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北京半導體材料水導激光加工在半導體行業的應用

來源: 發布時間:2025-12-19

中科煜宸水導激光技術,并非簡單的技術疊加,而是一次顛覆性的技術路線革新。它獨辟蹊徑,將高能量密度的激光束與極細的高壓水射流進行精密耦合,創造出一條全新的微納尺度材料加工路徑。其關鍵路線在于:首先通過特殊光學系統將激光高效聚焦,同時通過超精密噴嘴形成穩定、均勻的微米級水射流;隨后,激光束被精確注入水射流中,利用水與空氣界面的全反射原理,激光被約束在水流內部如同在光纖中一樣穩定傳輸,直達工件表面。這條技術路線的精髓在于,它摒棄了傳統激光加工依賴空氣或輔助氣體的傳能和環境介質,轉而利用水流作為激光的“導向纖維”和“加工伴侶”,實現了能量傳輸媒介與加工介質的合二為一。這不 從根本上改變了激光與材料相互作用的物理環境,更開辟了一條近乎無熱損傷、無污染、超精密的冷加工新范式,是高能束流精密制造領域的未來發展方向之一。在半導體行業,該技術為超薄晶圓和化合物半導體提供近乎無碎屑、低應力的解決方案。北京半導體材料水導激光加工在半導體行業的應用

水導激光加工

在可吸收縫合線、醫用微針陣列等生物醫用材料加工中,中科煜宸水導激光技術展現出了獨特的優勢。醫用微針需同時滿足長度均勻性(±5μm)和穿刺力控制(<10N)的要求,傳統光刻工藝難以實現。中科煜宸采用波長532nm綠光激光,水束直徑80μm,加工硅基材料制成的微針陣列,100根微針高度偏差<2μm,優于光刻工藝的±10μm;針尖錐角45°,刺入豬皮深度達1.2mm且無斷裂,量產效率達到每小時可加工5000片25×25陣列,良品率98%。該技術為透皮給藥、生物傳感等新興生物醫學領域提供了可靠的加工保障。微米級水導激光加工在醫療微加工的應用設備可集成高自由度精密運動系統與自動化單元,輕松融入柔性產線,滿足復雜零件加工與規模化智能制造需求。

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光學元件和顯示面板對表面質量和亞表面損傷有著極其嚴格的控制標準。傳統激光加工易引起微裂紋和熱致折射率變化,影響光學性能。中科煜宸水導激光技術為光學精密加工提供了完美方案。它可以用于切割藍寶石手機蓋板、攝像頭保護鏡片,獲得透亮無崩邊的邊緣;可用于加工玻璃導光板、微透鏡陣列,實現復雜微結構的高質量成型;可用于顯示器中的玻璃基板、偏光片、OLED材料的精細切割與分離,避免熱應力導致的暗裂或顯示不均。其幾乎無熱影響的特性,確保了加工后材料的光學特性(如透光率、折射率)保持不變,滿足了消費電子、AR/VR、 好品質光學儀器等行業對光學元件日益增長的 好品質需求。

為了確保批量化生產中的質量一致性,中科煜宸水導激光設備可配備多種在線監測系統。例如,視覺系統可監測水射流的形態和穩定性;聲發射傳感器可實時發現加工過程中的異常聲響;光學傳感器可檢測加工區域的反射光或透射光變化。這些實時數據與工藝控制中心聯動,一旦檢測到偏差(如噴嘴輕微磨損導致水束變形),系統可自動報警或微調相關參數進行補償,形成加工質量的閉環控制。這種預防性的智能監控,將被動維修轉變為主動維護,進一步提升了設備的可靠性與產出質量。中科煜宸依托深厚的中科院技術背景,構建了從原理創新到工程應用的完整研發體系,保障技術的持續先進性。

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在熱障涂層(TBC)加工領域,傳統加工方式容易導致涂層脫落、開裂,影響部件的使用壽命。中科煜宸水導激光技術通過精確的能量控制和水射流的冷卻作用,能夠實現熱障涂層的高效精密加工,避免涂層損傷。在航空發動機葉片熱障涂層加工中,該技術可實現涂層的精確去除和修整,涂層殘留厚度誤差控制在±5μm以內,提升了葉片的耐高溫性能和使用壽命;在燃氣輪機部件熱障涂層加工中,加工效率提升3倍以上,大幅降低了生產成本。該技術為熱障涂層加工領域提供了全新的解決方案,推動了相關行業的技術進步。水導激光技術正以其創新性的“冷加工”能力,成為重塑精密制造格局、支撐戰略性新興產業發展的關鍵基石。重慶格柵孔水導激光加工生產廠家

對于陶瓷等脆性材料,水導激光加工可有效避免微裂紋擴展,獲得光滑斷面,保持材料本征性能。北京半導體材料水導激光加工在半導體行業的應用

材料的厚度對加工工藝提出不同挑戰。對于超薄材料(如幾十微米的箔材),水射流的沖擊力可能導致材料變形或振動。中科煜宸通過優化水壓、采用真空吸附工作臺和降低進給速度等策略,確保薄材的平整和穩定加工。對于超厚材料(如十幾毫米的陶瓷或復合材料),則需要更高的激光功率和更優化的光束管理,確保能量能通過水束流有效傳遞至切口底部,同時高壓水流需有足夠的動能將深槽中的熔渣徹底排出。公司通過分層的參數優化和特殊噴嘴設計,在厚板加工上也取得了明顯突破,拓展了技術的應用邊界。北京半導體材料水導激光加工在半導體行業的應用

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