UVレーザー微細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。波長別では、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、布地の加工に使用されています。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にレーザーマーキングや彫刻を施すことができます。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・マーキング効果をもたらすため、ますます人気が高まっています。

UVレーザーの性能

UVレーザーには2種類あります。1つは固体UVレーザー、もう1つはガスUVレーザーです。ガスUVレーザーはエキシマレーザーとも呼ばれ、医療美容や集積回路製造の重要なツールであるステッパーに用いられる極端紫外線レーザーへと発展します。

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、高いピーク値が特徴です。緑色レーザーや赤外線レーザーと比較して、UVレーザーは熱影響部が小さく、様々な材料への吸収率に優れています。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」と呼ばれます。

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レーザーとピコ秒UVファイバーレーザーは成熟度を増し、より高速かつ高精度な加工を実現できるようになりました。しかし、ピコ秒UVレーザーは非常に高価であるため、主要な用途は依然としてナノ秒UVレーザーです。

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。熱応力を抑制できるため、加工対象物へのダメージが少なく、加工対象物は損傷を受けません。UVレーザーは、可燃性材料、硬脆性材料、セラミック、ガラス、プラスチック、紙、その他様々な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および特殊ポリマーは、赤外線レーザーではなく UV レーザーによってのみ微細加工できます。

UVレーザーのもう一つの用途は、貫通穴やマイクロホールなどのマイクロドリリングです。レーザー光を集光することで、UVレーザーは基板を貫通し、穴あけ加工を実現します。UVレーザーが作用する材料によっては、最小の穴あけ加工径は10μm未満となる場合があります。

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、あらゆるところにセラミックスの痕跡を見ることができます。前世紀、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、化学薬品用途など、幅広い用途に利用されるようになりました。電子セラミックスは紫外線レーザー光の吸収性が向上し、サイズもますます小型化しているため、電子セラミックスの精密微細加工において、紫外線レーザーはCO2レーザーやグリーンレーザーに勝る性能を発揮するでしょう。

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切断、彫刻、マーキングの需要が飛躍的に増加し、国産UVレーザーの大きな発展につながると予想されています。データによると、昨年の国産UVレーザーの販売台数は1万5000台を超え、中国にはGain Laser、Inngu、Inno、Bellin、RFH、Huarayなど、多くの有名UVレーザーメーカーが存在します。

UVレーザー冷却ユニット

現在、産業用UVレーザーの出力は3Wから30Wの範囲です。要求の厳しい精密加工には、UVレーザーの高度な温度制御が求められます。UVレーザーの信頼性と寿命を確保するには、安定性と品質に優れた冷却装置の導入が不可欠です。

S&A Teyuは、19年の歴史を持ち、年間販売台数8万台を誇るレーザー冷却ソリューションプロバイダーです。UVレーザーの冷却用に、S&A Teyuは、±0.1℃の温度安定性を誇るラックマウント型循環水チラーRMUPシリーズを開発しました。UVレーザー加工機のレイアウトに統合可能です。S&A Teyu RMUPシリーズ水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。