飞秒激光切割:材料及应用

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飞秒激光切割:材料及应用

2024-02-26

飞秒激光切割材料及其应用

超快激光器包括皮秒和飞秒激光器。皮秒激光器是纳秒激光器的技术升级版,皮秒激光器采用锁模技术,而纳秒激光器采用调Q技术。飞秒技术采用了完全不同的技术路线。种子源发出的光经过脉冲展宽器展宽,经过CPA功率放大器放大,最后经过脉冲压缩器压缩以提取光。技术难度更大。

说到飞秒激光,大家首先想到的可能是医疗美容中的飞秒近视矫正、飞秒祛斑等常见用途。飞秒激光器也分为红外线、绿光、紫外线等不同波长。其中,红外光应用领域具有独特的优势:红外激光可以被材料或分子选择性吸收,在电子、光子或医疗等行业的激光切割中几乎没有热影响区。目前可应用于材料精密等多个领域 激光切割、外科、消费、电子通信、光谱学、航空航天、国防应用和基础科学。那么这次我们就来介绍一下Be-Cu红外飞秒激光器在工业上的几种典型应用。

激光切割超薄玻璃 (UTG)

目前,超薄玻璃材料已广泛应用于消费电子显示器和半导体行业。例如,我们常用的OLED屏幕中的基板玻璃是超薄玻璃(UTG)。

随着手机技术的不断创新,手机屏幕变得年轻化、多样化,折叠屏技术应运而生。不过,折叠屏手机对玻璃的要求非常高。玻璃越薄,透光性能越好,柔韧性越好,重量也越轻。但这类电子玻璃激光切割要求精度高、效率高、无微裂纹、无暗裂纹等。因此,电子玻璃超快激光切割已成为目前主要的激光切割方式,而作为我们对边缘崩边和微裂纹的要求提高,飞秒激光逐渐成为最佳选择。

飞秒激光切割具有超高能量密度,可以轻松超过玻璃损伤阈值;同时,超薄玻璃对热更加敏感,而飞秒脉冲是“冷激光切割”模式,可以使光斑边缘完整,光斑互不干扰,实现超低断裂效果:激光切割过程中,侧壁可以变得光滑,不易出现不规则的碎裂,不易出现因过热而产生的异常裂纹。对UTG弯曲半径没有影响,可以最大限度地延长弯曲寿命。

激光切割镀金铜箔

铜箔是电子行业常用的元件之一。电解质是负极电解质,沉积在电路板基板上的层中并充当电路板的电导体。铜箔是一种非常薄的铜制品。铜和纸一样,厚度也是微米级。通常为5um-135um,越薄越宽越难制作。简单来说,就是将铜箔压成非常薄的薄片。

铜箔广泛应用于各个方面,如电动汽车、消费电子、航空航天、通讯设备等领域。传统的激光切割方式主要是模切,但在效率、激光切割速度、损耗和切割精度等方面都存在不足。使用普通激光切割时,热效应较大。边缘的热作用使铜箔容易翘曲变形,边缘碳化,导致材料变性。

飞秒激光器因其独特的“冷激光切割”模式,在激光切割铜箔方面优势更加明显。飞秒激光脉冲宽度较窄,能够以很小的热效应加工材料,避免热量积累对材料造成损坏,并很好地保护镀金层不脱落;

直接切割过程中不会出现变色、不熔化、不污染材料等现象;飞秒激光器具有优异的光束质量输出。调焦后,可以保证被加工材料的边缘效果与切割路径的一致性。 ,端面两侧的平整度可实现真正的精密切割;它还支持多种突发和脉冲编辑功能,进一步提高激光切割效率和效果。

激光切割氧化锆陶瓷

在陶瓷方面,氧化锆(YSZ)陶瓷基体具有优异的耐高温性能,可用作感应加热管、耐火材料、加热元件等。并具有敏感的电性能参数、高韧性、高抗弯强度和高耐磨性、优良的隔热性能、热膨胀系数接近钢材等优点。主要应用于陶瓷刀、氧传感器、燃料电池热基板、固体氧化物燃料电池和高温加热元件等。

与金属相比,氧化锆陶瓷具有耐磨性更好、表面光滑、质感好、不氧化等优点。不少知名高端品牌也纷纷推出高端陶瓷手表,在智能穿戴领域占据一席之地;陶瓷插芯和套管也广泛应用于光纤领域 连接器;同时氧化锆陶瓷无信号屏蔽、防摔、耐磨、可折叠、外观温暖光滑、手感好等优点,广泛应用于手机等3C电子领域电话。然而,传统氧化锆陶瓷在激光切割过程中,不可避免地存在激光切割质量差、激光切割效率低等一系列问题。这需要使用 飞秒激光切割,可以更精确、更高效地解决这个问题。

由于飞秒脉冲能量峰值高,可以实现冷激光切割模式,更好地满足产品的严格要求。产品激光切割时,飞秒激光消耗能量少,对材料损伤小,因此激光切割精度高;非传统机械接触激光切割无应力且均匀分布在样品边缘。熔融状态下陶瓷碎裂不易发生,质量较好。飞秒激光器在激光切割过程中具有极高的能量密度,可以对氧化锆陶瓷材料实现更高效的切割能力。 ,能够快速将材料结构切割成型。

越来越多的实验应用正在证明飞秒激光切割技术(带支架和 海波管激光切割)在工业领域。 Be-Cu也在不断深耕,加大应用实验操作,充分发挥更多飞秒优势,持续为先进制造业转型升级打下坚实基础,推动发展。


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