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紫外雷射加工应用案例:各式材料雷射切割、雷射雕刻、雷射标记、雷射钻孔、雷射移除等4
https://www.steo.com.tw/cn/ 超锋科技股份有限公司
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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随著雷射技术的不断发展,不同功率、波长以及频率的雷射不断被推向市场。根据光源与物质的作用特点,将选用特定的雷射器,如红外线雷射主要用於钢铁、铜和铝等金属零件的焊接、切割等加工;绿光雷射可用於太阳能电池划片、掺杂、 3C电子和半导体铜箔切割、焊接以及晶圆退火等加工;紫外线雷射可用於塑胶、纸盒包装、医疗器材、消费性电子产品等的切割、打标。紫外线脉冲雷射具有短波长、短脉冲、光束品质优、高峰值功率等优点,与绿光、红外线相比,具有较小的热效应等优势。近年紫外线雷射加工广泛幅射至医疗、日用、航太、半导体、电子等领域。

超锋的紫外超快雷射在覆铜板(DBC)去除、PBC开窗、飞行打标、线材标记、PCB/FPC切割、木材切割、石墨打孔和玻璃加工等应用领域均有成熟的工艺表现。

紫外线雷射的四大加工制程应用案例

2.1 雷射去除(减材)

2.1.1 雷射覆铜板去除

覆铜板由於其具有良好的导热性能和导电性,是重要的电子封装材料,传统的覆铜层去除主要透过覆膜显影、蚀刻完成,流程复杂繁琐。为优化覆铜板铜层去除步骤,使用紫外超快雷射进行覆铜去除,去除效果良好,铜层去除比较干净,与陶瓷相比底色差别不大,正反面雕刻,陶瓷未产生裂痕。

  

2.1.2 雷射PCB板开窗开槽
 
PCB上导线覆有油漆层,可防止短路对装置造成伤害。所谓开窗就是去掉导线上的油漆层,让导线裸露以便上锡处理。选用超快紫外雷射可以实现PCB板表面油漆层的去除,透过调整雷射参数还可以控制不同铜层的去除,实现精确开窗加工。下图为PCB板雷射开槽前后对比。
 

 
2.2 雷射标记雕刻

  
2.2.1 雷射线材绝缘层标记
 
缆线产业为了使产品能够清楚分辨品牌、种类、规格等,常常会在线缆上进行标识,传统的标识方式是采用油墨喷码机进行喷码,这种方式不仅成本高而且污染大,并且油墨在线缆表面的附著性较差,经过机械运输、环境老化、人为擦碰后容易被磨损破坏,难以满足产业的实际需求。雷射标记可以有效解决油墨喷码机的难题,且雷射塑胶标记的线条均匀、清晰,可读性更高。选用超快紫外雷射在线缆上进行雷射标记,搭配大幅面场镜,可在线上缆上实现字元的清晰标记,加工125mm幅面的字元仅需0.2s,可跟随管线工作,与工业自动化配合进行飞行打标,满足产线高节拍要求。
 

 
除了常规线材的标记,使用紫外线雷射在电线和电缆上直接印刷也在航空和航太工业中得到了OEM和最终用户的广泛测试和接受,该领域的线材标记一直被国外公司垄断,为了推进航空航天领域线材标记,采用紫外超快雷射在电线绝缘层上进行字元标记,标记所用线缆为航空航太领域专用线材(电线规格BMS),在2000mm/s的运动速度下单次加工即可在电线上实现字元的清晰标记,字元标记深浅均一、线条均匀,边缘无烧蚀发黑现象。
 


航太线缆加工效果(左)相机拍摄;(右)显微镜观察

 

2.2.2 玻璃雷射雕刻标记
 
璃制品广泛用於建筑、日用、医疗、化学、家居等领域,在玻璃上雕刻、印刷、镭射图案、花纹已经是一种很常见的技术。选用超快紫外雷射可在玻璃表面或内层进行图形、文字、LOGO等个性加工,效果可呈现白色或黑色,标示精细、清晰美观。相较於普统超快雷射标记,紫外雷射加工效率较高,在玻璃打标领域,紫外雷射加工性价比更高。
 

玻璃标记效果内部标记(左);表面标记(右)
 
2.2.3 医疗器材雷射雕刻打标
 
雷射是符合医疗产业FDA和MDR标准的打标技术,可实现在所有医疗设备和器械上打标唯一设备识别码(UDI)。医疗器材上的雷射打标可以获得耐灭菌消毒的永久标识,采用紫外超快雷射可以在医疗器材上获得永久和高对比度的标识,加工图案例大小的幅面仅用15s左右,加工效率高。可於矽胶上进行雷射雕刻标记,不锈钢上进行全黑雷射雕刻。
 
 
2.2.4 其他非金属雷射标记
 
在日常生活中,为了让产品能够清楚分辨品牌、种类、日期等,常常会在包装上进行防伪标识,采用超快紫外雷射加工可以轻松实现塑胶包装袋、试剂盒、胶带、瓶盖等的标记。下列常见的泛用塑胶接科进行雷射雕刻切割: PE、PP、PS、PVC、ABS、PMMA等 2、工程塑胶: 【泛用类工程塑胶】PA、POM、PBT、PC等 【高性能工程塑胶】PPS、PEEK、PAR等 3、弹性体: TPU、TPS等 4、合胶: PC
 
医疗产品外壳雷射雕刻/瓶盖雷射雕刻/胶带薄膜雷射标记
 

2.3 紫外雷射切割
       

2.3.1 PCB雷射切割
 
PCB板结构复杂、精细,雷射加工技术可实现此类材料的精密雷射切割,选用超快紫外雷射对1.2mm厚度的PCB板进行加工,切割断面光滑。雷射切割软板与硬板效果同样卓越
 

PCB板雷射切割效果(左)相机拍摄;(右)显微镜观察断面图
 
2.3.2 紫外雷射木材切割
 
紫外线雷射作为一种冷光源在切割加工上具有其独特的优势,超锋超快紫外雷射雷射器在薄木片上进行特定图形切割可以实现材料的雷射精密加工,雷射切割后的木材边缘无发黑烧焦现象,切割面光滑无毛刺,美观较好,在木制工艺品加工方面具有极高的性价比
 

木材雷射切割效果图
 

2.4 雷射钻孔-雷射石墨片钻孔 雷射碳纤维切割
      

石墨片是一种全新的导热散热材料,屏蔽热源与组件的同时可改善消费性电子产品的性能。紫外雷射可在石墨片上进行阵列钻孔加工,透过螺旋线的方式进行加工,加工1,600个孔仅在10秒以内。
  

石墨片阵列雷射钻孔加工效果(左)相机拍摄;(右)显微镜观察
   

  

上述几个案例分别列举了超快紫外雷射在移除、标记、切割、钻孔等领域的全应用,为材料雷射微加工提供了应用解决方案。

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