紫外纳秒激光器成为近年来激光加工市场的耀眼明星

发布时间:2022/08/03


紫外纳秒激光器成为近年来激光加工市场的耀眼明星
紫外纳秒激光器是指脉冲持续时间介于几十到几百纳秒、输出波长为紫外线的脉冲激光器,具有短波长、材料吸收率高、峰值功率高、热效应小、灵活性高等优点。工业用以355nm紫外纳秒激光器居多,广泛应用于超精细加工高端市场的材料切割、钻孔、打标、刻蚀。从食品、3C电子、半导体的精细打标、切割、雕刻的应用都可以见到紫外纳秒激光器的身影。


因此,紫外纳秒激光器成为近年来激光加工市场的耀眼明星,出货量高速增长。据媒体报道,2015年我国紫外激光器出货量2035台,2019年达到19000台,其中紫外纳秒激光器出货量17465台,占比92%。

耀眼的出货数据背后,和紫外纳秒激光器自身独特的优势密不可分。

——冷加工

紫外激光器是一种产生紫外光束的激光器,其波长短,单光子能量高,作用在材料表面时能将直接破坏材料表面的分子键,这个过程不产生“热损伤“和“热破坏”即可实现材料的去除剥离,且对被加工区域的里层和周边不产生加热或热变形,所加工出来的材料边沿光滑,碳化程度非常低,配合20ns左右的超窄脉宽,进而实现所谓的“冷加工”。


——光斑小

由于紫外光易聚焦,紫外激光器优异的光束质量(M2<1.2)的聚焦光斑最小可达10um。极小的光斑有三方面的加工优势:一是能够实现非常精准的加工位置;二是拥有较小的热影响区;三是线条更细,通过微米级的精细光点可以获得十分隐秘的微小标记,带来防伪和追溯功能。可以在非常细微的区域面积内进行标记,实现产品的识别与可追溯,还有利于防伪。


——吸收率高

大部分加工材料在紫外光波段的吸收率较高,因而常采用紫外激光器切割、划刻玻璃、陶瓷、硅片、蓝宝石等薄、硬、脆性材料,在冷加工的配合下,崩边小,边缘齐整,有着其他激光源所不具备的独特优势;以及对薄膜类、塑料、FPC等对热敏感材料进行浅层激光打码,标记的对比度高,能获得非常不错的加工效果。

——拓展性强

随着客户应用的不断拓展,制造领域对精密加工要求不断增多,对加工尺寸精度、加工位置精度、加工边缘等指标要求越来越高,同时高的吞吐量对紫外纳秒激光器的效率和质量要求颇高,此举倒逼紫外激光器的不断技术更新和快速发展,紫外纳秒激光器朝着更高功率、更高重复频率的方向发展。

如今,紫外激光器的功率从3W、5W到10W,20W以及30W以上,重复频率也越来越高,可达上百KHz。随着功率和重频的提升,切割领域应用也更加广泛,适用于覆盖膜、PCB板、薄片金属以及硅晶圆等材料。相较于传统切割工艺,激光切割更加灵活,在各种曲线、小角度、倒角的切割应用上效率更高,切割边缘品相好,无锯齿现象,产品的良率也能得以提升。

在材料加工应用上,紫外加工基本成为了精密冷加工的代名词。随着5G、新能源、显示面板等新兴产业的发展,更高精度芯片、更高分辨率屏幕以及各种柔性材料的需求旺盛,催生了更多的商机。预计在未来,紫外激光器市场需求也将得到充分释放,在更精密、对精度要求更高的应用场景成为不可或缺的一股重要力量。

关键词: 紫外纳秒激光器