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    激光工藝創新引領激光微加工的未來

    隨著5G時代來臨,線路板越發往高端發展,超短脈沖激光微加工越來越被人們重視,也被部分激光設備銷售人員神化。筆者有必要就此事理一理。

    一、超短脈沖激光微加工裝備的實質

    所謂的超短脈沖激光微加工設備,筆者認為應該含亞納秒激光、皮秒激光、亞皮秒激光、飛秒激光等類型的激光光源的激光微加工設備,其本質是把原有的納秒激光微加工設備的激光光源,更換為亞納秒激光、皮秒激光、亞皮秒激光、飛秒激光等類型的激光光源,并在外光路上提出進一步的匹配要求,根本沒有必要把這類激光微加工設備神化,無一例外,這些光源也是設備公司外購獲得,沒有增加設備的核心技術,充其量調整一下超短脈沖激光微加工工藝,也還是遵從傳統的工藝摸索思路。

    超短脈沖激光微加工,對于薄材料而言,激光工藝比較好摸索,對于比較厚的材料,例如100微米到500微米厚度,則必須采用脈沖串功能,否則,大概率激光加工熱效應接近于連續激光加工,沒有任何冷加工效果,甚至比傳統納秒激光加工效果還差。

    總之,超短脈沖激光微加工設備不是萬能的,還是要根據具體加工對象、加工要求、加工成本等條件進行評估。

    二、納秒激光器的工藝創新無止境

    并不否認這些超短脈沖激光在合適的工藝條件下有比較好的切割效果,但是完全可以采用納秒激光加工獲得超短脈沖激光加工效果,關鍵在于激光加工工藝的創新。筆者舉一些例子說明。

    01)覆蓋膜切割

    行業偏見:現在激光行業與線路板行業幾乎一致認為,納秒紫外激光切割覆蓋膜有碳化發黑,皮秒激光特別是皮秒紫外激光,切割覆蓋膜沒有碳化發黑。之所以形成這種印象,是因為皮秒紫外激光切割覆蓋膜,采用傳統的激光加工工藝思路可以簡單實現,但是采用傳統的激光加工工藝思路無法實現納秒紫外激光對于覆蓋膜的無碳化切割。

    工藝創新:如果不采用傳統的激光加工工藝思路,而是仔細分析激光切割覆蓋膜為什么產生碳化,就很容易摒棄傳統的激光加工工藝思路,如果采用非傳統的激光加工工藝思路,那么很容易做出覆蓋膜切割不碳化效果。目前已經有企業在本公司指導下做出了無碳化切割效果,請見圖1,完全無碳化效果。

    圖1 納秒紫外無碳化切割效果

    從這個例子看出,納秒紫外激光光源的激光加工工藝創新空間還是存在的,基于這種傳統紫外激光器開發未來高端應用,將會產生巨大的經濟效益。由于武漢銥科賽聚焦高端激光微加工應用,不涉足覆蓋膜切割市場,因此這種無碳化切割工藝將無償對武漢銥科賽客戶開放。


    圖2 納秒紫外激光切割5G材料多層線路板

    02)激光切割5G材料多層線路板

    5G時代已經到來,有些線路板激光切割應用,都指定了皮秒紫外激光進行激光切割。在這種背景下,武漢銥科賽科技開發了納秒紫外激光冷切割工藝,實現了采用傳統納秒紫外激光光源實現皮秒紫外激光光源的效果,實際上,在激光加工參數的靈活度上,在激光切割的潔凈度上,都做出了超越皮秒紫外切割的效果,請見圖2與圖3。


    圖3 皮秒紫外激光切割5G材料多層線路板

    三、克服行業偏見

    嘗試接納新的激光切割工藝

    激光加工工藝的創新永遠屬于那種深諳激光與物質作用的本質,但是不遵從傳統工藝思維的特殊人群,世俗的偏見讓很多創新胎死腹中。有想法同時有條件有機會把想法變為現實的創新者,是相對幸運的。

    總之,不要一味認為皮秒紫外激光切割效果超越納秒紫外激光切割,實際情況是,皮秒紫外激光切割如果工藝控制不好,也會產生極大的加熱效應;皮秒紫外激光切割如果工藝控制得當,也會產生極好的激光冷切割效果。請克服行業偏見,嘗試接納新的激光切割工藝。

    武漢銥科賽科技,位于武漢·中國光谷,公司注冊資金1621萬元,2018年高新技術企業,武漢市科技小巨人企業,武漢創業新四軍企業。專注于具有自主知識產權的自動化高精密激光應用裝備的研發、生產與銷售,替代進口設備或者填補行業空白的創新型設備。目前專注于激光微孔鉆孔。目前已經完成關鍵性的專利布局,授權中國發明專利24項,在申請中國發明專利(含未公開)若干項,已經打下了非常扎實的空間立體專利保護群。在激光加工工藝方面有一系列的創新。


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    武漢銥科賽科技有限公司是一家位于武漢?中國光谷的高端激光微加工裝備公司,專注于具有自主知識產權的自動化高精密激光應用裝備的研發、生產與銷售,主要產品包括電路板激光鉆孔機、電路板激光打標機、芯片級晶圓激光打標機、硅晶圓激光鉆孔機、LTCC紫外激光鉆孔機等,廣泛應用于電子電路、半導體行業
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