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晶圆激光切割机的发展

1.第一代紫外激光晶圆切割设备的诞生

当蓝宝石作为衬底材料,被广泛应用于LED芯片生产后,传统的刀具切割已经无法满 足切割要求,以美国Newave为主的几家厂家,遂采用355nm、266nm等短波长纳秒激光器,对蓝宝石晶圆进行划片加工,该方式解决了蓝宝石切割难度大和LED行业对芯片做小和切割道做窄的要求,为以蓝宝石为基底的LED规模化量产,提供了高品质切割的可能和保障。

    特点:

    激光器功率在1W左右

    划片速度10--20mm/s

    产能1--3pcs/h

    激光脉冲纳秒级

切割效果:开口狭小,效率较低,激光脉宽长,融化现象明显。


2.新一代紫外激光切割设备的发展

随着蓝绿光LED芯片技术的发展和规模的扩大,大家对激光切割设备的要求也越来越高,这也迫使激光设备供应商对设备进行技术升级。同时由于激光器技术的发展和价格的降低,国产激光划片设备也开始进入市场,新一代紫外激光划片设备随即产生,其产能已经提升到一代划片机的3-5倍,最快可达15片每小时。

    特点:

    激光器功率2--3W

    划片速度100--120mm/s

    产能10--15pcs/h

    激光脉冲宽皮秒级

    切割效果:开口宽,切割效率高,激光脉冲短,气化明显,更适合侧壁腐蚀工艺。

平时我们将激光切割机进行分类,都是按照激光器的类型来的。那么如果按照激光切割机本身的结构,可以如何分类呢?

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1、按照切割头与工作台相对移动的方式,数控激光切割机可分为光束固定形式即定光路、光束移动形式即飞行光路和半固定半移动混合形式的混合光路三种类型。另外还有一种铰接活动臂固定光程飞行光束传输形式,被称为恒定飞行光路,简称为恒光路。

采用飞行光路的切割机,在切割过程中,只有切割头沿X、Y方向移动,工作台位置固定不动。这类切割机加工的板材尺度大、质量大;设备占地面积小,加工工件无需夹紧,上、下料方便;机器加速性能佳,定位精度高。所以备受市场推崇,称为国际市场主流机型。


2、现代激光切割机常见的几种典型结构主要有龙门框架移动式飞行光路结构,横梁移动式飞行光路、横梁倒挂移动式飞行光路,悬臂移动式飞行光路结构,定梁龙门式半飞行光路,十字工作台移动式的定光路,龙门式和悬臂式恒光路,机器人结构形式和大幅面的机载式混合光路,激光柔性加工系统等。


3、就切割设备的结构而言,床身大件的材料有铸件结构、焊接结构,还有大理石结构、横梁采用铝合金铸件或焊接件及其型材,其他部件还有选用工程塑料、玻璃钢和不锈钢等材质的应用等。


4、设备所配置的激光器要根据用户加工的性能、加工材料、形状、尺寸等选取不同的激光器,可供选配的激光器分别有co2轴快流激光器、射频板调试激光器、旋流激光器、固体激光器和光纤激光器等。


5、从设备的驱动方式上,有X、Y轴选用单边伺服电机配置相应的减速机,用高精度的齿轮齿条驱动结构;有X轴双边均选用伺服电机配置相应的减速机,用高精度的齿轮齿条驱动结构,有双齿轮消除反向间隙的驱动方式;有伺服电机配置高精度滚珠丝杆直接驱动,采用盘式大惯量电机直接齿轮、齿条驱动;还有采用直线电机直接驱动的结构方式。


6、数控激光切割机通常所配置的导轨以高精度直线导轨为主,并配有自动润滑装置。单边直线导轨为主导轨配以滚轮结构更是一种性价比好的经济适用、调整方便的典型结构;另一种结构就是直接采用驱动和导轨组合为一体的驱动单元结构,安装更简便,调试更方便,精度容易保证,只是造价偏高一点。


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