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隨著科技的不斷進步和應用需求的不斷增長,飛秒激光打沉頭孔技術將繼續(xù)發(fā)展。未來發(fā)展方向包括:進一步提高加工精度和效率;研究和開發(fā)新型的飛秒激光器和控制技術;拓展飛秒激光在更多領域的應用;加強與其他先進技術的結合,如機器人技術、自動化技術等,實現(xiàn)更高效、智能的加工生產(chǎn)。飛秒激光微孔成型設備在鉬片上打沉頭孔的應用具有很大的優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿?。隨著技術的不斷進步和應用需求的不斷增長,相信這一技術將會在更多領域得到應用和發(fā)展。飛秒激光切割可針對柔性PI、PET扥材料切割、刻蝕。廣東工業(yè)飛秒激光精密制造
所謂飛秒激光鉆孔,即使用頻率非常高的激光對材料進行鉆孔,飛秒是時間單位,1飛秒等于一千萬億分之一秒,相對于傳統(tǒng)激光加工設備,飛秒激光由于脈沖時間極短,被加工物體不會被加熱,特別適合加工30微米以下的高精度小孔。對于飛秒激光而言,脈沖作用時間已經(jīng)實際小于1ps,電子沒有足夠的時間將能量傳遞給晶格。從而在材料表面生成眾多等離子體,能量伴隨著材料的去除而消散,因此出現(xiàn)強烈的燒蝕效果。用飛秒激光進行加工,激光脈沖能量極快地注入很小的作用區(qū)域,瞬間高能量密度沉積使電子吸收和運動方式發(fā)生變化,從根本上改變了激光與物質相互作用機制。韓國技術飛秒激光超精細短脈沖飛秒激光切割機更強穩(wěn)定性,切割面熱效應極小,應用于高分子材料,熱敏陶瓷,截面平整光滑。
基于能量高度集中、熱影響區(qū)小、無飛濺無熔渣、不需特殊的氣體環(huán)境、無后續(xù)工藝、雙光子聚合加工精度可達0.7um等優(yōu)勢,飛秒激光在誘導金屬微結構加工應用方面和精細加工方面都取得了很大的進展。1.孔加工在1mm厚的不銹鋼薄片上,飛秒激光進行了具有深孔邊緣清晰、表面干凈等特點的納米級深孔加工;在金屬薄膜上,鈦寶石飛秒激光加工制備出了微納米級陣列孔,孔徑至小達2.5um,孔直徑在2.5~10um間可調,至小間距可達10um,很容易實現(xiàn)10-50um間距調整。2.金屬材料表面改性1999年德國漢諾威激光中心Noltes等人報道了結合鈦寶石飛秒激光三倍頻光(260nm)和SNOM(掃描進場光學顯微鏡)在金屬鎘層制出了線寬200nm的凹槽。為以后的無孔徑近場掃描光學顯微鏡(ANSOM)取代SNOM奠定了基礎,獲得了高達70nm的空間分辨率,開拓了遠場技術在納米范圍下的物理化學特性以及運輸機制的研究。
激光打孔工藝可分為長脈沖(ms級)和短脈沖(ns、ps、fs級)激光工藝,注意脈沖寬度是個時間單位,不是長度單位,其中ps皮秒激光和fs飛秒激光也被行業(yè)內叫做超快激光。兩種工藝相比各有優(yōu)缺點,同樣是氣化材料加工小孔,前者因為其單個脈沖照射時間更長,能提供更多能量快速去除材料,相當于大刀闊斧效率高;后者能量細小峰值功率高,可瞬間氣化微量材料,素有冷加工的美譽,相當于小刀精啄,幾乎沒有重熔層,表面質量更好,專業(yè)一點講就是超快激光由于脈沖持續(xù)時間遠小于材料中受激電子通過轉移、轉化等形式的能量釋放時間,只需考慮電子吸收入射光子的激發(fā)和儲能過程,加上高達TW(10^12W)級的峰值功率,能量在只有幾個納米厚度內迅速聚集,瞬間產(chǎn)生的超高電子溫度值遠超材料汽化溫度,材料直接從固態(tài)轉為氣態(tài),在表面形成高密度、超熱、高壓的等離子體狀態(tài),實現(xiàn)非熱熔性加工。秒激光用于加工時,其加工面會非常均勻平滑,毛刺較少甚至無毛刺,脈沖越短,越平滑均勻。
飛秒激光技術在3C產(chǎn)業(yè)中的應用。飛秒激光作為超短脈沖激光的典型,具有超短脈寬、超高峰值功率的特點,其加工對象廣,尤其適合加工藍寶石、玻璃、陶瓷等脆性材料和熱敏性材料,因此適合于電子產(chǎn)業(yè)微細加工行業(yè)應用。主要原因是從去年開始的指紋識別模組在手機上的應用帶動了飛秒激光設備的采購。指紋模組涉及到激光加工的環(huán)節(jié)有:①晶圓劃片、②芯片切割、③蓋板切割、④FPC軟板外形切割鉆孔、⑤激光打標等。其中主要是藍寶石/玻璃蓋板和IC芯片的加工。蘋果6從2015年開始正式使用指紋識別同時帶動了一批國產(chǎn)品牌的普及,目前指紋識別滲透率不足50%,因此用于加工指紋識別模組的激光機仍有較大發(fā)展空間。同時,激光機還可以應用于PCB鉆孔、晶圓劃片切割等,應用領域在不斷拓寬。尤其是隨著未來手機中藍寶石和陶瓷等高附加值脆性材料的應用,激光加工設備將成為3C自動化設備中重要的組成部分。我們認為在3C自動化加工設備領域,飛秒激光未來或將扮演重要而深刻的角色。飛秒激光作為超短脈沖激光的典型,具有超短脈寬、超高峰值功率的特點。高精度飛秒激光真空板
飛秒激光可以加工所有材料, 但更擅長的是石英玻璃寶石等材料它們可以利用我們獨特的切割、打磨和拋光技術。廣東工業(yè)飛秒激光精密制造
在氮化硅領域,飛秒激光技術已經(jīng)被廣泛應用于各種應用場景,包括微加工、光學元件制造、半導體加工等。例如,飛秒激光可以用于制作微型通孔、槽道、芯片切割等高精度加工任務。在光學領域,飛秒激光還可以用于制作具有復雜結構的光學器件,如光波導、光柵等。另外,在半導體工業(yè)中,飛秒激光也可以用于修復芯片表面缺陷、切割硅片等工藝。飛秒激光切割和打孔技術為氮化硅等高硬度材料的加工提供了一種高效、精密且無損傷的解決方案,有望在未來得到更廣泛的應用。廣東工業(yè)飛秒激光精密制造
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