近期，英諾激光科技有限公司激光方案事業(yè)部總經(jīng)理雷志輝先生，受邀出席由DT新材料主辦的2024（第四屆）碳基半導(dǎo)體材料與器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇。在活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，雷總做了“金剛石激光加工的機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn)”專(zhuān)題分享，從目前金剛石遇到的加工難題和挑戰(zhàn)出發(fā)，分析如何從激光器、激光工藝、激光系統(tǒng)來(lái)解決這些問(wèn)題。
01 金剛石激光加工的機(jī)遇
01 金剛石--“最好”的也是“最壞”的材料
金剛石被譽(yù)為“最好”的材料，然而卻是“最壞”的加工對(duì)象。它集諸多優(yōu)異特性于一身，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、光學(xué)、電子、醫(yī)療和珠寶等領(lǐng)域，但其加工卻一直是個(gè)棘手的問(wèn)題，無(wú)論是加工效率、加工精度還是加工成本，均可謂“最壞”的材料。 金剛石的幾大特性： 極高硬度：成為理想的切割工具和醫(yī)療手術(shù)刀片的材料。 極高導(dǎo)熱系數(shù)：適用于高溫電子器件和散熱襯底。 優(yōu)異的輻照穩(wěn)定性和化學(xué)惰性：應(yīng)用于光學(xué)器件和生物醫(yī)療。 寬光譜透過(guò)性：用于光學(xué)和微波器件
02 金剛石加工關(guān)鍵加工手段
激光加工鉆石原理 金剛石的極高硬度使其成為理想的切割工具和醫(yī)療手術(shù)刀片的材料，然而這也意味著傳統(tǒng)加工方法難以對(duì)其進(jìn)行切削。因此，激光加工憑借其獨(dú)特的原理應(yīng)運(yùn)而生。激光的輻照作用瞬間聚焦在金剛石表面大幅升溫，高溫導(dǎo)致有缺陷的晶格健破壞產(chǎn)生石墨相變，從而實(shí)現(xiàn)燒蝕切削的效果。再借助氣體輔助將產(chǎn)生的熔渣粉末清除，以確保加工質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)加工目的。 在各行業(yè)的應(yīng)用中，從MPCVD原材料的取芯、切片到珠寶首飾的開(kāi)料、切割，再到工業(yè)散熱襯底的拋光、切割和工業(yè)刀具的粗加工，金剛石的身影無(wú)處不在。而激光加工為金剛石賦予了更廣泛的可能性，尤其是對(duì)于需要復(fù)雜形狀和細(xì)微結(jié)構(gòu)的工件，其加工效率和精度更勝一籌。
左上：圓鉆4P；右上：異形取芯 中間：修面和切片 左下：?jiǎn)坞p面開(kāi)料；右下：異形4P
金剛石的加工之道：
傳統(tǒng)加工的挑戰(zhàn)：由于其極高硬度，傳統(tǒng)切削方法效率低。
激光加工的優(yōu)勢(shì)：利用激光瞬間高溫作用，實(shí)現(xiàn)高效率、高精度的加工。
加工工藝：從取芯、切片到各行業(yè)的應(yīng)用，激光加工賦予金剛石更廣泛的可能性。
02 金剛石激光生產(chǎn)加工的挑戰(zhàn)
金剛石作為一種材料，在工業(yè)化生產(chǎn)中利用激光進(jìn)行加工面臨著一系列挑戰(zhàn)。雖然金剛石具有極高的硬度和優(yōu)異的導(dǎo)熱性等特性，但同時(shí)其加工具備有一定的難度。
綜合來(lái)看，金剛石激光工業(yè)化生產(chǎn)加工面臨著諸多挑戰(zhàn)，需要不斷探索和創(chuàng)新，以提高加工效率、降低成本，并確保加工質(zhì)量和安全性，從而實(shí)現(xiàn)金剛石在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
03 英諾激光器 Diamond cut series
基于原AWAVE技術(shù)平臺(tái)基礎(chǔ)上的升級(jí)打造的FORMULA系列激光器具有卓越的光學(xué)性能。保持了原來(lái)領(lǐng)先的光斑質(zhì)量（M2<1.2）和激光器的工作頻率范圍(5kHz-50kHz)。同時(shí)還優(yōu)化了激光器在高重復(fù)頻率下的功率，從而使激光器能適應(yīng)更多的應(yīng)用需求，提升客戶(hù)的加工效率.
可靠的功率穩(wěn)定性 優(yōu)越的光束質(zhì)量 性能與穩(wěn)定 高效的腔內(nèi)倍頻技術(shù) 可滿(mǎn)足7*24工業(yè)化生產(chǎn)要求 支持TTL/PWM信號(hào)控制 01 模塊化，小尺寸 實(shí)現(xiàn)更緊湊的切割裝備，最高效的占地利用率；無(wú)縫切換或直接替換原側(cè)泵激光器系統(tǒng)。 02 優(yōu)秀的光束質(zhì)量 相比傳統(tǒng)側(cè)泵系統(tǒng)，提供更優(yōu)秀的穩(wěn)定的光束質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)更優(yōu)表面質(zhì)量和更小的切口。 03 高效節(jié)能的激光器系統(tǒng) 采用高效能的DPSS端泵技術(shù)，相比傳統(tǒng)側(cè)泵激光器，光光轉(zhuǎn)換效率由35%直接提升至60%，節(jié)能一倍以上。
04 領(lǐng)先性技術(shù)方案
領(lǐng)先性的DPSS端面泵浦技術(shù)擁有更優(yōu)的光束質(zhì)量、高效能、低功耗和長(zhǎng)期可靠性。
04 英諾激光方案
01 開(kāi)放靈活的一站式解決方案
Adamant系列超硬材料切割系統(tǒng)，適用于CVD、PCD、碳化硅等材料的加工，設(shè)備集成英諾自主研發(fā)高功率，高穩(wěn)定脈沖能量綠光激光器，定制高品質(zhì)光學(xué)鏡片和微米級(jí)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)以及功能強(qiáng)大的自主切割系統(tǒng)于一體。相較于國(guó)外設(shè)備運(yùn)行更穩(wěn)定，維護(hù)操作更簡(jiǎn)單，服務(wù)響應(yīng)更及時(shí)。 軟件：全中文軟件，支持多種實(shí)用功能，且支持定制化開(kāi)發(fā)。 模組：光路模組，控制模組，視覺(jué)模組，運(yùn)動(dòng)模組等可選。 整機(jī)方案：支持工藝和工程化指導(dǎo)，定制化OEM整機(jī)方案。
02 獨(dú)立開(kāi)發(fā)自主軟件
切片（支持單面切割，雙面切割）
取芯（支持方形，圓形，自定義多邊形和異形切割）
支持導(dǎo)入CAD圖加工
4P 加工
自定義高速修面
支持振鏡和切割頭模式
支持多工位連續(xù)設(shè)置，切割
支持單工位連續(xù)切割
支持全中文/英文設(shè)置，操作與加工
支持自定義快捷鍵
支持G代碼
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