在激光的微加工领域,超短脉冲激光器技术所表现的优越性已经得到印证,深受到人们的喜爱。超短脉冲激光器运用冷烧蚀特性,对所要加工的材料几乎没有任何限制,这是传统技术所未能实现的。
工业生产中,为了实现高效生产,需要达到约200m/s和更高的扫描速度。采用相控阵偏转器可以满足速度要求,能够获得超过500m/s的速度,但是目前这些系统仍处于研发阶段,尚且不适合工业应用。
切割金属箔如果利用传统的激光器(诸如激光切割机等),就必须采用气体喷嘴来吹出熔化物,需要专门的轮廓匹配的切割工具。工具方面有成本,用于熔化金属的气体流动还能够引起金属箔变形,相对较高的能量输入也会使金属箔弯曲,并且会在切割边缘形成脊状突起。这是在生产实践过程中很要命的缺陷。
如果利用短脉冲激光器切割金属箔,激光束多次经过切割路径,逐渐作用于被切割的材料上。只需要将金属箔吸附在穿孔的板上就足以固定金属箔了。利用短脉冲激光切割的唯一限制就是工作区域较小、定位精度较低,这依赖于聚焦位置和扫描装置的校准。
总之,超短脉冲激光器具有小而窄的聚焦点,可用于切割小于20μm的宽度。利用激光器切割芯片可以获得高得多的封装密度,使得它与传统技术相比,有可能在每个晶圆上获得大约两倍数量的芯片,能够获得最高的加工精度。
未来,超短脉冲潜在的应用领域非常广泛,从生物组织到材料堆栈和复合材料的加工,尤其是加工CFRP(碳纤维增强塑料)这种不容易处理的材料。
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