De nos jours, l'usinage laser de haute précision est principalement utilisé dans l'électronique grand public, comme les smartphones dont l'écran OLED est souvent découpé par micro-usinage laser.
La puce joue un rôle important dans les industries de pointe, telles que les smartphones, les ordinateurs, les appareils électroménagers, les GPS, etc. Or, les composants qui fabriquent ces puces sont généralement dominés par les fabricants étrangers.
Quelques applications des matériaux semi-conducteurs
Un stepper est un système d'exposition de masque. En utilisant une source laser pour graver le film protecteur de la surface de la plaquette, un circuit doté d'une fonction de stockage de données est formé. La plupart des steppers utilisent un laser excimère capable de produire un faisceau laser UV profond. Cymer, principal fabricant de lasers excimères, a été racheté par ASML. Le nouveau stepper serait un stepper EUV capable de réaliser des procédés inférieurs à 10 nm. Cependant, cette technique reste actuellement dominée par les entreprises étrangères.
On s'attend toutefois à ce que la Chine réalise progressivement des percées dans la fabrication de puces et parvienne à terme à une production autonome et de masse. La production nationale de moteurs pas à pas est également envisageable, ce qui entraînera une augmentation de la demande en sources laser de haute précision.
Une autre application importante des matériaux semi-conducteurs est l'industrie des cellules photovoltaïques, le marché des énergies propres à la croissance la plus rapide et au potentiel le plus élevé au monde. Les cellules solaires se divisent en trois catégories : les cellules en silicium cristallin, les batteries à couches minces et les batteries à composés III-V. Parmi celles-ci, les cellules en silicium cristallin sont les plus répandues. Contrairement aux sources laser, les cellules photovoltaïques transforment la lumière en électricité. Le rendement de conversion photoélectrique est le critère d'évaluation de la performance des cellules photovoltaïques. Le choix des matériaux et les techniques de fabrication sont essentiels dans ce domaine.
Pour la découpe des plaquettes de silicium, on utilisait des outils traditionnels, mais leur précision, leur efficacité et leur rendement étaient faibles. C'est pourquoi de nombreux pays européens, la Corée du Sud et les États-Unis ont adopté depuis longtemps la technique laser de haute précision. En Chine, notre capacité de production de cellules photovoltaïques atteint la moitié de la production mondiale. Ces quatre dernières années, avec la croissance continue du secteur photovoltaïque, le traitement laser s'est progressivement imposé. Aujourd'hui, cette technique contribue à l'industrie photovoltaïque en réalisant la découpe, le traçage et le rainurage des plaquettes pour les batteries PERC.
La troisième application des semi-conducteurs concerne les circuits imprimés (PCB), notamment les circuits imprimés flexibles (FPCB). Composant essentiel et base de toute électronique, le PCB utilise une grande quantité de matériaux semi-conducteurs. Ces dernières années, la précision et l'intégration des PCB ayant progressé, des circuits imprimés toujours plus petits ont vu le jour. Dès lors, les techniques de traitement et de contact traditionnelles seront difficiles à adapter, tandis que la technique laser se généralisera.
Le marquage laser est la technique la plus simple pour les circuits imprimés. Actuellement, on utilise fréquemment des lasers UV pour marquer la surface des matériaux. Le perçage laser, quant à lui, est la technique la plus courante. Il permet d'atteindre une précision micrométrique et de réaliser des trous extrêmement petits, impossibles à obtenir avec un outil mécanique. De plus, la découpe du cuivre et le soudage par fusion sur les circuits imprimés peuvent également être réalisés grâce à la technique laser.
Avec l'entrée du laser dans l'ère du micro-usinage, S&A Teyu a promu un refroidisseur d'eau à air ultra-précis.
Au cours des dernières années, le développement des lasers a permis de constater leur large utilisation dans la découpe et le soudage des métaux. En revanche, pour l'usinage micrométrique de haute précision, la situation est différente. L'une des raisons est que le traitement des métaux s'apparente à un usinage grossier, tandis que l'usinage micrométrique laser de haute précision exige un haut degré de personnalisation et se heurte à des difficultés telles que la complexité de sa mise au point et le temps considérable qu'elle requiert. De nos jours, l'usinage micrométrique laser de haute précision est principalement utilisé dans l'électronique grand public, notamment pour les smartphones dont l'écran OLED est souvent découpé par cette technique.
Au cours des dix prochaines années, les matériaux semi-conducteurs deviendront un secteur prioritaire. Leur traitement pourrait stimuler le développement rapide du micro-usinage laser. Ce dernier utilise principalement des lasers à impulsions courtes ou ultracourtes, également appelés lasers ultrarapides. Par conséquent, la tendance à la production locale de matériaux semi-conducteurs entraînera une augmentation de la demande en usinage laser de haute précision.
Cependant, un dispositif laser ultrarapide de haute précision est très exigeant et doit être équipé d'un dispositif de contrôle de température de précision équivalente.
Pour répondre aux attentes du marché en matière de dispositifs laser de haute précision, S&A Teyu a lancé la série CWUP de refroidisseurs d'eau à recirculation pour lasers. Sa stabilité thermique atteint ±0,1 °C et il est spécialement conçu pour le refroidissement des lasers ultrarapides tels que les lasers femtoseconde, nanoseconde et picoseconde. Pour en savoir plus sur le refroidisseur d'eau pour lasers de la série CWUP, consultez le site : https://www.teyuchiller.com/portable-water-chiller-cwup-20-for-ultrafast-laser-and-uv-laser_ul5
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