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,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間和超高峰值功率,能夠在材料表面實現(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)勢在于其非熱效應(yīng)的特性。傳統(tǒng)激光加工因熱擴散易導(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),從而實現(xiàn)亞微米級精度。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。其加工過程高效、清潔,無需復(fù)雜的前后處理,明顯提升生產(chǎn)效率。飛秒激光可以聚焦到透明材料的內(nèi)部,實現(xiàn)真正的三維微加工。北京韓國加工飛秒激光MLCC

隨著科技的不斷進(jìn)步和市場需求的變化,飛秒激光切割機將迎來更多的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。未來,飛秒激光切割機將朝著以下幾個方向發(fā)展:1.更高的精度和速度:隨著激光技術(shù)的不斷進(jìn)步,飛秒激光切割機的精度和速度將得到進(jìn)一步提高。這將使得我們能夠處理更薄、更脆弱的材料,為設(shè)計師提供更廣闊的創(chuàng)作空間。2.更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域:隨著技術(shù)的不斷完善和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,飛秒激光切割機將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。例如,在可穿戴設(shè)備、智能家居等新興領(lǐng)域,飛秒激光切割技術(shù)有望為產(chǎn)品創(chuàng)新提供更多可能性。3.智能化和自動化:隨著人工智能和機器人技術(shù)的發(fā)展,飛秒激光切割機將實現(xiàn)更高程度的智能化和自動化。通過與計算機控制系統(tǒng)的配合,我們可以實現(xiàn)批量生產(chǎn)和個性化定制,滿足不同客戶的需求。4.綠色環(huán)保:隨著環(huán)保意識的提高,飛秒激光切割機將更加注重綠色環(huán)保。通過優(yōu)化工藝流程和采用環(huán)保材料,我們可以降低生產(chǎn)過程中的能耗和廢棄物排放,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展??傊w秒激光切割機作為一種先進(jìn)的精密加工技術(shù),在電子設(shè)備制造中發(fā)揮著越來越重要的作用。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,我們有理由相信飛秒激光切割機將為人類帶來更加美好的生活。韓國技術(shù)飛秒激光小孔飛秒激光鉆孔是一種使用高功率相干激光束快速加熱材料以產(chǎn)生汽化現(xiàn)象并加工孔的技術(shù)。

飛秒激光作用于金屬和非金屬加工時原理完全不同,金屬表面存在大量的自由電子,當(dāng)激光照射金屬表面時,自由電子會瞬間被加熱,數(shù)十飛秒內(nèi)讓電子電子發(fā)生碰撞,自由電子將能量傳道給晶格,形成開孔。但由于自由電子碰撞的能量要比離子小的多,所以傳導(dǎo)能量需要較長時間,但目前該難題已被我國科學(xué)家攻克。在飛秒激光作用于非金屬材料時,由于材料表面自由電子較少,激光照射時先要使得材料表面電離,進(jìn)而產(chǎn)生自由電子,剩下的環(huán)節(jié)與金屬材料一致。飛秒激光加工微孔時,在初級階段先形成一個小坑,隨著脈沖數(shù)量的增多,坑深度不斷增加,但隨著深度的增加,坑底的碎屑飛出的難度也越來越大,導(dǎo)致激光向底部傳播的能量越來越少,*終達(dá)到深度不可增加的飽和狀態(tài),即打完一個微孔。
飛秒(femtosecond)也叫毫微微秒,簡稱fs,是標(biāo)衡時間長短的一種計量單位,飛秒激光是人類目前在實驗室條件下所能獲得至短脈沖的技術(shù)手段。飛秒激光在瞬間發(fā)出的巨大功率比全世界發(fā)電總功率還大,已有所應(yīng)用,科學(xué)家預(yù)測飛秒激光將為下世紀(jì)新能源的生產(chǎn)發(fā)揮重要作用。飛秒激光是一種以脈沖形式運轉(zhuǎn)的激光,持續(xù)時間非常短,只有幾個飛秒,一飛秒就是10的負(fù)15次方秒,也就是1/1000萬億秒,它比利用電子學(xué)方法所獲得的至短脈沖要短幾千倍。這是飛秒激光的一個特點。飛秒激光的第二個特點是具有非常高的瞬時功率,可達(dá)到百萬億瓦,比全世界發(fā)電總功率還要多出百倍。飛秒激光的第三個特點是,它能聚焦到比頭發(fā)的直徑還要小的空間區(qū)域,使電磁場的強度比原子核對其周圍電子的作用力還要高數(shù)倍。飛秒激光可用于微型器件制造、納米材料加工等方面;在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,飛秒激光可以用于眼科手術(shù),切割角膜組織。

激光打孔工藝可分為長脈沖(ms級)和短脈沖(ns、ps、fs級)激光工藝,注意脈沖寬度是個時間單位,不是長度單位,其中ps皮秒激光和fs飛秒激光也被行業(yè)內(nèi)叫做超快激光。兩種工藝相比各有優(yōu)缺點,同樣是氣化材料加工小孔,前者因為其單個脈沖照射時間更長,能提供更多能量快速去除材料,相當(dāng)于大刀闊斧效率高;后者能量細(xì)小峰值功率高,可瞬間氣化微量材料,素有冷加工的美譽,相當(dāng)于小刀精啄,幾乎沒有重熔層,表面質(zhì)量更好,專業(yè)一點講就是超快激光由于脈沖持續(xù)時間遠(yuǎn)小于材料中受激電子通過轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化等形式的能量釋放時間,只需考慮電子吸收入射光子的激發(fā)和儲能過程,加上高達(dá)TW(10^12W)級的峰值功率,能量在只有幾個納米厚度內(nèi)迅速聚集,瞬間產(chǎn)生的超高電子溫度值遠(yuǎn)超材料汽化溫度,材料直接從固態(tài)轉(zhuǎn)為氣態(tài),在表面形成高密度、超熱、高壓的等離子體狀態(tài),實現(xiàn)非熱熔性加工。飛秒激光進(jìn)行加工,激光脈沖能量很快地注入作用區(qū)域,瞬間高能量密度沉積使電子吸收和運動方式發(fā)生變化。廣東微米級飛秒激光COF Bonding Tool
飛秒激光以其光子非線性效應(yīng)、突破衍射極限等特質(zhì)可實現(xiàn)對很多材料由微納到宏觀尺度的精密加工。北京韓國加工飛秒激光MLCC
在5G趨勢下,由于高精度高密度的要求,PCB鉆孔技術(shù)將逐漸由機械鉆孔走向激光鉆孔技術(shù)。激光打孔,指激光經(jīng)聚焦后作為強熱源對材料進(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,指的是皮秒級別脈寬的激光(1皮秒是1秒的一萬億分之一秒)所謂飛秒激光,指的是飛秒級別脈寬的激光(1飛秒是1秒的一千萬億分之一)早期的激光加工特點是長脈沖寬度和低激光強度,雖然激光束可以被聚焦成很小的光斑,但是對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、瞬時功率超高、聚焦區(qū)域超小的特點,特別適用于電路板的精密加工。北京韓國加工飛秒激光MLCC