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工業(yè)應用
激光誘導的選擇性微剝離
材料來源:英諾激光           錄入時間:2024/10/15 15:20:07

英諾激光的激光產(chǎn)品組合涵蓋多種脈沖激光器,本文將講述納秒及皮秒激光在材料剝離方面的應用案例,通過這些案例,讀者可以了解英諾激光的激光剝離能力及其工作的質量。

英諾激光

英諾激光的激光產(chǎn)品組合涵蓋多種脈沖激光器,包括DPSS調Q納秒激光器、超短脈沖激光器和MOPA納秒激光器,涵蓋從紅外到深紫外的不同波長,以及從納秒、皮秒到飛秒的不同脈寬。

在2023年,英諾激光已有逾萬臺激光器投入在這些應用領域中,我們的激光器極大地提升了客戶在消費電子、生物醫(yī)療、半導體等領域的能力和生產(chǎn)力。

激光剝離是什么?

剝離是許多應用中不可或缺的一環(huán),它能夠有效去除材料的外層,如電線的絕緣層或表面的涂層,暴露出底層材料。這個過程對于確保正確的電導性、提升后續(xù)涂層工藝中的附著力或在分析技術中實現(xiàn)精準測量至關重要。剝離通常是進一步加工或應用前的重要準備步驟,因此在電子、汽車等多個行業(yè)中,已成為一種基礎性工藝技術,如表1所示。

表一:剝離的應用

激光選擇性剝離不同于機械接觸剝離,它是一種非接觸式的過程,提供了一種清潔、精確且高效的方法來去除材料的特定層或區(qū)域。這使其在精度和控制至關重要的行業(yè)中,特別是對于薄基板和導線而言,成為一種有價值的工藝。

激光選擇性剝離技術

由于其非接觸性質,聚焦的激光束可以根據(jù)設計規(guī)格精確地引導到目標區(qū)域,以選擇性去除表面涂層。這種靈活性使該工藝適用于各種尺寸、形狀、厚度和材料類型的工件。

圖一:基于涂層和基材對所用激光的透明度的典型激光剝離機制示意圖。

如前所述,激光選擇性剝離的本質在于完全去除涂層,同時保持基材的完整性。因此,在這個過程中,激光源的選擇至關重要。

表二:典型應用的激光器

英諾激光器

英諾激光的短脈沖FORMULA高功率紫外納秒激光器提供了一種經(jīng)濟高效的解決方案,能夠選擇性地去除聚合物涂層,同時對周圍區(qū)域和底層基材的損傷減到最小。

圖2:FORMULA簡介及曲線圖

當客戶要求剝離過程不損害周圍和底層基材時,超快激光器是更合適的選擇。英諾激光擁有紫外皮秒AMT系列激光器和綠光飛秒AOFEMTO系列等超快激光器。

圖3:上圖為皮秒簡介及曲線圖;下圖為飛秒簡介及曲線圖

英諾激光的激光選擇性剝離案例

英諾激光與眾多客戶在柔性印刷、硅光伏(Si-PV)、介入導管和細銅線剝離應用上進行了合作。本章將展示激光剝離的實際應用案例,通過這些案例,大家可以了解英諾激光的激光剝離能力及其工作質量。

在本節(jié)中,我們將介紹一些與工業(yè)合作伙伴成功完成的激光剝離項目。

剝離Si-PV上的透明氧化物涂層

此工藝的目的是去除氧化物抗反射(AR)涂層,以開辟電子連接的窗口。質量要求是窄通道,邊緣鋒利,且基于晶體硅表面沒有熔化。英諾激光的專利皮秒ps-1064nm激光剝離技術成功實現(xiàn)了AR涂層的無損去除。該工藝的機制涉及入射光束與從硅表面反射的光束的干涉,從而去除氧化層而不損害硅表面。

圖4:ps-1064nm激光剝離的通道的光學顯微鏡圖像

剝離柔性不銹鋼網(wǎng)掩模上的聚酰亞胺覆蓋層

此過程對于大尺寸應用的選擇性微篩網(wǎng)印刷起到很重要的作用。必須確保在剝離聚酰亞胺覆蓋層后沒有殘留聚合物,并且周圍聚酰亞胺(PI)和底層金屬編織網(wǎng)沒有損傷。如果未能達到這些標準,可能會導致嚴重的印刷質量問題。英諾激光與行業(yè)客戶密切合作,分別使用ns-355nm、ps-355nm和fs-515nm激光進行了廣泛測試。經(jīng)過客戶評估,確定ps-355nm和fs-515nm剝離方法符合所需的質量標準。

圖像五展示了干凈的剝離過程,未在SUS編織網(wǎng)和PI層邊緣觀察到碎屑或熔化現(xiàn)象。

圖5:ps-UV(355nm)激光選擇性去除嵌入柔性PI/SUS片材中的不銹鋼(SUS)編織網(wǎng)上的聚酰亞胺層的光學顯微鏡圖像

剝離玻璃板上的黑色油墨涂層

黑色油墨可應用于玻璃顯示屏的各種用途,例如邊框、標簽、裝飾元素等。激光剝離玻璃顯示屏上的黑色油墨是一種精確且高效的方法,尤其適用于復雜或精細的設計。其機制非常簡單,即激光加熱并氣化油墨,將其分解成氣體并使玻璃表面保持清潔。因為黑色對幾乎所有波長的高吸收率,使用ns-1064nm和ns-532nm激光較為經(jīng)濟高效。

圖6:剝離玻璃顯示屏上黑色油墨涂層

剝離金屬線上的聚合物包覆層

對于直徑為毫米級或更小的細線而言,激光線纜剝離比機械工藝相比更為高效。與平面剝離不同,線纜剝離可能涉及多個激光束從兩個或三個方向照射靜態(tài)線纜,或旋轉線纜以使其暴露于聚焦的靜態(tài)激光束中,如圖7所示。剝離細金屬線上聚合物涂層時,根據(jù)質量要求和預算,使用ns-UV激光或ps/fs-GR/UV激光可以最大程度地減少熱效應。

圖7:激光剝離金屬電線聚合物包覆層的示意圖

其他典型激光剝離案例

SUS編織線中剝離聚合物包覆層

圖8顯示了分別使用ns-355nm和fs-515nm激光從SUS編織線中剝離聚合物包覆層的實例,展示了使用fs-515nm激光實現(xiàn)的干凈且無損傷的剝離過程。

圖8:使用ns-355nm和fs-515nm激光剝離不銹鋼編織電線聚合物后的光學顯微圖像

銅線上剝離聚合物包覆層

圖9展示了使用ns-355nm和fs-515nm激光從銅線上剝離聚合物包覆層的另一個實例。圖像顯示了燒蝕后的銅線表面光滑,尤其是fs-515nm激光在邊緣處實現(xiàn)了特別干凈的剝離效果。

圖9:使用ns-355nm和fs-515nm激光剝離銅線聚合物后的光學顯微圖像

從技術角度來看,fs-515nm激光在電線剝離方面比ns-355nm激光表現(xiàn)出更高的優(yōu)越性,且能完成某些特定的應用。然而,在綜合成本因素方面,ns-355nm激光則更具性價比,使用頻率較為普遍。

來源:英諾激光

 

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