紫外激光器在大面積結(jié)構(gòu)和三維微加工應(yīng)用中均表現(xiàn)不俗。借助適合的光束和掃描系統(tǒng)技術(shù)，激光器可以在目標(biāo)工件上加工出邊沿清晰、紋理均勻一致的效果；同時(shí)，客戶能夠精確控制單個(gè)脈沖所能清除的材料的量，確保材料加工的高分辨率及高光潔度。在重復(fù)頻率為400 Hz（高脈沖能量準(zhǔn)分子激光器）時(shí)，典型清除速度為0.05-1.5 μm/脈沖。如果是重復(fù)單一圖案，激光光刻本身也可以包含一排圖案陣列。如果能進(jìn)一步配合激光光刻和工件的移動(dòng)，還可以創(chuàng)建更為大型和復(fù)雜的圖案。

1.   用紫外線光纖激光器光刻系統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)行圓形圖案微銑削

用圓形激光光刻，在目標(biāo)工件上的成像為激光光刻的一半，然后將工作臺(tái)設(shè)置為圓形移動(dòng)，這樣就可以形成所需的圓形圖案。

2.   用紫外線激光器加工微流通道

繁復(fù)的激光光刻成像技術(shù)的問(wèn)世，使更為復(fù)雜的形貌加工成為可能。使用高分辨率激光光刻，可以在較大面積范圍內(nèi)同時(shí)生成具有多重特點(diǎn)的復(fù)雜圖案。下圖所示為用紫外線激光器加工微流通道，其特點(diǎn)是對(duì)深度的控制極為精確。

 

3.   帶有凸起陣型的微銑削

下圖為一個(gè)帶有凸凹特點(diǎn)的復(fù)雜圖案，這種微加工對(duì)于容差有相當(dāng)高的要求。由于多數(shù)材料都會(huì)強(qiáng)烈吸收紫外線，再加上設(shè)計(jì)精密的成像系統(tǒng)及高精度移動(dòng)控制，可確保得到平穩(wěn)的、均勻的、雕刻性的圖案，重復(fù)性達(dá)到亞微米級(jí)。

 

4.   復(fù)雜的3D圖案

下圖是另一個(gè)利用IPG成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的具有復(fù)雜幾何特性的示例。IPG成像系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)在極小的面積范圍內(nèi)清除大量材料，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)容差及深度的精確控制。

 

  

微鉆孔

微鉆孔應(yīng)用包括通孔和盲孔，而且不同的應(yīng)用需求可能需要的垂直側(cè)壁或是錐形側(cè)壁?？讖娇梢孕≈? μm，排列精確度達(dá)到亞微米級(jí)。鉆孔速率最大達(dá)1,000孔/秒。

 

從熱影響到激光耦合，每種材料總是會(huì)面臨這樣或那樣的挑戰(zhàn)。IPG系列激光器及光束傳輸技術(shù)，使客戶能夠根據(jù)不同應(yīng)用的需求進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的速度化及自動(dòng)化。

 

在激光鉆孔應(yīng)用中，人們對(duì)于形狀多樣化和小孔徑鉆孔（<100 &mu;m）的需求正在逐步增加，這種新的需求熱點(diǎn)要求錐形角度可控，直至0&deg;，同時(shí)還要能夠覆蓋多種材料類型，以及多種材料厚度，甚至達(dá)到數(shù)毫米。另外，人們對(duì)質(zhì)量和產(chǎn)能的要求也在進(jìn)一步提高，尺寸和定位容差更小。這就需要我們改進(jìn)生產(chǎn)工藝，使用更高級(jí)的過(guò)程控制系統(tǒng)及激光源，以滿足不斷提升的的行業(yè)要求。

 

1.   陶瓷鉆孔

IPG陶瓷鉆孔系統(tǒng)可根據(jù)應(yīng)用需求，配置多種激光器及光束傳輸系統(tǒng)。氧化鋁、氮化鋁以及類似陶瓷材料的微鉆孔應(yīng)用（孔徑<100 &mu;m）常見(jiàn)于電子元件的封裝和內(nèi)插板生產(chǎn)。

 

孔徑最小可至不足10 &mu;m，鉆孔速度最大可達(dá)1,000孔/秒。下圖所示為380 &micro;m氧化鋁，鉆孔數(shù)量20,000個(gè)。

 

2.   金屬鉆孔

金屬鉆孔的材料類型包括不銹鋼、黃銅、鉬及合金等，孔的類型包括盲孔或通孔。孔的形狀包括圓形和不規(guī)則形狀。出口處的孔徑可小至5 &mu;m。下圖所示為在厚度為100 &mu;m的鉬材上進(jìn)行孔徑為100 &mu;m的鉆孔。

 

3.   聚合物鉆孔

聚合物鉆孔的材料類型包括聚酰亞胺，聚苯乙烯，聚氨酯及其他熱敏感聚合物膜材等，孔的類型包括鉆通孔或盲孔?？讖娇尚≈? &mu;m。通常使用多孔、大視場(chǎng)紫外線加工，以獲得高通量。下圖所示為PMMA鉆孔，入口孔徑50 &mu;m，出口孔徑5 &mu;m。

 

4.   聚酰亞胺鉆孔

孔徑可小至2 &mu;m。下圖所示為帶有方形沉頭孔的噴墨打印機(jī)噴嘴。

 

5.   熱塑性塑料鉆孔

熱塑性塑料鉆孔表示在熱塑性塑料上鉆通孔或盲孔?？讖娇尚≈? &mu;m。通常使用多孔、大視場(chǎng)紫外線加工，以獲得高通量。下圖表示的是在1 mm ABS上進(jìn)行孔徑為30 &micro;m的鉆孔。

 

6.   SiN針測(cè)卡鉆孔

激光鉆孔應(yīng)用對(duì)于形狀多樣化和小孔徑鉆孔（<100 &mu;m）的需求正在逐步上漲，這種新的需求熱點(diǎn)要求錐形角度可控，直至0&deg;，同時(shí)還要能夠覆蓋多種材料類型，以及多種材料厚度，甚至達(dá)到數(shù)毫米。IPG微加工激光系統(tǒng)采用適合的光束傳輸技術(shù)，可在厚度最大為380 &micro;m的SiN材料進(jìn)行高速微鉆孔，厚度為380 &micro;m時(shí)，時(shí)間不足2秒；當(dāng)厚度降至<250 &micro;m時(shí)，時(shí)間不足1秒，也可以鉆錐度可控，甚至是0&deg;的方孔。

 

下圖所示為光束緊密聚焦的高速鉆孔示例：65x65 &micro;m方孔，側(cè)壁10 &micro;m，SiN厚度為200 &micro;m。

 

7.   玻璃鉆孔

具有高重復(fù)頻率和短波長(zhǎng)的激光器是玻璃微鉆孔的理想選擇。這些激光器與IPG精密微細(xì)加工工作站相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的鉆孔圓度、尖角切割、最小錐度，無(wú)破裂、碎屑最小化。下圖所示為在玻璃上進(jìn)行孔徑為1 &micro;m的鉆孔。

 

關(guān)于IPG

IPG光子公司是全球高功率光纖激光器和放大器的領(lǐng)導(dǎo)者，光纖激光器維修率低，質(zhì)量和穩(wěn)定性可靠。公司始創(chuàng)于1990年，它倡導(dǎo)將基于有源光纖的激光器推廣應(yīng)用于材料加工、通訊、醫(yī)療、科研等多種先進(jìn)領(lǐng)域，并使其商業(yè)化。光纖激光器的應(yīng)用為激光領(lǐng)域帶來(lái)了革命性的變革，它憑借卓越的性能、可靠性、綜合使用成本低等優(yōu)勢(shì)，在為用戶提高生產(chǎn)率的同時(shí)降低了成本。IPG總部設(shè)在美國(guó)東部馬薩諸塞州牛津市，并在全球多個(gè)國(guó)家建有生產(chǎn)、銷售及服務(wù)基地。阿帕奇（北京）光纖激光技術(shù)有限公司是IPG光子公司在中國(guó)的全資子公司，主要負(fù)責(zé)IPG光纖激光產(chǎn)品在中國(guó)地區(qū)的市場(chǎng)開(kāi)拓、應(yīng)用研發(fā)、系統(tǒng)集成、產(chǎn)品銷售、售后服務(wù)和技術(shù)支持。