Фемтосекундное и наносекундное лазерное микросверление-|Руководство по точности

В быстро развивающемся мире точного производства выбор между наносекундной и фемтосекундной лазерной технологией может решить или разрушить ваш проект микро-обработки. Поскольку отрасли промышленности стремятся к все более меньшим функциональным возможностям и более жестким допускам-от упаковки полупроводников до медицинских устройств-, вопрос заключается не только в том,лииспользовать лазерное сверление, нокоторыйЛазерная технология обеспечит точность, необходимую вашему приложению.

Хотя и наносекундные, и фемтосекундные лазеры могут создавать микродырки, их фундаментальные различия в длительности импульса приводят к совершенно разным результатам. Один из них полагается на термическую абляцию, неизбежно оставляя зоны воздействия тепла-, повторно отлитые слои и микро-трещины. Другой обеспечивает «холодную обработку» за счет сверхбыстрой ионизации, обеспечивая чистые отверстия-без заусенцев с микронной- точностью.

В этом комплексном сравнении мы рассмотрим реальные-результаты механической обработки в мире,--параллельно, анализируя морфологию отдельных-отверстий, качество массива, основные принципы работы и отраслевые-приложения. Независимо от того, оцениваете ли вы экономичное-черновое сверление или требуете суб-точности для высокотехнологичных-компонентов, понимание этих критических различий поможет вам принять обоснованное решение, которое сбалансирует производительность, качество и бюджет.

Давайте углубимся в данные и выясним, почему фемтосекундная революция меняет прецизионную микро-обработку в аэрокосмической, медицинской, полупроводниковой и оптической промышленности.

Слева: микроотверстие, обработанное наносекундным лазером

• Большие участки расплавленного и повторно отлитого слоя на внутренней стенке, волнистые-заусенцы, похожие на заусенцы, а также сильное обугливание и повреждения по краям.
• В процессе обработки образуется значительная зона термического влияния (ЗТВ). Материал плавится, испаряется и разбрызгивается под воздействием тепла, образуя слоистую структуру термического повреждения.
• Плохая однородность диаметра отверстия, чрезвычайно высокая шероховатость внутренней стенки, наличие многочисленных трещин и расплавленных остатков.

Правая сторона: микроотверстие, обработанное фемтосекундным лазером.

• Гладкие и вертикальные стенки отверстий, отсутствие плавления и разрушения, отсутствие сколов и заусенцев на краях.
• Весь процесс представляет собой «холодную обработку» без теплопроводности, что приводит к практически нулевой зоне термического влияния (ЗТВ). Материал удаляется посредством сверхбыстрой холодной ионизации (абляции).
• Правильная форма отверстий с превосходной цилиндричностью; внутренняя стенка без переплавленных слоев и трещин.

Категории: Метод обработки|Общий вид|Согласованность положения отверстия|Чистота края|Статус дефекта

Наносекундный лазер:

На поверхности наблюдаются большие участки почернения и карбонизации со скоплением остатков по периферии. Существуют значительные различия в размерах отдельных отверстий, а структура массива сильно искажается. В отверстиях видно плавление и перелив материала, а также термическое выгорание большой-площади подложки. Дефекты включают обширные сколы по краям, засорение отверстий и повреждение окружающего материала подложки.

Эффект наносекундной лазерной обработки Эффект фемтосекундной лазерной обработки

Фемтосекундный лазер:

Поверхность подложки чистая, без ожогов и обесцвечивания. Диаметры и шаг отверстий по всему массиву очень однородны и равномерны. Отверстия острых отверстий, без перелива материала и периферийного термического загрязнения. Отсутствие дефектов, вызванных воздействием тепла-, что обеспечивает максимальный выход готового продукта.

1. Наносекундный лазер: Длительность импульса находится на уровне наносекунд; обработка относится к термической абляции.

Энергия постоянно поступает внутрь материала, заставляя тепло рассеиваться и проводиться в широком диапазоне. Это неизбежно приводит к необратимым тепловым повреждениям, таким как плавление, испарение, повторное литье, растрескивание и термическая деформация. Невозможно избежать таких проблем, как заусенцы и разрушение кромок.

2. Фемтосекундный лазер: длительность импульса составляет фемтосекунду (10⁻¹⁵ секунд), что является сверх-коротким и сверх-быстрым.

Мгновенная пиковая энергия чрезвычайно высока. Ионизация и абляция материала завершаются до того, как тепло сможет распространиться в окружающий материал, обеспечивая не-тепловую «холодную» обработку. Это полностью исключает тепловые эффекты, повторное литье слоев и сколы/заусенцы, обеспечивая массовое производство чрезвычайно точных микро-отверстий на уровне микрон/суб-микронов.

Наносекундный лазер: подходит только для сценариев чернового бурения с низкой-точностью и низкими-затратами. Применяется там, где нет строгих требований к качеству внутренней стены или не-термической обработке.

Микро-прецизионный станок для лазерной резки и сверления

Фемтосекундный лазер: Эксклюзивно для областей высоких-технологий, таких как упаковка чипов, медицинские и биологические расходные материалы, прецизионные компоненты для аэрокосмической отрасли, тонкие оптические пленки и сверхтонкие специальные материалы. Он используется для пользовательской обработки массивов микро-отверстий/слепых-отверстий.