【激光蝕刻】激光技術的應用

時間：2021-05-14

激光加工技術

激光的空間控制性和時間控制性很好，對加工對象的材質、形狀、尺寸和加工環(huán)境的自由度都很大，特別適用于自動化加工。激光加工系統與計算機數控技術相結合可構成高效自動化加工設備，已成為企業(yè)實行適時生產的關鍵技術，為優(yōu)質、高效和低成本的加工生產開辟了廣闊的前景。

熱加工和冷加工均可應用在金屬和非金屬材料，進行切割，打孔，刻槽，標記等.熱加工金屬材料進行焊接，表面處理，生產合金，切割均較有利.冷加工則對光化學沉積，激光快速成形技術，激光刻蝕，摻染和氧化都很合適。

激光快速成型

用激光制造模型時用的材料是液態(tài)光敏樹脂，它在吸收了紫外波段的激光能量后便發(fā)生凝固，變化成固體材料。把要制造的模型編成程序，輸入到計算機。激光器輸出來的激光束由計算機控制光路系統，使它在模型材料上掃描刻劃，在激光束所到之處，原先是液態(tài)的材料凝固起來。激光束在計算機的指揮下作完掃描刻劃，將光敏聚合材料逐層固化，精確堆積成樣件，造出模型。所以，用這個辦法制造模型，速度快，造出來的模型又精致。該技術已在航空航天、電子、汽車等工業(yè)領域得到廣泛應用。

激光切割

激光切割技術廣泛應用于金屬和非金屬材料的加工中，可大大減少加工時間，降低加工成本，提高工件質量。脈沖激光適用于金屬材料，連續(xù)激光適用于非金屬材料，后者是激光切割技術的重要應用領域。但激光在工業(yè)領域中的應用是有局限和缺點的，比如用激光來切割食物和膠合板就不成功，食物被切開的同時也被灼燒了，而切割膠合板在經濟上還遠不合算。

隨著激光產業(yè)的飛速發(fā)展，相關的激光技術與激光產品也日趨成熟。在激光切割機領域。呈現出YAG固體激光切割機、CO2激光切割機雙足鼎力，光纖激光切割機后來居上的局勢。

YAG固體激光切割機具有價格低、穩(wěn)定性好的特點，但能量效率低一般<3%。產品的輸出功率大多在600W以下，由于輸出能量小，主要用于打孔和點焊及薄板的切割。它的綠色的激光束可在脈沖或連續(xù)波的情況下應用，具有波長短、聚光性好適于精密加工特別是在脈沖下進行孔加工較為有效，也可用于切削、焊接和光刻等。YAG固體激光切割機激光器的波長不易被非金屬吸收，故不能切割非金屬材料，且YAG固體激光切割機需要解決的是提高電源的穩(wěn)定性和壽命，即要研制大容量、**命的光泵激勵光源，如采用半導體光泵可使能量效率大幅度地增長。

CO2激光切割機，可以穩(wěn)定切割20mm以內的碳鋼，10mm以內的不銹鋼，8mm以下的鋁合金。CO2激光器的波長為10.6um，比較容易被非金屬吸收，可以高質量地切割木材、亞克力、PP、**玻璃等非金屬材料，但是CO2激光的光電轉化率只有10%左右。CO2激光切割機在光束出口處裝有噴吹氧氣、壓縮空氣或惰性氣體N2的噴嘴，用以提高切割速度和切口的平整光潔。為了提高電源的穩(wěn)定性和壽命，對于CO2氣體激光要解決大功率激光器的放電穩(wěn)定性。根據**安全標準，激光危害等級分4級，CO2激光屬于危害較小的一級。

光纖激光切割機由于它可以通過光纖傳輸，柔性化程度**提高，故障點少，維護方便，速度奇快，所以在切割4mm以內薄板時光纖切割機有著很大的優(yōu)勢，；但是受固體激光波長的影響它在切割厚板時質量較差。光纖激光器激光切割機的波長為1.06um，不易被非金屬吸收，故不能切割非金屬材料。光纖激光的光電轉化率高達25%以上，在電費消耗、配套冷卻系統等方面光纖激光的優(yōu)勢相當明顯。根據**安全標準，激光危害等級分4級，光纖激光由于波長短對人體由于是眼睛的傷害大，屬于危害較大的一級，出于安全考慮，光纖激光加工需要全封閉的環(huán)境。光纖激光切割機作為一種新興的激光技術，普及程度遠遠不如CO2激光切割機。

激光焊接

激光束照射在材料上，會把它加熱至融熔，使對接在一起的組件接合在一起，即是焊接。激光焊接，用比切割金屬時功率較小的激光束，使材料熔化而不使其氣化，在冷卻后成為一塊連續(xù)的固體結構。激光焊接技術具有溶池凈化效應，能純凈焊縫金屬，適用于相同和不同金屬材料間的焊接。由于激光能量密度高，對高熔點、高反射率、高導熱率和物理特性相差很大的金屬焊接特別有利。因為用激光焊接是不需要任何焊料的，所以排除了焊接組件受污染的可能; 其次，激光束可被光學系統聚成直徑很細的光束，換言之，激光可以作成非常精細的焊槍，做精密焊接工作;還有激光焊接與組件不會直接接觸，亦即這是非接觸式的焊接，因而材料質地脆弱也不打緊，還可以對遠離我們身邊的組件作焊接，也可以把放置在真空室內的組件焊接起來。因為激光焊接有這些特點，所以它在微電子工業(yè)中尤其受歡迎。

激光雕刻

用激光雕刻刀作雕刻，比用普通雕刻刀較方便，較迅速。用普通雕刻刀在堅硬的材料上，比如在花岡巖、鋼板上作雕刻，或者是在一些比較柔軟的材料，比如皮革上作雕刻，就比較吃力，刻一幅圖案要花比較長的時間。如果使用激光雕刻則不同，因為它是利用高能量密度的激光對工件進行局部照射，使表層材料氣化或發(fā)生顏色變化的化學反應，從而留下*性標記的一種雕刻方法。它根本就沒有和材料接觸，材料硬或者柔軟，并不妨礙雕刻的速度。所以激光雕刻技術是激光加工較大的應用領域之一。用這種雕刻刀作雕刻不管在堅硬的材料，或者是在柔軟的材料上雕刻，刻劃的速度一樣。倘若與計算機相配合，控制激光束移動，雕刻工作還可以自動化。把要雕刻的圖案放在光電掃描儀上，掃描儀輸出的訊號經過計算機處理后，用來控制激光束的動作，就可以自動地在木板上，玻璃上，皮革上按照我們的圖樣雕刻出來。同時，聚焦起來的激光束很細，相當于非常靈巧的雕刻刀，雕刻的線條細，圖案上的細節(jié)也能夠給雕刻出來。激光雕刻可以打出各種文字、符號和圖案等，字符大小可以從毫米到微米量級，這對產品的防偽有特殊的意義。激光雕刻巳發(fā)展至可實現亞微米雕刻，已廣泛用于微電子工業(yè)和生物工程。

激光打孔

在組件上開個小孔是件很常見的事。但是，如果要求在堅硬的材料上，例如在硬質合金上打大量0.1毫米到幾微米直徑的小孔。用普通的機械加工工具恐怕是不容易辦到，即使能夠做到，加工成本也會很高。激光有很好的同調性，用光學系統可以把它聚焦成直徑很微少的光點(小于一微米)，這相當于用來鉆孔的微型鉆頭。其次，激光的亮度很高，在聚焦的焦點上的激光能量密度(平均每平方米面積上的能量)會很高，普通一臺激光器輸出的激光，產生的能量就可以高達109 焦耳/厘米2，足以讓材料熔化并氣化，在材料上留下一個小孔，就像是鉆頭鉆出來的。但是，激光鉆出的孔是圓錐形的，而不是機械鉆孔的圓柱形，這在有些地方是很不方便的。

激光蝕刻

激光蝕刻技術比傳統的化學蝕刻技術工藝簡單、可大幅度降低生產成本，可加工0.125～1微米寬的線，非常適合于**大規(guī)模集成電路的制造。

激光手術

激光能產生高能量﹑聚焦精確的單色光﹐具有一定的穿透力﹐作用于人體組織時能在局部產生高熱量。激光手術就是利用激光的這一特點﹐去除或破壞目標組織﹐達到**的目的。主要包括激光切割和激光換膚。

激光武器

激光武器有它的*特性，令它被廣泛應用于防空，反坦克，轟炸機自衛(wèi)等軍事用途.激光之所以能成為威力強大的武器，是因為它有三個層次的破壞能力:

1.燒蝕效應跟激光熱加工原理一樣，當高能激光束射到目標時，激光的能量會被目標的材料吸收，轉化為熱能.這些熱能足以令目標部分或完全穿孔，斷裂，熔化，蒸發(fā)，甚至產生爆炸.

2.激波效應如目標材料被氣化，目標材料會在較短時間內產生反沖作用，形成壓縮波使材料表面層裂碎開，碎片向外飛時造成進一步破壞.

3.輻射效應目標材料氣化的同時會形成等離子體云，能產生輻射紫外線及X光線，使目標內部的電子零件被破壞。

激光能源

激光還可應用于核能發(fā)電上。世界上建成的核發(fā)電站使用的核燃料是鈾，使用氚核燃料的研究尚未成功。從研究所得，氚核燃料比鈾核燃料較加耐燒， 1公斤氚核燃料燃燒產生的能量比鈾核燃料高3倍多。較有吸引力的是氚核燃料在地球上的貯量大。1公斤海水中含有0.03克氚，地球上的海洋中就裝有1021 公斤海水;或者說，地球的海洋中就貯藏有1017 公斤氚，把它開發(fā)出來做燃料，就相當于給我們提供了10萬億億(1017) 噸煤，足夠人類用上幾億年，既然氚核燃料這么好.為甚么還不用? 問題就在于把它點火燃燒不是一件容易做到的事。劃一根火柴燃燒的溫度就可以把紙片，汽油點著火，要讓這種核燃料著火，則需要億度的高溫。激光是較有可能達到這個點火溫度的技術。

服裝運用

成衣激光繡花

**過三分之二的紡織服裝面料可利用激光來制作各種數碼圖案。傳統的紡織面料制作工藝需要后期的磨花、燙花、壓花等加工處理，而激光燒花在此方面具有制作方便、快捷、圖案變換靈活、圖像清晰、立體感強、能夠充分表現各種面料的本色質感，以及歷久常新等優(yōu)勢。如果結合鏤空工藝較是畫龍點睛，相得益彰。

服裝面料及成衣激光繡花適合：紡織面料后整理加工廠、面料深加工廠、成衣服裝廠、面輔料及來料加工企業(yè)。

牛仔影像噴花

通過數控的激光照射，汽化牛仔布料表面的染料，從而在各種牛仔面料上制作出不會退色的影像圖案、漸變花形、貓須磨砂等效果，為牛仔時尚又增添了新的靚點。

牛仔噴花激光加工是一項新興的、有豐厚加工利潤和市場空間的加工項目，較適合牛仔服裝廠、水洗廠、加工型等企業(yè)和個人進行牛仔系列產品的增值深加工。

皮革面料標花

激光技術在制鞋及皮革行業(yè)中的應用也非常廣泛。激光的優(yōu)勢在于可以在各種皮革面料上快速雕刻和鏤空出各式圖案，而且操作方面靈活，同時不會使皮革表面產生任何形變，以體現出皮革本身的顏色與質感。它較具有雕刻精度高、鏤空無毛邊、任意選形等多種優(yōu)勢，適合鞋面、鞋材、皮具、手袋、箱包、皮服等加工生產廠家的需要。

激光雕刻是指將激光設備連接激光雕刻軟件，圖稿輸入自動雕刻的作業(yè)方式。激光雕刻是激光加工領域技術較成熟，應用較廣泛的技術。利用這種技術，任何復雜圖形都能雕刻?？梢赃M行鏤空雕刻和不穿透的盲槽雕刻，從而雕刻出深淺不一、質感不同、具有層次感和過渡顏色效果的各種神奇圖案。憑借這些優(yōu)勢，激光雕刻迎合了**服裝加工的新潮流。

貼布繡切割

電腦繡花工藝中，有兩個步驟很重要，即貼布繡前的切割和繡花后下料的切割。在傳統的加工工藝中，繡前切割采用的刀模加工方式的缺陷在于，容易產生織物須邊，且加工精度受刀模限制，異性圖形難以加工，刀模的制作周期常，成本高，因此制約了貼布繡花的發(fā)展。而繡后下料切割，大多采用的是熱切加工方式，該方式又有切邊縫隙大、邊緣發(fā)黃發(fā)硬、難以對位等缺點。異性圖形依靠人工手剪，較是容易散邊，產生廢品，所以急需有一種**的加工方式來取代這兩種舊的加工方式。

激光加工雖然也屬于熱加工方式，但由于激光高度的聚焦性，照射光斑纖細，熱擴散區(qū)小，因此較適合對紡織纖維面料的切割。具體表現在加工面料范圍廣泛、切口平滑無飛邊、自動收口、無變形、圖形可通過計算機隨意設計和輸出、*刀模等等。這使得激光加工成為業(yè)內公認的替代方式。

商標激光打標

激光打標具有打標精度高，速度快，打標清晰，可在硬、軟、脆產品的平面、弧面和飛行物上打印各種文字、符號、圖案的特點。激光打標兼容了激光切割、雕刻的各種優(yōu)點，可在金屬及**聚合物薄片上精密加工，加工尺寸小的復雜圖案。打印標記具有**磨損的防偽性能，可專門制作布標、皮標、金屬標、打印圖案復雜精細的各種司徽和LOGO，是品牌服裝服飾物加工的較佳選擇。

長期以來，商標的切邊、刺繡圖案的切邊以及刺繡圖案中的打孔拼花都存在一個對位問題。精確而高效的切割，是業(yè)界共同的期待?，F有的自動視覺追蹤切割系統在傳統的人工對位切割的基礎上前進了一大步，能夠分局對位點來自動定位切割。但對于紡織產品的隨機變形不能自動糾正，因此會產生大量的廢品。行業(yè)內已有企業(yè)成功開發(fā)出自動識別尋邊切割系統，能夠依據所織商標圖形的邊緣，自動生成切割路徑，并準確地利用激光沿邊切割。還能夠自動定位，對刺繡圖形中的圖案進行切割打孔，從而根本解決了對位問題。

詞條
詞條說明
硅片切割公司
硅片切割的原理：激光切割在電子行業(yè)硅基片的切割的又一新領域的應用。激光切割是利用高能激光束照射在工件表面,使被照射區(qū)域局部熔化、氣化、從而達到劃片的目的。因激光是經**光學系統聚焦后成為一個非常小的光點，能量密度高，因其加工是非接觸式的，對工件本身無機械沖壓力，工件不易變形。熱影響較小，劃精度高，廣泛應用于太陽能電池板、薄金屬片的切割和劃片。硅片切割的特點：1、切縫質量好、變形小、外觀平整、美觀。
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單晶硅片切割技術發(fā)展趨勢分析硅片薄片化不僅有效降低了硅材料的消耗，而且體現了硅片的柔韌性，給電池和組件端帶來了更多的可能性。硅片薄片化不僅受切片設備、金剛線、工藝等的限制，還受到電池和組件技術的需求變化。例如，異質結電池（HIT）的對稱結構。低溫或無應力工藝可以完全適應較薄的硅片，其效率不受厚度的影響。即使減少到100μm左右，短路電流ISC的損失也可以通過開路電壓VOC得到補償。切割薄片需要對切