碳化硅(SiC)是一種多用于高溫、高壓和高頻電子設(shè)備以及光電子器件的材料。激光加工是一種高精度、高效率的加工方法,可以用于切割、打孔、雕刻等工藝。碳化硅激光加工通常采用激光切割和激光打孔兩種主要方法。飛秒激光切割:-碳化硅的高硬度和化學(xué)穩(wěn)定性使其在激光切割中表現(xiàn)良好。-通過(guò)將高能量的激光束聚焦到碳化硅表面,可以實(shí)現(xiàn)材料的快速加熱和蒸發(fā),從而實(shí)現(xiàn)切割作業(yè)。-飛秒激光切割可以實(shí)現(xiàn)高精度、高速度和少量切削損耗的加工,適用于生產(chǎn)線(xiàn)上的大規(guī)模生產(chǎn)。飛秒激光打孔:-碳化硅的高硬度和熱導(dǎo)率要求使用高能量密度的激光來(lái)加工。-飛秒激光打孔通常使用脈沖激光,將能量集中到一個(gè)小區(qū)域,快速熔化并蒸發(fā)材料,形成所需的孔洞。飛秒激光是指時(shí)域脈沖寬度在飛秒(10-15秒)量級(jí)的激光,在時(shí)間分辨率上屬于超快激光(ultra-fast laser)。北京韓國(guó)加工飛秒激光覆膜貼合工具

云母是一種天然的礦物材料,具有優(yōu)良的電氣、機(jī)械和化學(xué)性能,廣泛應(yīng)用于電子、電力、通訊、航空航天等領(lǐng)域。其中,云母片的加工是這些領(lǐng)域中一項(xiàng)非常重要的技術(shù)。近年來(lái),隨著科技的不斷進(jìn)步,飛秒激光技術(shù)逐漸應(yīng)用于云母片的加工中,具有高精度、高效率和高可靠性的優(yōu)勢(shì)。飛秒激光是一種超短脈沖激光,其脈沖寬度在飛秒(1飛秒等于10-15秒)量級(jí),具有極高的瞬時(shí)功率和能量密度。利用飛秒激光的這些特性,可以實(shí)現(xiàn)材料的高精度加工,例如打孔、切割、刻蝕等。在云母片的加工中,飛秒激光打孔和切割設(shè)備的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣。云母片的飛秒激光微孔加工設(shè)備通常采用脈沖寬度在幾個(gè)飛秒到幾百飛秒的激光器,通過(guò)聚焦透鏡將激光束聚焦在云母片上,形成極小的光斑。在激光的作用下,云母片內(nèi)部的電子吸收光能后迅速躍遷到高能態(tài),隨后通過(guò)非彈性碰撞將能量傳遞給晶格,使局部晶格產(chǎn)生瞬間高溫或產(chǎn)生等離子體。隨著時(shí)間的推移,這些能量的作用逐漸擴(kuò)展到周?chē)Ц?,形成孔洞。通過(guò)控制激光的脈沖數(shù)量和脈沖寬度等參數(shù),可以精確控制打孔的大小和深度。北京韓國(guó)技術(shù)飛秒激光小孔飛秒激光通過(guò)透鏡聚焦激光可獲得高激光強(qiáng)度,因此只能在焦點(diǎn)附近形成微結(jié)構(gòu)。

飛秒激光技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造上的應(yīng)用:長(zhǎng)久以來(lái),我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)始終是制約航空航天事業(yè)發(fā)展的瓶頸,產(chǎn)品的質(zhì)量不過(guò)關(guān)來(lái)自?xún)煞矫妫阂皇遣牧霞夹g(shù);二是材料加工技術(shù)。飛秒激光鉆孔恰恰解決了這個(gè)難題!在航空航天領(lǐng)域,燃?xì)鉁u輪是發(fā)動(dòng)機(jī)的三大關(guān)鍵部件之一,其性能直接決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的好壞。然而航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片工作溫度至少為1400攝氏度,因此必須對(duì)高溫部件,尤其是葉片必須使用精確的冷卻技術(shù)。葉片冷卻一般通過(guò)大量不同直徑的氣膜孔來(lái)實(shí)現(xiàn),孔徑約為100~700微米,且空間分布復(fù)雜,多為斜孔,角度為15°到90°不等,為了提高冷卻效率,開(kāi)孔形狀往往成扇形或者矩形,這給加工帶來(lái)極大的難度。目前主流的方法是高速電火花,但工具電極制造極為困難,加工好的部件易磨損,加工速度慢,排除孔內(nèi)的加工屑比較困難,不易散熱,根本不適合大批量生產(chǎn)。此外,現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)葉片表面通常要覆蓋一層熱障涂層、一般是陶瓷材料,采用傳統(tǒng)電火花無(wú)法加工,是未來(lái)先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)制造的關(guān)鍵技術(shù)。隨著未來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片材料逐漸走向非金屬化,電火花加工更不靠譜,而飛秒激光加工具有材料適應(yīng)廣、定位精度高、無(wú)機(jī)械變形、無(wú)直接接觸等各種優(yōu)點(diǎn),非常適合加工微型孔。
飛秒激光是一種先進(jìn)的激光技術(shù),其特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:1.**定義與度量**:-飛秒(femtosecond),簡(jiǎn)稱(chēng)fs,是標(biāo)衡時(shí)間長(zhǎng)短的一種計(jì)量單位。具體來(lái)說(shuō),1fs等于10^-15秒。-即使是自然界中速度max的光速(30萬(wàn)千米/秒),在1飛秒內(nèi)也只能走0.3μm,這個(gè)距離甚至不到一根頭發(fā)絲的百分之一。2.**技術(shù)特點(diǎn)**:-**持續(xù)時(shí)間極短**:飛秒激光持續(xù)的時(shí)間極其短,只有幾個(gè)飛秒,是人類(lèi)在實(shí)驗(yàn)條件下所能獲得的至短脈沖。-**瞬時(shí)功率高**:飛秒激光的瞬時(shí)功率極高,可以達(dá)到百萬(wàn)億瓦,比全世界發(fā)電總功率還要多出上百倍。-**聚焦能力強(qiáng)**:飛秒激光能聚焦到比頭發(fā)的直徑還要小的空間區(qū)域內(nèi),使電磁場(chǎng)的強(qiáng)度比原子核對(duì)其周?chē)娮拥淖饔昧€要高出數(shù)倍。飛秒激光器的波長(zhǎng)為800nm,強(qiáng)度不足以在藍(lán)寶石和石英玻璃等透明材料上引起吸附。

在5G趨勢(shì)下,由于高精度高密度的要求,PCB鉆孔技術(shù)將逐漸由機(jī)械鉆孔走向激光鉆孔技術(shù)。激光打孔,指激光經(jīng)聚焦后作為強(qiáng)熱源對(duì)材料進(jìn)行加熱,使激光作用區(qū)內(nèi)材料融化或氣化繼而蒸發(fā),而形成孔洞的激光加工過(guò)程。目前,PCB激光鉆孔技術(shù)主要分為紅外激光鉆孔技術(shù)和紫外激光鉆孔技術(shù)。1、紅外激光:主要采用YAG激光(波長(zhǎng)為1.06μm),將材料表面的物質(zhì)加熱并使其汽化(蒸發(fā)),以除去材料。2、紫外激光:主要采用紫外激光(波長(zhǎng)為355nm),高能量的紫外光子直接破壞許多非金屬材料表面的分子鍵,使分子脫離物體。你知道嗎?皮秒激光甚至飛秒激光也將運(yùn)用于PCB鉆孔。大眾熟知的是,皮秒激光用于美容;飛秒激光用于近視手術(shù)。所謂皮秒激光,指的是皮秒級(jí)別脈寬的激光(1皮秒是1秒的一萬(wàn)億分之一秒)所謂飛秒激光,指的是飛秒級(jí)別脈寬的激光(1飛秒是1秒的一千萬(wàn)億分之一)早期的激光加工特點(diǎn)是長(zhǎng)脈沖寬度和低激光強(qiáng)度,雖然激光束可以被聚焦成很小的光斑,但是對(duì)材料的熱沖擊依然很大,限制了加工的精度。而皮秒激光和飛秒激光具有脈寬超短、瞬時(shí)功率超高、聚焦區(qū)域超小的特點(diǎn),特別適用于電路板的精密加工。即使飛秒激光鉆的孔在經(jīng)過(guò)強(qiáng)度/硬度或熱處理的產(chǎn)品中也可以實(shí)現(xiàn)一定質(zhì)量的孔。上海超快飛秒激光切割
飛秒激光具有極短的脈沖寬度,較寬的光譜范圍以及極高的瞬時(shí)峰值功率,相較于長(zhǎng)脈沖激光。北京韓國(guó)加工飛秒激光覆膜貼合工具
飛秒激光加工技術(shù)是一種利用超短脈沖激光(脈沖寬度為飛秒級(jí),1飛秒=10?1?秒)進(jìn)行材料加工的先進(jìn)技術(shù),因其高精度、無(wú)熱效應(yīng)和多材料適用性,成為現(xiàn)代制造業(yè)的有用工具。飛秒激光以其極短的脈沖時(shí)間和超高峰值功率,能夠在材料表面實(shí)現(xiàn)“冷加工”,廣泛應(yīng)用于微納加工、醫(yī)療器械制造、航空航天和電子工業(yè)等領(lǐng)域。飛秒激光加工的主要優(yōu)勢(shì)在于其非熱效應(yīng)的特性。傳統(tǒng)激光加工因熱擴(kuò)散易導(dǎo)致材料變形或燒傷,而飛秒激光的超短脈沖能在材料吸收能量前完成切割或雕刻,避免熱影響區(qū)(HAZ),從而實(shí)現(xiàn)亞微米級(jí)精度。這種特性特別適合加工高精度器件,如半導(dǎo)體芯片、微流控芯片和光學(xué)元件。此外,飛秒激光對(duì)金屬、陶瓷、玻璃、聚合物等多種材料均有出色適應(yīng)性,極大拓寬了應(yīng)用范圍。在實(shí)際應(yīng)用中,飛秒激光加工展現(xiàn)了很好的靈活性。例如,在醫(yī)療領(lǐng)域,它可用于制造高精度的植入式醫(yī)療器械,如心臟支架;在電子行業(yè),可用于切割超薄玻璃屏幕或加工柔性電路板;在科研領(lǐng)域,則用于微納結(jié)構(gòu)的制造,如光子晶體和微透鏡陣列。其加工過(guò)程高效、清潔,無(wú)需復(fù)雜的前后處理,明顯提升生產(chǎn)效率。北京韓國(guó)加工飛秒激光覆膜貼合工具