Malgre ke lazè ultrarapid yo te alantou pou dè dekad, aplikasyon endistriyèl yo te grandi rapidman nan de deseni ki sot pase yo. Nan 2019, valè sou mache a nan ultrarapidmateryèl lazèpwosesis la te apeprè 460 milyon dola ameriken, ak yon to kwasans konpoze anyèl 13%. Zòn aplikasyon kote lazè ultrarapid yo te itilize avèk siksè pou trete materyèl endistriyèl yo gen ladan fabwikasyon fotomask ak reparasyon nan endistri semi-conducteurs osi byen ke Silisyòm dicing, koupe vè / ekri ak (endyòm fèblan oksid) retire fim ITO nan elektwonik konsomatè tankou telefòn mobil ak tablèt. , Piston tèkstur pou endistri otomobil la, fabrikasyon stent kowonè ak manifakti aparèy mikrofluidik pou endistri medikal la.
01 Fotomask fabrikasyon ak reparasyon nan endistri semi-conducteurs
Lazè ultrarapid yo te itilize nan youn nan aplikasyon endistriyèl yo pi bonè nan pwosesis materyèl. IBM te rapòte aplikasyon femtosecond lazè ablation nan pwodiksyon fotomask nan ane 1990 yo. Konpare ak ablasyon lazè nanosecond, ki ka pwodwi metal metal ak domaj vè, mask lazè femtosecond pa montre okenn metal, pa gen domaj vè, elatriye Avantaj yo. Metòd sa a itilize pou pwodwi sikui entegre (ICs). Pwodui yon chip IC ka mande pou jiska 30 mask epi koute > $100,000. Femtosecond lazè pwosesis ka trete liy ak pwen anba a 150nm.
Figi 1. Photomask fabrikasyon ak reparasyon
Figi 2. Rezilta optimize diferan modèl mask pou litografi ekstrèm iltravyolèt
02 Silisyòm koupe nan endistri semi-conducteurs
Silisyòm wafer dicing se yon pwosesis manifakti estanda nan endistri a semi-conducteurs epi li se tipikman fèt lè l sèvi avèk dicing mekanik. Wou koupe sa yo souvan devlope microcracks epi yo difisil pou koupe wafers mens (egzanp epesè < 150 μm). Koupe lazè nan gauf Silisyòm yo te itilize nan endistri a semi-conducteurs pou anpil ane, espesyalman pou gauf mens (100-200μm), epi li se te pote soti nan plizyè etap: grooving lazè, ki te swiv pa separasyon mekanik oswa koupe enfiltrasyon (sa vle di enfrawouj lazè gwo bout bwa andedan. Silisyòm ekri a) ki te swiv pa separasyon tep mekanik. Lazè batman kè nanosecond a ka trete 15 wafers pa èdtan, ak picosecond lazè a ka trete 23 wafers pa èdtan, ak pi bon kalite.
03 Koupe vè / ekri nan endistri elektwonik konsomabl
Ekran manyen ak linèt pwoteksyon pou telefòn mobil ak laptop yo ap vin pi mens ak kèk fòm jewometrik yo koube. Sa fè koupe tradisyonèl mekanik pi difisil. Tipik lazè tipikman pwodui bon jan kalite koupe pòv, espesyalman lè ekspozisyon sa yo vè yo anpile 3-4 kouch ak tèt 700 μm epè vè pwoteksyon an apeze, ki ka kraze ak estrès lokalize. Lazè ultrarapid yo te montre yo kapab koupe linèt sa yo ak pi bon fòs kwen. Pou koupe gwo panèl plat, lazè femtosecond a ka konsantre sou sifas la dèyè fèy vè a, grate andedan glas la san yo pa domaje sifas la devan. Lè sa a, vè a ka kase lè l sèvi avèk mwayen mekanik oswa tèmik ansanm modèl la bay nòt.
Figi 3. Picosecond ultrarapid lazè vè espesyal ki gen fòm koupe
04 Tèkstur Piston nan endistri otomobil la
Motè machin ki lejè yo te fè nan alyaj aliminyòm, ki pa tankou mete ki reziste tankou fè jete. Etid yo te jwenn ke pwosesis lazè femtosecond nan teksti piston machin ka diminye friksyon jiska 25% paske debri ak lwil oliv ka efektivman estoke.
Figi 4. Pwosesis lazè Femtosecond nan piston motè otomobil pou amelyore pèfòmans motè
05 Kowonè stent manifakti nan endistri medikal la
Dè milyon de stents kowonè yo implanté nan atè kowonè kò a pou louvri yon kanal pou san koule nan veso otreman coagulation, sove dè milyon de vi chak ane. Stent kowonè yo tipikman fèt ak metal (egzanp, Nerjaveèi, nikèl-Titàn alyaj memwa fòm, oswa pi resamman alyaj Cobalt-Kwòm) fil fil ak yon lajè strut apeprè 100 μm. Konpare ak koupe lazè long batman, avantaj ki genyen nan lè l sèvi avèk lazè ultrarapid pou koupe parantèz yo se bon jan kalite koupe segondè, pi bon fini sifas, ak mwens debri, ki diminye depans apre pwosesis.
06 fabrikasyon aparèy mikrofluidik pou endistri medikal la
Aparèy mikrofluidik yo souvan itilize nan endistri medikal la pou tès maladi ak dyagnostik. Sa yo tipikman fabrike pa bòdi mikwo-piki nan pati endividyèl ak Lè sa a, lyezon lè l sèvi avèk kolan oswa soude. Fabrikasyon lazè ultrarapid nan aparèy mikrofluid gen avantaj nan pwodwi mikwochanèl 3D nan materyèl transparan tankou vè san yo pa bezwen koneksyon. Yon metòd se ultrarapid lazè fabwikasyon andedan yon vè esansyèl ki te swiv pa mouye etching chimik, ak yon lòt se femtosecond lazè ablation andedan vè oswa plastik nan dlo distile pou retire debri. Yon lòt apwòch se machin chanèl nan sifas vè a epi sele yo ak yon kouvèti vè atravè soude lazè femtosecond.
Figi 6. Femtosecond lazè-induit selektif grave pou prepare chanèl mikrofluidik andedan materyèl vè
07 Mikwo perçage nan bouch piki
Femtosecond lazè microhole D' te ranplase mikwo-EDM nan anpil konpayi yo nan mache enjektè wo-presyon akòz pi gwo fleksibilite nan chanje pwofil twou koule ak pi kout tan D'. Kapasite nan otomatikman kontwole pozisyon konsantre ak enklinezon gwo bout bwa a atravè yon tèt eskanè precessing te mennen nan konsepsyon an nan pwofil ouvèti (egzanp, barik, fize, dirèksyon, divèjans) ki ka ankouraje atomizasyon oswa pénétration nan chanm lan ki degaje konbisyon. Tan perçage depann sou volim ablasyon an, ak epesè egzèsis nan 0.2 - 0.5 mm ak dyamèt twou nan 0.12 - 0.25 mm, fè teknik sa a dis fwa pi vit pase mikwo-EDM. Microdrilling fèt nan twa etap, ki gen ladan brut ak fini nan twou atravè-pilòt. Agon yo itilize kòm yon gaz oksilyè pou pwoteje twou a kont oksidasyon ak pwoteje plasma final la pandan premye etap yo.
Figi 7. Femtosecond lazè wo-presizyon pwosesis nan twou cône Envèse pou piki motè dyezèl
08 Texturing lazè ultra-rapid
Nan dènye ane yo, yo nan lòd yo amelyore presizyon D ', diminye domaj materyèl, ak ogmante efikasite pwosesis, jaden an nan mikromachining te piti piti vin yon konsantre nan chèchè yo. Ultrafast lazè gen plizyè avantaj pwosesis tankou domaj ki ba ak gwo presizyon, ki te vin konsantre nan ankouraje devlopman nan teknoloji pwosesis. An menm tan an, lazè ultrarapid ka aji sou yon varyete materyèl, ak domaj materyèl pwosesis lazè se tou yon gwo direksyon rechèch. Ultrafast lazè yo itilize pou elimine materyèl yo. Lè dansite enèji nan lazè a pi wo pase papòt la ablation nan materyèl la, sifas la nan materyèl la ablated pral montre yon estrikti mikwo-nano ak sèten karakteristik. Rechèch montre ke Estrikti espesyal sifas sa a se yon fenomèn komen ki rive lè materyèl pwosesis lazè. Preparasyon an nan estrikti sifas mikwo-nano ka amelyore pwopriyete yo nan materyèl nan tèt li epi tou li pèmèt devlopman nan nouvo materyèl. Sa fè preparasyon sifas mikwo-nano estrikti pa ultrarapid lazè yon metòd teknik ak siyifikasyon devlopman enpòtan. Kounye a, pou materyèl metal, rechèch sou teksti sifas lazè ultrarapid ka amelyore pwopriyete mouye sifas metal, amelyore friksyon sifas ak pwopriyete mete, amelyore adezyon kouch, ak pwopagasyon direksyon ak adezyon nan selil yo.
Figi 8. Pwopriyete superhydrophobic nan sifas Silisyòm lazè-prepare
Kòm yon teknoloji pwosesis dènye kri, pwosesis ultrarapid lazè gen karakteristik ti zòn ki afekte chalè, pwosesis ki pa lineyè nan entèraksyon ak materyèl, ak pwosesis segondè-rezolisyon pi lwen pase limit la diffraction. Li ka reyalize bon jan kalite ak segondè-presizyon mikwo-nano pwosesis nan divès kalite materyèl. ak twa dimansyon mikwo-nano estrikti fabwikasyon. Reyalize fabrikasyon lazè nan materyèl espesyal, estrikti konplèks ak aparèy espesyal ouvè nouvo avni pou fabrikasyon mikwo-nano. Kounye a, lazè femtosecond te lajman itilize nan anpil domèn syantifik dènye kri: lazè femtosecond ka itilize pou prepare divès kalite aparèy optik, tankou etalaj microlens, je konpoze byonik, gid ond optik ak metasurfaces; lè l sèvi avèk presizyon segondè li yo, segondè rezolisyon ak ak kapasite pwosesis ki genyen twa dimansyon, lazè femtosecond ka prepare oswa entegre chips mikrofluidik ak optofluidik tankou eleman microheater ak chanèl mikrofluidik ki genyen twa dimansyon; nplis de sa, lazè femtosecond kapab tou prepare diferan kalite sifas mikwo-nanostruktur yo reyalize anti-refleksyon, anti-refleksyon, super-idrofob, anti-jivraj ak lòt fonksyon; se pa sèlman sa, lazè femtosecond te aplike tou nan jaden byomedsin, ki montre pèfòmans eksepsyonèl nan domèn tankou mikwo-stent byolojik, substrats kilti selil yo ak D 'mikwoskopik byolojik. Broad aplikasyon kandida. Koulye a, jaden aplikasyon yo nan pwosesis lazè femtosecond yo ap agrandi ane pa ane. Anplis mikwo-optik mansyone anwo a, mikrofluidik, milti-fonksyonèl mikwo-nanostruktur ak aplikasyon jeni byomedikal, li jwe tou yon gwo wòl nan kèk jaden émergentes, tankou preparasyon metasurface. , mikwo-nano manifakti ak plizyè dimansyon depo enfòmasyon optik, elatriye.
Tan pòs: Apr-17-2024
