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创新动态聚焦打标技术:三维动态聚焦系统——雷射打标、振镜扫描式雷射标记技术、动态聚焦扫描4
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超锋科技股份有限公司 238 新北市新北市树林区东丰街49巷45号
实验样品资讯 材质:萤光晶片 实验设备:紫外飞秒秒雷射切割机 实验目的 将材料上进行蚀刻,蚀刻深度为20um,蚀刻图形为0.728*0.728mm的方形框 间距为0.049mm 将材料进行全切,切割图形为0.728*0.728mm的方形框 间距为0.049mm 效果外观(为蚀刻39um)本图为附加吹气降温后效果;并且初步手动裂片39um参数 切割参数 功率(%)   频率 (kHz) 实际功率(w) 切割次数 切割速度(mm/s) 焦点位置 (mm) 填充间距 (mm) 填充圈数 跳转延时(ms) 效率 60 250 7.2w 100 1000 -0 0 0 0.2 — 现存问题与后续措施 评估与效能优化:目前仅完成初步的效果与效率评估。后续计画增加辅助冷却气体以加速降温、减少热影响,并藉此减小跳转延时。 功率控制与残渣处理:切割功率过大会导致材料表面融化并产生黑边。针对此问题,预计在机台设备添加高压吹气,以减少残渣堵塞切割道,避免影响光路传输。 光斑调整与制程改善:目前最大功率仅能开至 80%,且仍会出现轻微黑边。后续需要减小光斑大小(缩小焦斑),以达到制程的实际需求。 效果外观(为蚀刻20um) 39um参数 切割参数 功率(%)   频率 (kHz) 实际功率(w) 切割次数 切割速度(mm/s) 焦点位置 (mm) 填充间距 (mm) 填充圈数 跳转延时(ms) 效率 40 250 4.8w 80 800 -0 0 0 0.2 — 现存问题与后续措施 评估与效能优化:目前仅完成初步的效果与效率评估。后续计画增加辅助冷却气体以加速降温、减少热影响,并藉此减小跳转延时。 功率控制与光路优化:加工功率不可过大,否则会导致光斑与切割道随之变大。后续预计在机台设备添加高压吹气,以减少残渣堵塞切割道,避免影响光路传输。 光斑调整与制程改善:目前最大功率仅能开至 80%,且仍会出现轻微黑边。后续需要减小光斑大小,以符合制程的实际需求。 效果外观(为蚀刻45um) 39um参数 切割参数 功率(%)   频率 (kHz) 实际功率(w) 切割次数 切割速度(mm/s) 焦点位置 (mm) 填充间距 (mm) 填充圈数 跳转延时(ms) 效率 70 250 8.4w 120 1000 -0 0 0 0.2 — 现存问题与后续措施 评估与效能优化:目前仅完成初步的效果与效率评估。后续计画增加辅助冷却气体以加速降温、减少热影响,并藉此减小跳转延时。 功率控制与光路优化:在调整制程时,不可盲目增加切割次数(这只会降低加工效率),应以适当提升功率为主。同时,预计在机台设备添加高压吹气,以减少残渣堵塞切割道,避免影响光路传输。 光斑调整与制程改善:目前加工后会产生轻微黑边,且蚀刻边缘会出现发白现象。后续需要减小光斑大小,以改善边缘外观并达到品质需求。 效果外观(为全切)39um参数 切割参数 功率(%)   频率 (kHz) 实际功率(w) 切割次数 切割速度(mm/s) 焦点位置 (mm) 填充间距 (mm) 填充圈数 跳转延时(ms) 效率 80 250 9.6w 250 1000 -0 0 0 0.2 现存问题与后续措施 评估与效能优化:目前仅完成初步的效果与效率评估。后续计画增加辅助冷却气体以加速降温、减少热影响,并藉此减小跳转延时。 功率控制与光路优化:目前全切效果不理想,在尚未切断前材料即出现发黑、发白现象,且产品已有破碎与裂痕的迹象。针对此问题,机台设备预计添加高压吹气,以减少残渣堵塞切割道,避免影响光路传输。 光斑调整与制程改善:现阶段的加工效率过久、耗时过长。后续需要透过减小光斑大小,来提高能量密度与加工速度,以达到实际的产能需求。 结论一、 紫外雷射全切之加工瓶颈分析由於产品材料本身对紫外雷射(UV Laser)的吸收率低,导致全切加工难以在合理的效率内完成。在尝试全切的过程中,主要面临以下两大物理特性冲突: 材料脆性与热应力限制:本产品属於脆性材质,不可使用过高功率,否则会直接导致融边或材料崩裂。然而,在尚未切断前,产品就极易从中间产生裂缝。 复合材料能量吸收异常:在进行全切时,材料表面会出现大面积发黑与发白的现象。此情况是由於复合材料减少了对雷射能量的吸收,制程上被迫只能加大瞬态功率,进而引发严重的热影响。 二、 微细蚀刻道之光学硬体改善对策针对目前蚀刻道要求较小的限制,现有设备的加工能力已达瓶颈,必须评估进行机台配件的硬体整改。后续规划导入「小焦距场镜(小镜头)搭配扩束镜」的架构,藉此有效减小光斑大小(缩小焦斑)。必要时,将进一步加装「光闸圈(Aperture)」以修饰光束质量,从根本上解决高功率带来的崩边问题并满足微细线宽的需求。 https://www.steo.com.tw/cn/hot_535878.html 光通讯晶圆紫外飞秒切割 2026-06-30 2027-06-30
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雷射打标生产工艺是广泛应用的新技术,它是利用适当能量密度、汇聚在工件表面的雷射光束对目标表面扫描,使材料发生物理或化学变化,在表面上形成痕迹,从而形成标记的过程。它具有应用范围广、打标速度快、性能稳定、品质高、运行成本低、环境污染小、易於用电脑控制等优点,已经成为雷射重要的应用领域之一。

振镜扫描式雷射标记技术就是通过控制两片高速振镜的偏转角, 改变雷射的传播方向, 经过F-Theata透镜在工件表面的聚焦, 在工件表面作标记。与传统的标记技术相比, 它具有适用面广(对不同材料、形状的加工表面均适合) , 工件无机械变形、无污染、标记速度快、重复性好及自动化程度高等特点, 在工业、国防、科研等许多领域具有广泛的用途。

雷射打标机范围扩大,最好解决方法就是动态调焦系统,它是迄今为止要求光斑小、打标面积大的最佳解决方案,它将高速度、灵活性和高达1500x1500mm的打标范围有机结合起来。

雷射光束经过聚焦镜后,再经过X和Y振镜扫描后聚焦在需要打标的工件表面上。如果在座标原点是焦平面,则原点的聚焦光斑最小。当振镜将雷射光束扫描远离原点后,则打在工件表面的雷射光束不在焦平面上(该焦平面是球面,但工件表面却是平面),该处的聚焦光斑就会变大,这样在整个工件打标平面上的光斑直径就不一样,打标的线条宽度也就不一样。如果在聚焦镜的前面加一个动态聚焦镜,当振镜将雷射光束扫描远离原点后,通过改变动态聚焦镜的位置使这时的焦点仍然在工件的表面,则该处的光斑直径也和原点的光斑直径一样大。通过移动动态聚焦镜,使在所有的打标范围内的光斑直径一样大并且光斑直径又小,这样就实现了小光斑、大范围、高速度的雷射打标机。

动态聚焦扫描头是专为实现小光斑、大工作范围和高灵活性的雷射扫描所设计的,在扫描过程中,装置里的发散镜片相对於聚焦镜片由马达驱动实现在光轴上动态精准定位。这个过程改变系统总的焦距,并与扫描偏转镜片同步工作,因此可以将二维扫描扩展成三维扫描系统。该装置可以取代二维扫描应用中价钱昂贵的平场物镜,也可以实现三维光束偏转扫描系统。适用於CO2、YAG及光纤雷射器。已成熟的应用在多个行业中,最为显著的特色是速度,也就提高了加工企业的效率。

在各种打标方式中,振镜式打标因其应用范围广,可进行向量打标,也可以标记点阵字元,且标记范围可调,标记速度也较快,因而成为目前的主流打标方式,并被认为代表了未来雷射打标的发展方向。

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