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市場研究

金剛石激光加工的機遇與挑戰(zhàn)

來源:英諾激光2024-05-24 我要評論(0 )   

近期,英諾激光科技有限公司激光方案事業(yè)部總經(jīng)理雷志輝先生,受邀出席由DT新材料主辦的2024(第四屆)碳基半導(dǎo)體材料與器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇。在活動現(xiàn)場,雷總做了“金剛...

近期,英諾激光科技有限公司激光方案事業(yè)部總經(jīng)理雷志輝先生,受邀出席由DT新材料主辦的2024(第四屆)碳基半導(dǎo)體材料與器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇。在活動現(xiàn)場,雷總做了“金剛石激光加工的機會和挑戰(zhàn)”專題分享,從目前金剛石遇到的加工難題和挑戰(zhàn)出發(fā),分析如何從激光器、激光工藝、激光系統(tǒng)來解決這些問題。


01

金剛石激光加工的機遇


01

金剛石--“最好”的也是“最壞”的材料


金剛石被譽為“最好”的材料,然而卻是“最壞”的加工對象。它集諸多優(yōu)異特性于一身,廣泛應(yīng)用于工業(yè)、光學(xué)、電子、醫(yī)療和珠寶等領(lǐng)域,但其加工卻一直是個棘手的問題,無論是加工效率、加工精度還是加工成本,均可謂“最壞”的材料。

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金剛石的幾大特性:

  • 極高硬度:成為理想的切割工具和醫(yī)療手術(shù)刀片的材料。

  • 極高導(dǎo)熱系數(shù):適用于高溫電子器件和散熱襯底。

  • 優(yōu)異的輻照穩(wěn)定性和化學(xué)惰性:應(yīng)用于光學(xué)器件和生物醫(yī)療。

  • 寬光譜透過性:用于光學(xué)和微波器件


02

金剛石加工關(guān)鍵加工手段



激光加工鉆石原理


金剛石的極高硬度使其成為理想的切割工具和醫(yī)療手術(shù)刀片的材料,然而這也意味著傳統(tǒng)加工方法難以對其進行切削。因此,激光加工憑借其獨特的原理應(yīng)運而生。激光的輻照作用瞬間聚焦在金剛石表面大幅升溫,高溫導(dǎo)致有缺陷的晶格健破壞產(chǎn)生石墨相變,從而實現(xiàn)燒蝕切削的效果。再借助氣體輔助將產(chǎn)生的熔渣粉末清除,以確保加工質(zhì)量,實現(xiàn)加工目的。


在各行業(yè)的應(yīng)用中,從MPCVD原材料的取芯、切片到珠寶首飾的開料、切割,再到工業(yè)散熱襯底的拋光、切割和工業(yè)刀具的粗加工,金剛石的身影無處不在。而激光加工為金剛石賦予了更廣泛的可能性,尤其是對于需要復(fù)雜形狀和細微結(jié)構(gòu)的工件,其加工效率和精度更勝一籌。

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左上:圓鉆4P;右上:異形取芯

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中間:修面和切片

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左下:單雙面開料;右下:異形4P


金剛石的加工之道:

  • 傳統(tǒng)加工的挑戰(zhàn):由于其極高硬度,傳統(tǒng)切削方法效率低。

  • 激光加工的優(yōu)勢:利用激光瞬間高溫作用,實現(xiàn)高效率、高精度的加工。

  • 加工工藝:從取芯、切片到各行業(yè)的應(yīng)用,激光加工賦予金剛石更廣泛的可能性。




02

金剛石激光生產(chǎn)加工的挑戰(zhàn)


金剛石作為一種材料,在工業(yè)化生產(chǎn)中利用激光進行加工面臨著一系列挑戰(zhàn)。雖然金剛石具有極高的硬度和優(yōu)異的導(dǎo)熱性等特性,但同時其加工具備有一定的難度。



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綜合來看,金剛石激光工業(yè)化生產(chǎn)加工面臨著諸多挑戰(zhàn),需要不斷探索和創(chuàng)新,以提高加工效率、降低成本,并確保加工質(zhì)量和安全性,從而實現(xiàn)金剛石在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。




03

英諾激光器

Diamond cut series


基于原AWAVE技術(shù)平臺基礎(chǔ)上的升級打造的FORMULA系列激光器具有卓越的光學(xué)性能。保持了原來領(lǐng)先的光斑質(zhì)量(M2<1.2)和激光器的工作頻率范圍(5kHz-50kHz)。同時還優(yōu)化了激光器在高重復(fù)頻率下的功率,從而使激光器能適應(yīng)更多的應(yīng)用需求,提升客戶的加工效率.



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  • 可靠的功率穩(wěn)定性

  • 優(yōu)越的光束質(zhì)量

  • 性能與穩(wěn)定

  • 高效的腔內(nèi)倍頻技術(shù)

  • 可滿足7*24工業(yè)化生產(chǎn)要求

  • 支持TTL/PWM信號控制


01

模塊化,小尺寸



實現(xiàn)更緊湊的切割裝備,最高效的占地利用率;無縫切換或直接替換原側(cè)泵激光器系統(tǒng)。


02

優(yōu)秀的光束質(zhì)量



相比傳統(tǒng)側(cè)泵系統(tǒng),提供更優(yōu)秀的穩(wěn)定的光束質(zhì)量,實現(xiàn)更優(yōu)表面質(zhì)量和更小的切口。

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03

高效節(jié)能的激光器系統(tǒng)



采用高效能的DPSS端泵技術(shù),相比傳統(tǒng)側(cè)泵激光器,光光轉(zhuǎn)換效率由35%直接提升至60%,節(jié)能一倍以上。


04

領(lǐng)先性技術(shù)方案



領(lǐng)先性的DPSS端面泵浦技術(shù)擁有更優(yōu)的光束質(zhì)量、高效能、低功耗和長期可靠性。

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04

英諾激光方案


01

開放靈活的一站式解決方案



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Adamant系列超硬材料切割系統(tǒng),適用于CVD、PCD、碳化硅等材料的加工,設(shè)備集成英諾自主研發(fā)高功率,高穩(wěn)定脈沖能量綠光激光器,定制高品質(zhì)光學(xué)鏡片和微米級運動平臺以及功能強大的自主切割系統(tǒng)于一體。相較于國外設(shè)備運行更穩(wěn)定,維護操作更簡單,服務(wù)響應(yīng)更及時。

  • 軟件:全中文軟件,支持多種實用功能,且支持定制化開發(fā)。

  • 模組:光路模組,控制模組,視覺模組,運動模組等可選。

  • 整機方案:支持工藝和工程化指導(dǎo),定制化OEM整機方案。


02

獨立開發(fā)自主軟件



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  • 切片(支持單面切割,雙面切割)

  • 取芯(支持方形,圓形,自定義多邊形和異形切割)

  • 支持導(dǎo)入CAD圖加工

  • 4P 加工

  • 自定義高速修面

  • 支持振鏡和切割頭模式

  • 支持多工位連續(xù)設(shè)置,切割

  • 支持單工位連續(xù)切割

  • 支持全中文/英文設(shè)置,操作與加工

  • 支持自定義快捷鍵

  • 支持G代碼


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金剛石激光加工
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