Präzisions-Mikrostrahl-Lasersystem für harte und spröde Materialien

Kurzbeschreibung:

Überblick:

Dieses fortschrittliche Laserbearbeitungssystem wurde für die Präzisionsbearbeitung hochwertiger, harter und spröder Materialien entwickelt und nutzt Mikrostrahllasertechnologie in Kombination mit einer DPSS-Nd:YAG-Laserquelle. Es ermöglicht den Betrieb mit zwei Wellenlängen (532 nm und 1064 nm). Mit konfigurierbaren Ausgangsleistungen von 50 W, 100 W und 200 W sowie einer bemerkenswerten Positioniergenauigkeit von ±5 µm ist das System für etablierte Anwendungen wie das Schneiden, Vereinzeln und Verrunden von Kanten von Siliziumkarbid-Wafern optimiert. Es unterstützt zudem eine breite Palette von Materialien der nächsten Generation, darunter Galliumnitrid, Diamant, Galliumoxid, Verbundwerkstoffe für die Luft- und Raumfahrt, LTCC-Substrate, Photovoltaik-Wafer und Szintillatorkristalle.

Ausgestattet mit Optionen für Linear- und Direktantriebsmotoren, bietet dieses System die perfekte Balance zwischen hoher Präzision und Verarbeitungsgeschwindigkeit – und ist damit ideal für Forschungseinrichtungen und industrielle Produktionsumgebungen.

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Merkmale

Hauptmerkmale

1. Dual-Wellenlängen-Nd:YAG-Laserquelle
Das System nutzt einen diodengepumpten Festkörperlaser vom Typ Nd:YAG und unterstützt sowohl grünes (532 nm) als auch infrarotes (1064 nm) Licht. Diese Dualband-Fähigkeit ermöglicht eine hervorragende Kompatibilität mit einem breiten Spektrum an Materialabsorptionsprofilen und verbessert so die Bearbeitungsgeschwindigkeit und -qualität.

2. Innovative Mikrostrahl-Laserübertragung
Durch die Kopplung des Lasers mit einem Hochdruck-Wassermikrostrahl nutzt dieses System die Totalreflexion, um die Laserenergie präzise entlang des Wasserstrahls zu lenken. Dieser einzigartige Mechanismus gewährleistet eine ultrafeine Fokussierung mit minimaler Streuung und ermöglicht Linienbreiten von bis zu 20 µm für eine unübertroffene Schnittqualität.

3. Thermische Steuerung im Mikromaßstab
Ein integriertes Präzisionswasserkühlmodul reguliert die Temperatur am Bearbeitungsort und hält die Wärmeeinflusszone (WEZ) innerhalb von 5 μm. Diese Eigenschaft ist besonders wertvoll bei der Bearbeitung wärmeempfindlicher und bruchanfälliger Materialien wie SiC oder GaN.

4. Modulare Stromversorgungskonfiguration
Die Plattform unterstützt drei Laserleistungsoptionen – 50 W, 100 W und 200 W – sodass Kunden die Konfiguration auswählen können, die ihren Durchsatz- und Auflösungsanforderungen entspricht.

5. Präzisions-Bewegungssteuerungsplattform
Das System verfügt über einen hochpräzisen Positioniertisch mit ±5 μm Genauigkeit, 5-Achsen-Bewegung und optionalen Linear- oder Direktantriebsmotoren. Dies gewährleistet hohe Wiederholgenauigkeit und Flexibilität, selbst bei komplexen Geometrien oder der Serienfertigung.

Anwendungsgebiete

Siliziumkarbid-Wafer-Verarbeitung:

Ideal zum Kantenbeschneiden, Schneiden und Vereinzeln von SiC-Wafern in der Leistungselektronik.

Bearbeitung von Galliumnitrid (GaN)-Substraten:

Unterstützt hochpräzises Ritzen und Schneiden, speziell zugeschnitten auf HF- und LED-Anwendungen.

Strukturierung von Halbleitern mit breiter Bandlücke:

Kompatibel mit Diamant, Galliumoxid und anderen neuen Werkstoffen für Hochfrequenz- und Hochspannungsanwendungen.

Zuschneiden von Verbundwerkstoffen für die Luft- und Raumfahrt:

Präzises Schneiden von Keramikmatrix-Verbundwerkstoffen und hochentwickelten Substraten in Luft- und Raumfahrtqualität.

LTCC- und Photovoltaikmaterialien:

Wird für das Bohren, Grabenfräsen und Ritzen von Mikro-Vias in der Hochfrequenz-Leiterplatten- und Solarzellenfertigung eingesetzt.

Szintillator- und optische Kristallformung:

Ermöglicht das Schneiden von Yttrium-Aluminium-Granat, LSO, BGO und anderen Präzisionsoptiken mit geringer Defektrate.

Spezifikation

Spezifikation	Wert
Lasertyp	DPSS Nd:YAG
Unterstützte Wellenlängen	532 nm / 1064 nm
Energieoptionen	50 W / 100 W / 200 W
Positionsgenauigkeit	±5μm
Minimale Linienbreite	≤20μm
Wärmeeinflusszone	≤5μm
Bewegungssystem	Linearmotor / Direktantriebsmotor
Maximale Energiedichte	Bis zu 10⁷ W/cm²

Abschluss

Dieses Mikrostrahl-Lasersystem definiert die Grenzen der Laserbearbeitung harter, spröder und temperaturempfindlicher Materialien neu. Dank seiner einzigartigen Laser-Wasser-Integration, der Kompatibilität mit zwei Wellenlängen und des flexiblen Bewegungssystems bietet es eine maßgeschneiderte Lösung für Forscher, Hersteller und Systemintegratoren, die mit modernsten Materialien arbeiten. Ob in Halbleiterfabriken, Luft- und Raumfahrtlaboren oder der Solarzellenproduktion – diese Plattform liefert Zuverlässigkeit, Wiederholgenauigkeit und Präzision und ermöglicht so die Materialbearbeitung der nächsten Generation.