UVレーザーマイクロ加工の利点と優れた特徴

レーザー発生器は、レーザー出力、波長、状態に基づいて様々な種類に分類できます。波長で見ると、赤外線レーザーが最も広く使用されており、特に金属、ガラス、皮革、布地の加工に用いられています。緑色レーザーは、ガラス、クリスタル、アクリルなどの透明材料へのレーザーマーキングや彫刻に使用できます。一方、紫外線レーザーは、プラスチック、紙箱、医療機器、家電製品などに優れた切断・マーキング効果を発揮し、ますます普及が進んでいます。

UVレーザーの性能

紫外線レーザーには2種類あります。固体紫外線レーザーと気体紫外線レーザーです。気体紫外線レーザーはエキシマレーザーとも呼ばれ、さらに発展させて極端紫外線レーザー（EUVレーザー）にすることができます。極端紫外線レーザーは、医療美容分野や、集積回路製造に不可欠なステッピングモーターなどに利用されています。

固体UVレーザーは波長355nmで、短パルス、優れた光ビーム、高精度、高ピーク値といった特徴を備えています。緑色レーザーや赤外線レーザーと比較して、UVレーザーは熱影響領域が小さく、様々な材料における吸収率が優れています。そのため、UVレーザーは「冷光源」とも呼ばれ、その加工は「冷間加工」として知られています。

超短パルスレーザー技術の急速な発展に伴い、固体ピコ秒UVレーザーおよびピコ秒UVファイバーレーザーはかなり成熟し、より高速かつ高精度な加工が可能になった。しかし、ピコ秒UVレーザーは非常に高価であるため、主な用途は依然としてナノ秒UVレーザーである。

UVレーザーの応用

UVレーザーには、他のレーザー光源にはない利点があります。それは、熱応力を抑えることができるため、加工対象物への損傷が少なく、形状を維持できることです。UVレーザーは、可燃性物質、硬くて脆い物質、セラミック、ガラス、プラスチック、紙、その他多くの種類の非金属材料に対して、優れた加工効果を発揮します。

FPCの製造に使用される一部の軟質プラスチックや特殊ポリマーは、赤外線レーザーではなく紫外線レーザーによってのみ微細加工が可能です。

UVレーザーのもう一つの用途は、貫通穴や微細穴などのマイクロドリル加工です。レーザー光を集束させることで、UVレーザーは基板を貫通して穴あけ加工を行うことができます。UVレーザーが加工可能な材料にもよりますが、最小の穴径は10μm未満です。

セラミックスは数千年の歴史を誇り、日用品から電子機器に至るまで、あらゆる分野でその痕跡を見ることができます。20世紀に入ると、電子セラミックスは徐々に成熟し、放熱基板、圧電材料、半導体、化学用途など、幅広い用途で活用されるようになりました。電子セラミックスはUVレーザー光の吸収率が向上し、サイズもますます小型化しているため、UVレーザーはCO2レーザーやグリーンレーザーを凌駕し、電子セラミックスへの精密なマイクロ加工を実現するでしょう。

家電製品の急速な進化に伴い、セラミックやガラスの精密な切断、彫刻、マーキングに対する需要が飛躍的に高まり、国内のUVレーザー市場が大きく発展する見込みです。データによると、昨年の国内UVレーザーの販売台数は1万5000台を超え、中国には多くの有名UVレーザーメーカーが存在します。代表的なメーカーとしては、Gain Laser、Inngu、Inno、Bellin、RFH、Huarayなどが挙げられます。

UVレーザー冷却装置

現在、産業用途で使用されているUVレーザーの出力範囲は3Wから30Wです。高精度な加工には、UVレーザーの温度制御において高い水準が求められます。UVレーザーの信頼性と寿命を確保するためには、安定性と品質に優れた冷却装置の追加が不可欠です。

S&A Teyuは、19年の歴史を持ち、年間販売台数8万台のレーザー冷却ソリューションプロバイダーです。UVレーザーの冷却向けに、S&A Teyuは温度安定性±0.1℃を実現するラックマウント型循環式水冷チラー「RMUPシリーズ」を開発しました。このチラーはUVレーザー装置のレイアウトに組み込むことができます。S&A Teyu RMUPシリーズ水冷チラーの詳細については、 https://www.teyuchiller.com/ultrafast-laser-uv-laser-chiller_c3 をご覧ください。