近期,英诺激光科技有限公司激光方案事业部总经理雷志辉先生,受邀出席由DT新材料主办的2024(第四届)碳基半导体材料与器件产业发展论坛。在活动现场,雷总做了“金刚石激光加工的机会和挑战”专题分享,从目前金刚石遇到的加工难题和挑战出发,分析如何从激光器、激光工艺、激光系统来解决这些问题。
01 金刚石激光加工的机遇
01 金刚石--“最好”的也是“最坏”的材料
金刚石被誉为“最好”的材料,然而却是“最坏”的加工对象。它集诸多优异特性于一身,广泛应用于工业、光学、电子、医疗和珠宝等领域,但其加工却一直是个棘手的问题,无论是加工效率、加工精度还是加工成本,均可谓“最坏”的材料。 金刚石的几大特性: 极高硬度:成为理想的切割工具和医疗手术刀片的材料。 极高导热系数:适用于高温电子器件和散热衬底。 优异的辐照稳定性和化学惰性:应用于光学器件和生物医疗。 宽光谱透过性:用于光学和微波器件
02 金刚石加工关键加工手段
激光加工钻石原理 金刚石的极高硬度使其成为理想的切割工具和医疗手术刀片的材料,然而这也意味着传统加工方法难以对其进行切削。因此,激光加工凭借其独特的原理应运而生。激光的辐照作用瞬间聚焦在金刚石表面大幅升温,高温导致有缺陷的晶格健破坏产生石墨相变,从而实现烧蚀切削的效果。再借助气体辅助将产生的熔渣粉末清除,以确保加工质量,实现加工目的。 在各行业的应用中,从MPCVD原材料的取芯、切片到珠宝首饰的开料、切割,再到工业散热衬底的抛光、切割和工业刀具的粗加工,金刚石的身影无处不在。而激光加工为金刚石赋予了更广泛的可能性,尤其是对于需要复杂形状和细微结构的工件,其加工效率和精度更胜一筹。
左上:圆钻4P;右上:异形取芯 中间:修面和切片 左下:单双面开料;右下:异形4P
金刚石的加工之道:
传统加工的挑战:由于其极高硬度,传统切削方法效率低。
激光加工的优势:利用激光瞬间高温作用,实现高效率、高精度的加工。
加工工艺:从取芯、切片到各行业的应用,激光加工赋予金刚石更广泛的可能性。
02 金刚石激光生产加工的挑战
金刚石作为一种材料,在工业化生产中利用激光进行加工面临着一系列挑战。虽然金刚石具有极高的硬度和优异的导热性等特性,但同时其加工具备有一定的难度。
综合来看,金刚石激光工业化生产加工面临着诸多挑战,需要不断探索和创新,以提高加工效率、降低成本,并确保加工质量和安全性,从而实现金刚石在工业领域的广泛应用。
03 英诺激光器 Diamond cut series
基于原AWAVE技术平台基础上的升级打造的FORMULA系列激光器具有卓越的光学性能。保持了原来领先的光斑质量(M2<1.2)和激光器的工作频率范围(5kHz-50kHz)。同时还优化了激光器在高重复频率下的功率,从而使激光器能适应更多的应用需求,提升客户的加工效率.
可靠的功率稳定性 优越的光束质量 性能与稳定 高效的腔内倍频技术 可满足7*24工业化生产要求 支持TTL/PWM信号控制 01 模块化,小尺寸 实现更紧凑的切割装备,最高效的占地利用率;无缝切换或直接替换原侧泵激光器系统。 02 优秀的光束质量 相比传统侧泵系统,提供更优秀的稳定的光束质量,实现更优表面质量和更小的切口。 03 高效节能的激光器系统 采用高效能的DPSS端泵技术,相比传统侧泵激光器,光光转换效率由35%直接提升至60%,节能一倍以上。
04 领先性技术方案
领先性的DPSS端面泵浦技术拥有更优的光束质量、高效能、低功耗和长期可靠性。
04 英诺激光方案
01 开放灵活的一站式解决方案
Adamant系列超硬材料切割系统,适用于CVD、PCD、碳化硅等材料的加工,设备集成英诺自主研发高功率,高稳定脉冲能量绿光激光器,定制高品质光学镜片和微米级运动平台以及功能强大的自主切割系统于一体。相较于国外设备运行更稳定,维护操作更简单,服务响应更及时。 软件:全中文软件,支持多种实用功能,且支持定制化开发。 模组:光路模组,控制模组,视觉模组,运动模组等可选。 整机方案:支持工艺和工程化指导,定制化OEM整机方案。
02 独立开发自主软件
切片(支持单面切割,双面切割)
取芯(支持方形,圆形,自定义多边形和异形切割)
支持导入CAD图加工
4P 加工
自定义高速修面
支持振镜和切割头模式
支持多工位连续设置,切割
支持单工位连续切割
支持全中文/英文设置,操作与加工
支持自定义快捷键
支持G代码
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