非熱加工の分野では、従来機械加工法が多くの場面で使われてきました。しかし、近年マイクロエレクトロニクスから自動車部品、バイオメディカルデバイスに至るまで、最終製品 の小型化や高機能化を目的として、精密微細加工の市場が急速に成長する中、レーザでの加工のニーズが高まっています。
レーザ加工は、従来の機械加工法とは違い、微小スポットで複雑な形状の切断や狭隘部の表面処理が可能で、機械的接触が無いため、対象物の薄型化により加工スピードを抑 えるなどの必要がなく、またドライプロセスの為、前後処理工程が省けるメリットがあります。
レーザが非熱加工、特に微細加工の分野で浸透してきている中、加工用途において炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ、固体レーザ、イオンレーザなど、様々なタイプのレーザが活用されています。その中でも短波長のエキシマレーザや短パルスのレーザ(ピコ秒レーザなど)が近年注目を集めています。特にピコ秒レーザを用いると、シリコン、ガラス、メタル、プラスチックなどの様々な材料に対し、低熱影響のもと、微細かつ高速な加工が可能になるという点で期待が寄せられています。
当社の産業用レーザは長時間の連続稼動を実現し、ダウンタイムを最小化するため、生産性を飛躍的に向上させます。特に今回 のセクション にてご紹介する弊社の産業用ピコ秒レーザは、
高い信頼性を兼ね備え、コストを抑えたミクロンレベルの高品位な微細加工が実現可能です。
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ご希望の加工方式により最適なレーザが違います。対象ワークのサイズ、構成、または実際に加工したいパターン形状により加工方式を選択する必要がございます。 |
精密な微細加工を行う際、特に加工物への熱影響は大きな課題として挙げられます。熱影響が起こると加工物にダメージを与え、歩留まりを低下させてしまうからです。レーザの中でも、「短波長のレーザ」と「短パルスレーザ」は下記の理由により、熱影響(HAZ)を最小限に抑えた加工が可能です。
代表的な加工事例をご紹介いたします。
LEDの応用においては、成膜基板としてサファイアガラスが採用され、低熱影響での高速スクライブ加工が求められていますが、この応用において、ピコ秒レーザで良好な結果を得ることが上記よりわかります。
従来では、ナノ秒のUVないしDUVレーザが適応されていましたが、ピコ秒レーザを用いた場合、高ピークパワーによる熱影響の少ない加工となり、光取り出し効率の向上が期待できます。
従来より薄膜太陽電池セルのパターニングには、ナノ秒レーザが使用されるケースが多く見られますが、近年、太陽電池材料の多様化、またリーク電流の低減要求に伴い、より高品質なレーザパターニングが期待されています。その要求を充たす事が出来るため、ピコ秒レーザによる非熱加工が適用されています。
他にも、下記などの加工事例と写真がございますので、お問い合わせください。
Siウェハ上のSiNをシングルパルスで除去した例、Siウェハ上のSiO2膜をシングルパルスで除去した例、
Siダイシング、Siウェハの孔明け、ポリアミド上の銅薄膜の孔明け、SiN上のITO膜をパターニングした例、
ガラス上のクロム膜のパターニング、結晶シリコン保護膜のパターニング、サファイアガラスのスクライビング、
ガラスのマイクロミリングなど。
加工方法、加工スピード、加工面積の大きさ、レーザ出力の大きさなど、様々な観点でお客様に最適なレーザを選択頂く必要がございます。コヒレント社では、以下の通り豊富なラインアップより、お客様のニーズに最適な製品をご提案いたします。

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