עתיד העיבוד השבבי המהיר במיוחד

עיבוד שבבי מדויק הוא חלק חשוב בייצור לייזרים. הוא התפתח מלייזרים ירוקים/אולטרה סגולים מוקדמים של ננו-שנייה מוצקה ללייזרים של פיקו-שנייה ופמטו-שנייה, וכעת לייזרים אולטרה-מהירים הם המיינסטרים. מה תהיה מגמת הפיתוח העתידית של עיבוד שבבי מדויק אולטרה-מהיר?

לייזרים אולטרה-מהירים היו הראשונים שעקבו אחר טכנולוגיית לייזר במצב מוצק. ללייזרי מצב מוצק מאפיינים של הספק יציאה גבוה, יציבות גבוהה ובקרה טובה. הם המשך לשדרוג של לייזרים במצב מוצק ננו-שנייה/תת-ננו-שנייה, ולכן לייזרים במצב מוצק פיקו-שנייה פמטו-שנייה מחליפים לייזרים במצב מוצק ננו-שנייה הם הגיוניים. לייזרי סיבים פופולריים, לייזרים אולטרה-מהירים גם הם התקדמו לכיוון של לייזרי סיבים, ולייזרי סיבים פיקו-שנייה/פמטו-שנייה צצו במהירות, ומתחרים בלייזרים מוצקים אולטרה-מהירים.

מאפיין חשוב של לייזרים אולטרה-מהירים הוא השדרוג מאינפרא אדום לאולטרה סגול. עיבוד לייזר פיקו-שניות אינפרא אדום בעל אפקט כמעט מושלם בחיתוך וקידוח זכוכית, מצעים קרמיים, חיתוך פרוסות ועוד. עם זאת, אור אולטרה סגול תחת ברכת פולסים קצרים במיוחד יכול להשיג "עיבוד קר" קיצוני, והניקוב והחיתוך על החומר כמעט ואינם נותרים סימני חריכה, מה שמביא לעיבוד מושלם.

מגמת ההתרחבות הטכנולוגית של לייזר פולסים קצרים במיוחד היא להגדיל את ההספק , מ-3 וואט ו-5 וואט בימים הראשונים לרמה הנוכחית של 100 וואט. כיום, עיבוד מדויק בשוק משתמש בדרך כלל בהספק של 20 וואט עד 50 וואט. ומוסד גרמני החל להתמודד עם בעיית הלייזרים האולטרה-מהירים ברמת קילוואט. סדרת צ'ילרי לייזר אולטרה-מהירים S&A יכולה לענות על צרכי הקירור של רוב הלייזרים האולטרה-מהירים בשוק, ולהעשיר את קו מוצרי הצ'ילרים S&A בהתאם לשינויים בשוק.

בהשפעת גורמים כמו COVID-19 והסביבה הכלכלית הלא ודאית, הביקוש למוצרי אלקטרוניקה צרכניים כמו שעונים וטאבלטים יהיה איטי בשנת 2022, והביקוש ללייזרים מהירים במיוחד במעגלים מודפסים (PCB), לוחות תצוגה ו-LED יירד. רק תחומי המעגלים והשבבים נוספו, ועיבוד שבבי מדויק בלייזר מהיר במיוחד נתקל באתגרי צמיחה.

הדרך החוצה עבור לייזרים אולטרה-מהירים היא להגדיל את ההספק ולפתח תרחישי יישומים נוספים. פיקו-שניות של מאה וואט יהפכו לסטנדרט בעתיד. לייזרים בעלי קצב חזרות גבוה ואנרגיית פולסים גבוהה מאפשרים יכולות עיבוד גדולות אף יותר, כגון חיתוך וקידוח של זכוכית בעובי של עד 8 מ"מ. ללייזר פיקו-שניות UV כמעט ואין עומס תרמי והוא מתאים לעיבוד חומרים רגישים במיוחד, כגון חיתוך סטנטים ומוצרים רפואיים רגישים אחרים.

בתעשיות הרכבה וייצור של מוצרים אלקטרוניים, תעופה וחלל, ביו-רפואה, ופלים למחצה ותעשיות אחרות, יהיו מספר רב של דרישות עיבוד שבבי מדויק עבור חלקים, ועיבוד לייזר ללא מגע יהיה הבחירה הטובה ביותר. כאשר הסביבה הכלכלית תתאושש, השימוש בלייזרים אולטרה-מהירים יחזור בהכרח למסלול הצמיחה הגבוהה.