کامن لیزر مائکرو مچینیشن ٹیکنالوجی اور اس کی ترقی

1.تعارف

چونکہ پہلا لیزر {{0} in میں سامنے آیا ہے ، لیزر کی تحقیق اور مختلف شعبوں میں اس کے اطلاق میں تیزی سے ترقی ہوئی ہے۔ اس کا اعلی ہم آہنگی بڑے پیمانے پر اعلی صحت سے متعلق پیمائش ، مادی ڈھانچے کے تجزیہ ، انفارمیشن اسٹوریج ، اور مواصلات کے شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا رہا ہے۔ مینوفیکچرنگ انڈسٹری میں لیزر کی اعلی ہدایت اور چمک بڑے پیمانے پر استعمال کی جاسکتی ہے۔ لیزر ڈیوائسز ، نئے متحرک تابکاری کے ذرائع ، اور اسی طرح کے عمل ، خصوصا ماضی 20 سالوں میں ، مسلسل جدت اور اصلاح کے ساتھ ، لیزر مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجی نے بہت سے ہائی ٹیک شعبوں اور صنعتوں میں گھس لیا ہے اور کچھ کو تبدیل یا تبدیل کرنا شروع کیا ہے۔ روایتی پروسیسنگ صنعتوں.

{{0} In میں ، امریکی سائنسدانوں نے مائیکرو الیکٹرو میکینیکل سسٹم (ایم ای ایم ایس) کے ترقیاتی منصوبے کو پیش کیا ، جو مائکرو مشینری پر انسانی تحقیق کے ایک نئے دور کی نشاندہی کرتا ہے۔ فی الحال ، مائکرو میکچیننگ میں استعمال ہونے والی مینوفیکچرنگ ٹکنالوجیوں میں بنیادی طور پر سیمیکمڈکٹر پروسیسنگ ٹکنالوجی ، مائکرو لیٹوگرافی الیکٹروفارمنگ (لیگا) ٹکنالوجی ، الٹرا پریسجن مشیننگ ٹکنالوجی ، اور خصوصی مائکرو میکچیننگ ٹکنالوجی شامل ہیں۔ ان میں سے ، خصوصی مائکرو میکچیننگ کا طریقہ کار پروسیسنگ انرجی کے براہ راست اثر سے ہوتا ہے ، تاکہ انووں یا ایٹموں کو ایک ایک کرکے ختم کرنا ہو۔ خصوصی مشینی بجلی کی توانائی ، حرارت توانائی ، ہلکی توانائی ، صوتی توانائی ، کیمیائی توانائی ، وغیرہ کی شکل میں کی جاتی ہے عام طور پر استعمال ہونے والے طریقے ای ڈی ایم ، الٹراسونک مشینی ، الیکٹران بیم مشینی ، آئن بیم مشینی ، الیکٹرو کیمیکل مشینی وغیرہ ہیں۔ حالیہ برسوں میں ، مائکرو میکچیننگ کا ایک نیا طریقہ تیار کیا گیا ہے: فوٹوفارمنگ ، بشمول اسٹیریوئلیگرافی ، فوٹو ماسک وغیرہ۔ لیزر مائکرو میکچیننگ کی اطلاق اور ترقی میں بڑی صلاحیت ہے۔

2.لیزر مائکرو میکچینینگ ٹیکنالوجی کی مرکزی درخواست

پورٹ ایبل اور منیٹورائزیشن کی طرف الیکٹرانک مصنوعات کی ترقی کے ساتھ ، یونٹ حجم معلومات (اعلی کثافت) اور یونٹ ٹائم پروسیسنگ اسپیڈ (تیز رفتار) کی بہتری نے مائکرو الیکٹرانک پیکیجنگ ٹکنالوجی کی نئی ضروریات کو آگے بڑھایا ہے۔ مثال کے طور پر ، جدید موبائل فونز اور ڈیجیٹل کیمرے ہر مربع سنٹی میٹر میں تقریبا{ 1200 انٹرکنیکٹس سے لیس ہیں۔ چپ پیکیجنگ کی سطح کو بہتر بنانے کی کلید یہ ہے کہ مختلف تہوں کی لکیروں کے مابین مائکرو ویوس کے وجود کو برقرار رکھنا ، جو نہ صرف سطح پر لگے ہوئے آلات اور نیچے سگنل پینل کے درمیان تیز رفتار رابطہ فراہم کرتا ہے بلکہ پیکیجنگ کے علاقے کو موثر انداز میں بھی کم کردیتا ہے .

دوسری طرف ، حالیہ برسوں میں موبائل فون ، ڈیجیٹل کیمرے اور لیپ ٹاپ جیسے لائٹ ، پتلی ، مختصر اور چھوٹے جیسے پورٹیبل الیکٹرانک مصنوعات کی ترقی کے ساتھ ، طباعت شدہ سرکٹ بورڈز (پی سی بی) آہستہ آہستہ اس کے ساتھ پرتوں اور کثیر مقاصد کی خصوصیات کو ظاہر کرتے ہیں مرکزی جسم کے طور پر اعلی کثافت باہمی ربط ٹیکنالوجی۔ مؤثر طریقے سے تہوں اور بیرونی آلات کی درستگی کے مابین بجلی کے رابطے کو یقینی بنانے کے ل via ، ملٹی لائر پی سی بی کا ایک اہم حصہ بن گیا ہے۔ اس وقت ، پی سی بی مینوفیکچرنگ کی لاگت کا 40٪ - 40 usually عام طور پر ڈرلنگ کی لاگت ہوتی ہے۔ تیز رفتار ، اعلی کثافت پی سی بی کے ڈیزائن میں ، ڈیزائنرز ہمیشہ امید کرتے ہیں کہ جتنا چھوٹا ہو اتنا ہی بہتر ، تاکہ بورڈ میں نہ صرف تار کی زیادہ جگہ ہو۔ اور جس طرح سے چھوٹے ، تیز رفتار سرکٹ کے ل for زیادہ مناسب ہے۔ روایتی مکینیکل ڈرلنگ کا کم سے کم سائز صرف 100 μ m ہے ، جو ظاہر ہے کہ ضروریات کو پورا نہیں کرسکتا ہے۔ اس کے بجائے ، ایک نیا لیزر مائکرو تھرو ہول پروسیسنگ طریقہ اپنایا گیا ہے۔ فی الحال ، ایک چھوٹا سا سوراخ حاصل کرنا ممکن ہے جس کا قطر 40 {3}} - 40 μ m یا ایک چھوٹا سا سوراخ ہے جس کا قطر CO {11}} μ m ہے جس کا قطر CO 2 ہے ہے صنعت میں.

لیزر مائکرو مشیننگ ٹکنالوجی کا استعمال سامان ، مینوفیکچرنگ ، ہوا بازی صحت سے متعلق مینوفیکچرنگ اور مختلف مائکرو پروسیسنگ صنعتوں میں ، جیسے سیاہی جیٹ حصے کی پروسیسنگ جیسے کاٹنے ، ڈرل کرنے ، نقش کرنے ، تیار کرنے والی ، گرمی کی نالیوں ، ویلڈ اور اسی طرح کے لئے کیا جاسکتا ہے۔ انک جیٹ پرنٹر جس کا سائز r {3}} مائکرون سے زیادہ ہے۔ لیزر سطح کی ٹریٹمنٹ ٹکنالوجی جیسے مائکرو پریسنگ ، پالشنگ وغیرہ کا استعمال کرتے ہوئے ، مائکرو آپٹیکل عناصر کی ایک قسم پر عملدرآمد کرنے کے ل or ، یا لیزر بھرنے والے غیر محفوظ گلاس کے ذریعے ، ڈھانچے کو تبدیل کرنے کے لئے شیشے-سیرامک ​​شکل کو تبدیل کرنا ، پھر ، بیرونی میکانکی قوت کو ایڈجسٹ کرکے ، اور پھر نرمی کے مرحلے میں ، مائکرو آپٹیکل عناصر پر پلازما معاون مائیکرو تشکیل کے ذریعہ کارروائی کی جاتی ہے۔

کامن لیزر مائکرو مچیننگ ٹکنالوجی

لیزر مائکرو میکچینینگ ٹیکنالوجی کے بہت سے فوائد ہیں ، جیسے غیر رابطہ ، انتخابی مشینی ، چھوٹی گرمی سے متاثرہ علاقہ ، اعلی صحت سے متعلق اور تکرار کی شرح ، حصے کے سائز اور شکل کی اعلی مشینی لچک۔ دراصل ، لیزر مائکرو میکچینینگ ٹکنالوجی کی سب سے بڑی خصوصیت جی جی کوٹ ہے direct براہ راست تحریری جی جی کوٹ، ، جو عمل کو آسان بناتا ہے اور مائکرو میکچینز کی تیز رفتار پروٹو ٹائپنگ کا احساس کرتا ہے۔ اس کے علاوہ ، اس طریقہ کار میں ماحولیاتی آلودگی کی کوئی دشواری نہیں ہے جیسے سنکنرن ، لہذا اسے جی جی کوٹ کہا جاسکتا ہے؛ گرین مینوفیکچرنگ جی جی کوٹ.. مائکرو میکچیننگ میں دو قسم کی لیزر مائکرو مچین ٹکنالوجی استعمال ہوتی ہیں۔

{} 0}}) مادے سے ہٹانے والی مائکرو مشیننگ ٹکنالوجی ، جیسے لیزر براہ راست تحریری مائکرو میکچیننگ ، لیزر لیگا ، وغیرہ۔

2) میٹریل اسٹیکنگ مائکرو میکچینینگ ٹکنالوجی ، جیسے لیزر مائیکرو سٹیریوولوگرافی ، لیزر اسسٹڈ ڈیپوٹیشن ، لیزر سلیکٹیٹ سینیٹرنگ ، وغیرہ۔

دیگر لیزر مائکرو مشیننگ ٹکنالوجی

پلس لیزر ایچنگ لیزر ٹکنالوجی کا ایک نیا ریسرچ فیلڈ ہے۔ یہ مختصر طول موج فریکوئنسی دگنی لیزر یا پیکوسیکنڈ ، فیمٹوسیکنڈ لیزر کو اعلی صحت سے متعلق CNC مشین ٹول کے ساتھ مل کر مختلف مادوں کی تیاری اور کارروائی کرنے کا استعمال کرتا ہے۔ ان مواد کی سطح پر تشکیل پانے والے مائکرو اسٹرکچر کا معیار اس وقت بہت زیادہ ہوتا ہے جب مواد کو ایک مختصر نبض سے باندھ دیا جاتا ہے اور پھر اسے ہٹا دیا جاتا ہے۔ {{2} In میں ، جرمنی میں ہیڈلبرگ آلات نے کم سے کم 5 ملی میٹر کے ساتھ ایک فوکس سپاٹ حاصل کرنے کے لئے ٹرپل فریکوئنسی (طول موج {{3}} {.} 4} m nm) کا استعمال کیا۔ minimum {6}} ملی میٹر کی کم سے کم مشینی خصوصیات کا حجم ، اور 1 ملی میٹر کی درستگی۔ اعداد و شمار {{5} W ڈبلیو سی / کمپنی پر رکھی گئی پلس لیزر کی جہتی شکل دکھاتا ہے۔ لیزر فوکل اسپاٹ کا قطر 5 ملی میٹر ہے ، اور فیڈ میں X اور Y سمت {{5 ہے layer} ملی میٹر. {{1 3}}. 3 ملی میٹر ہر پرت کے لئے ہٹا دیا جاتا ہے ، اور سطح کی اوسط کھردنی 0 ہوتی ہے۔ 16 ملی میٹر۔ لیزر مائکرو کاٹنے اصول میں لیزر اینچنگ کی طرح ہی ہے۔ یہ روشنی کی روشنی کو خاص طور پر مرکوز کرنے اور توانائی کے ان پٹ کو درست طریقے سے کنٹرول کرنے کے ل frequency روشنی کے منبع کے طور پر فریکوئینسی ڈبل یا فیمٹوسیکنڈ لیزر کا بھی استعمال کرتا ہے۔ تھرمل اثر چھوٹا ہے اور مائکرو ہٹانے کاٹنے کو انجام دیا جاتا ہے۔

3.مائکرو مچیننگ ٹکنالوجی میں الٹورشورٹ پلس لیزر کی تازہ ترین ترقی

CO 2 لیزر اور YAG لیزر مستقل اور لمبی لمبی لیزر ہیں۔ وہ بنیادی طور پر اعلی توانائی کی کثافت کی تشکیل پر توجہ مرکوز کرتے ہیں ، جو مواد کو ختم کرنے کے لئے مقامی علاقے میں اعلی درجہ حرارت پیدا کرسکتے ہیں۔ وہ بنیادی طور پر تھرمل پروسیسنگ کے میدان میں ہیں ، محدود پروسیسنگ کی درستگی کے ساتھ۔ ایکسائیمر لیزر ماد interactی فوٹو کیمسٹری کے ساتھ تعامل کے ل short اپنی مختصر طول موج (UV) پر انحصار کرتا ہے ، اور اس کا خصوصیت پیمانہ مائکرو میٹر کی ترتیب تک پہنچ سکتا ہے۔ تاہم ، ایکسائیمر لیزر کی ضرورت والی گیس سنکنرن اور قابو پانا مشکل ہے۔ مزید برآں ، اعلی طاقت والے یووی لیزر پروسیسنگ سسٹم کے آپٹیکل عناصر کو نقصان پہنچانا آسان ہے ، لہذا اس کی اطلاق محدود ہے۔ لیزر فیلڈ کے مزید مطالعے کے ساتھ ، لیزر پلس کے ٹائم ڈومین چوڑائی کو زیادہ سے زیادہ سکیڑا جاتا ہے ، نانو سیکنڈ (10-9s) سے پکوسیکنڈ (10-12 سیکنڈ) سے فیمٹوسیکنڈ (10-l 5) s)

femtosecond پلس لیزر میں دو خصوصیات ہیں: (1) پلس کی مدت مختصر ہے۔ فیمٹوسیکنڈ نبض کی مدت چند فیمٹوسیکنڈوں کی طرح مختصر ہوسکتی ہے ، اور روشنی صرف 0 پھیلا دیتی ہے۔ {{{} 4}}} μ M 1 FS میں ، جو زیادہ تر خلیوں کے قطر سے بھی کم ہوتی ہے۔ (2) چوٹی کی طاقت بہت زیادہ ہے۔ فیمٹوسیکنڈ لیزر پلس انرجی کو چند سے سیکڑوں فیمٹوسیکنڈوں میں مرکوز کرتا ہے ، لہذا اس کی چوٹی کی طاقت بہت زیادہ ہے۔ مثال کے طور پر ، اگر L μ J کی توانائی کچھ فیمٹو سیکنڈوں میں مرکوز ہوتی ہے اور 1 0 μ m کی جگہ میں بدل جاتی ہے تو ، اس کی آپٹیکل پاور کثافت 1 0 1 8w / تک پہنچ سکتی ہے سینٹی میٹر 2} ، اور اس کی برقی فیلڈ کی شدت کو 2 × {1 0 1 2 v / m میں تبدیل کیا جاسکتا ہے ، جو 4 بار ہے ہائیڈروجن ایٹم میں کولمب فیلڈ طاقت (5 × × 1 0 {{0 {} {{} 0 the} v / M) میں سے ، الیکٹران کو براہ راست ایٹم سے الگ کرنا ممکن ہے۔

لیزر اور شفاف ماد ofوں کے تعامل کے طریقہ کار سے ، نبض کی چوڑائی لیزر سے لے کر دسیوں پیکوزیکنڈز تک ہوتی ہے ، اور نقصان کا طریقہ کار ہمسھلن ionization عمل ہے ، جو ابتدائی الیکٹران کثافت پر منحصر ہوتا ہے ، جبکہ مادوں میں ابتدائی الیکٹران کثافت کی وجہ سے بہت زیادہ تبدیلیاں ہوتی ہیں۔ نجاست کی ناہموار تقسیم۔ لہذا ، نقصان کی دہلیز بہت تبدیل ہوجاتا ہے۔ لمبی نبض لیزر کے نقصان دہلیز کی تعریف la energy 1} as damage کے نقصان کے امکان کے ساتھ لیزر توانائی کے بہاؤ کثافت کی حیثیت سے کی گئی ہے ، یعنی لمبی پلس لیزر کی نقصان دہلیز ایک اعداد و شمار کی قدر ہے۔ الٹورشورٹ پلس لیزر کی فیلڈ طاقت بہت زیادہ ہے۔ پابند الیکٹران ایک ہی وقت میں ن فوٹوون جذب کر سکتا ہے اور پابند سطح سے آزاد سطح تک براہ راست منتقلی کرسکتا ہے۔ اگرچہ الٹشورٹ پلس لیزر کی وجہ سے ہونے والا نقصان بھی ہمسھلن کا آئنائزیشن عمل ہے ، اس کے الیکٹران ملٹی فوٹون آئنائزیشن عمل کے ذریعہ تیار ہوتے ہیں اور اب اس مواد میں ابتدائی الیکٹران کثافت پر انحصار نہیں کرتے ہیں۔ لہذا ، نقصان کی حد ایک درست قدر ہے۔ نبض لیزر کی نقصان دہلیج نبض کی چوڑائی میں کمی کے ساتھ کم ہوتی ہے۔ پکوسیکنڈ کی سطح پر ، کمی کی شرح سست ہوجاتی ہے ، اور فیمٹوسیکنڈ کی سطح پر ، یہ تقریبا almost کوئی بدلاؤ نہیں ہے۔

مزید برآں ، کیونکہ الٹورشورٹ پلس لیزر کی نقصان دہلیز بہت درست ہے لہذا لیزر توانائی کو نقصان دہلیش سے بالکل برابر یا تھوڑا سا اونچائی پر قابو کیا جاتا ہے ، تب نقصان کی حد سے زیادہ حص abہ ہی مساوات پیدا کرتا ہے ، اور نیچے سبکیمون پروسیسنگ بازی کی حد انجام دی جا سکتی ہے۔ فیمٹوسیکنڈ لیزر انتہائی زیادہ روشنی کی شدت پیدا کرسکتا ہے ، درست اور کم نقصان دہلیز رکھ سکتا ہے ، گرمی سے بہت کم متاثرہ علاقہ ہے ، اور تقریبا almost تمام قسم کے مواد پر عین مطابق عمل کرسکتا ہے۔ مزید برآں ، پروسیسنگ کی صحت سے متعلق بہت زیادہ ہے اور وہ submicron کے سائز پر خاص طور پر کارروائی کرسکتا ہے۔

لیزر مائکرو میکچیننگ میں اعلی پیداوار کی استعداد ، کم قیمت ، مستحکم اور قابل اعتماد پروسیسنگ کا معیار ، اچھا معاشی ، اور معاشرتی فوائد کے فوائد ہیں۔ فیمٹوسیکنڈ لیزر اپنے نیز پلس کی مدت ، اعلی چوٹی کی طاقت کے انوکھے فوائد کے ساتھ روایتی لیزر پروسیسنگ کے طریقہ کار کو توڑ رہا ہے اور الٹرا فائن مواد ، غیر حرارتی نقصان ، اور damage {2}} D خلائی پروسیسنگ اور پروسیسنگ کے ایک نئے شعبے کی تشکیل کر رہا ہے۔ . فیمٹوسیکنڈ لیزر پروسیسنگ ٹکنالوجی کے استعمال میں مائیکرو الیکٹرانکس ، فوٹوونک کرسٹل ڈیوائسز ، آپٹیکل فائبر مواصلات کے آلات اعلی انفارمیشن ٹرانسمیشن اسپیڈ ({{3} bit tbit / s) ، مائکرو مچائننگ ، نئی سہ جہتی آپٹیکل میموری ، مائکرو میڈیکل ڈیوائس مینوفیکچرنگ اور سیل بائیو انجینیئرنگ شامل ہیں۔ ٹیکنالوجی اور اسی طرح کی. یہ پیش گوئی کی جاسکتی ہے کہ لیزر مائکرو میکچینینگ ٹیکنالوجی اپنے ناقابل تلافی فوائد کے ساتھ 2 {{3} صدی میں ایک ہائی ٹیک بن جائے گی۔

کونکلوsion

صنعتی کاری کے دور میں ، دنیا کے تمام ممالک بڑے پیمانے پر مشینیں تیار کرنے پر فخر محسوس کرتے ہیں۔ انفارمیشن ٹکنالوجی کے دور میں ، تمام جدید صنعتی ممالک مائکرو مواد کی تحقیق اور تیزی سے چھوٹی مشینوں کی تیاری کے لئے پرعزم ہیں۔ نانو ٹیکنالوجی کے دور میں ، قومی دفاع ، ایرو اسپیس ، دوائی اور بایو انجینیئرنگ کی ترقی کو اپنانے کے ل micro ، مائکرو پروسیسنگ آج مینوفیکچرنگ انڈسٹری میں سب سے زیادہ سرگرم تحقیقی سمت ہے ایک یہ ہے کہ مائکرو میکانیکل ٹیکنالوجی کی ترقی کی سطح میں سے ایک بن گیا ہے کسی ملک کی جامع طاقت کی پیمائش کرنے کے معیارات۔ لیزر مائکرو مچیننگ ٹکنالوجی مائکرو میکچینینگ ٹکنالوجی میں زیادہ سے زیادہ انفرادی فوائد کو ظاہر کرتی ہے اور اس کی ترقی کے وسیع امکانات ہیں۔ مستقبل میں ہائی ٹیک فیلڈ میں کسی مقام پر قبضہ کرنے کے ل China چین کو لازمی طور پر آزادانہ دانشورانہ املاک کے حقوق کے ساتھ لیزر مائکرو میکچینینگ ٹکنالوجی تیار کرنا ہوگی۔