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超快激光加工的应用范围有哪些呢?

发布时间:2022-10-13      点击次数:182
  超快激光加工的一个重要特性在于与材料的作用时间极短,在材料内部形成的热扩散距离短,因此显著降低了热影响区(HAZ)的形成。以有机材料为例,超快激光加工的热影响区通常在5~20 μm左右。
  然而正因为飞秒激光的单脉冲能量(Pulse Energy)相对较低,如果提高脉冲的重复频率(Repetition Rate)来提高加工速度,单个脉冲带来的低热量也会因为脉冲重复频率不断叠加,加大了热影响区域的形成,失去了超快激光加工低热影响区域的特性。
  这一矛盾制约了飞秒激光脉冲对材料的加工效率。所以在目前工业应用领域中,一些切割、钻孔等微加工工艺仍然采用纳秒激光,但其所带来的热影响区是无法达到超快激光加工的级别的。同样以有机材料为例,纳秒激光加工的热影响区通常大于50 μm。
  超快激光加工技术领域:
  1、超快激光隐形切割技术
  随着手机等智能设备功能的不断完善,显示屏幕的尺寸和形状变得多样化,全面屏更是成为屏幕发展的主流方向。为了预留元件空间及减少碎屏的可能,屏幕非直角切割变得十分必要。超快激光隐形切割作为激光应力切割技术的延伸,可在透明材料内部诱发微小裂纹,微小裂纹在外力的引导下逐渐沿激光扫描路径延展,实现透明材料的分离。
  2、随着对电子器件小型化与灵活性要求越来越高,催生了柔性电子这一新的应用领域。柔性AMOLED屏幕的驱动系统——柔性薄膜晶体管(thin film transistor, TFT),要求其沟道长度小于10 μm,微纳米图案化是沟道制造的核心。
  超快激光直写技术主要利用材料对超快激光的非线性吸收,在作用区域引发物理化学性能变化,通过控制光束扫描实现二维或三维成型加工。超快激光直写技术不需要掩膜,其加工分辨率可达到纳米量级,“冷”加工机制特别适合对耐热性差的柔性有机材料进行微纳结构加工。超快激光直写还可用于微电路的制作,在敷铜层或镀金层上直接加工出所需的图案化线路,成为基于柔性有机聚合物基底的电子器件制造中具有优势的加工手段。
  3、超快激光脉冲沉积技术
  具有特定功能的薄膜材料是制造先进电子器件的基础,而柔性电子对薄膜厚度和质量提出了更高的要求。
  超快激光脉冲沉积技术因其高质量的薄膜生长能力而备受关注,超快激光的高功率密度特性可以使任何难熔性材料气化,而超短脉冲特性又使得它与材料作用时产生的颗粒更加细小,因此在薄膜制备特别是高熔点材料的薄膜制备方面具有重要意义。

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