์ เป็นวิธีการหนึ่งที่ได้รับความนิยมเนื่องจากทำงานได้เร็ว มีความเที่ยงตรงสูง และมีค่าใช้จ่ายค่อนข้างต่ำ อย่างไรก็ตามการตัดด้วยเลเซอร์ทำให้เกิดความร้อนส่วนเกินสะสมในชิ้นงานรอบๆ รอยตัด ส่งผลให้สมบัติของวัสดุงานเกิดการเปลี่ยนแปลงไป เพื่อลดการสะสมทางความร้อนของชิ้นงานในระหว่างการตัดด้วยเลเซอร์ งานวิจัยนี้จึงได้นำเสนอวิธีการตัดวัสดุด้วยเลเซอร์แบบใต้ชั้นน้ำ โดยอาศัยการฉีดน้ำลงบนผิวชิ้นงานในขณะทำการตัดด้วยเลเซอร์ เลเซอร์ที่ใช้ในงานวิจัยนี้เป็นชนิดไฟเบอร์เลเซอร์ที่ให้ความยาวคลื่นแสง 1064 นาโนเมตร เพื่อให้ทราบผลกระทบของความเร็วในการเดินตัดและกำลังเลเซอร์ต่อขนาดของรอยตัดที่ได้ในกระบวนการตัดแผ่นซิลิกอนด้วยเลเซอร์แบบใต้ชั้นน้ำ งานวิจัยนี้ทำการทดลองตามแบบแฟกทอเรียลโดยพิจารณาทั้งสองปัจจัย ปัจจัยละ 3 ระดับ จากผลการทดลองที่ได้พบว่าเมื่อลดความเร็วในการเดินตัดหรือเพิ่มกาลังเลเซอร์ส่งผลให้ความกว้างและความลึกของร่องตัดบนซิลิกอนเพิ่มขึ้น เมื่อพิจารณาคุณภาพของร่องตัดพบว่าเมื่อใช้ความเร็วในการเดินตัดสูงและกำลังเลเซอร์ต่ำสามารถให้คุณภาพร่องตัดที่ดี ผลที่ได้จากการวิจัยนี้สามารถนำไปใช้เพื่อการปรับปรุงกระบวนการตัดซิลิกอนผลึกเดี่ยวในอุตสาหกรรมการผลิตต่างๆ ที่เกี่ยวข้องต่อไปได้

Abstract: Single crystalline silicon are normally employed for producing electronic components and micro-electromechanical systems. Laser machining of silicon is a famous method due to its fast processing, high accuracy and low cost. However, laser machining process normally causes excessive heat accumulated in workpiece during laser ablation. This research thus proposed the laser machining process performed under a water layer, which was induced by the impingement of waterjet on the workpiece surface during the laser ablation. Fiber laser emitting the wavelength of 1064 nm was used in this study. To understand the effects of laser traverse speed and laser power on cut features obtained in the underwater laser micromachining of silicon, a set of factorial-designed experiments was carried out by considering the two factors at three levels each. The experimental results showed that the decreased traverse speed or increased laser power can cause a wide and deep cut in silicon wafer. In addition, a better cut quality can be obtained when a higher traverse speed was used together with lower laser power. The findings of this research could be used to improve the single-crystalline silicon cutting process in the relevant manufacturing industries.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ. สำนักหอสมุดกลาง

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: library@kmutnb.ac.th

Created: 2563

Modified: 2565-01-14

Issued: 2565-01-14

บทความ/Article

application/pdf

BibliograpyCitation : ใน มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี คณะวิศวกรรมศาสตร์. การประชุมวิชาการข่ายงานวิศวกรรมอุตสาหการ ครั้งที่ 38 (IE Network 2020) (pp.209-213). กรุงเทพฯ : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

tha

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	IE Network 2020pp.209-213.pdf	443.36 KB

ใช้เวลา

0.024505 วินาที