Технологические лазерные системы для задач промышленности и науки

Разработка и производство специализированных лазерных установок – одно из ключевых направлений ООО «Нордлэйз». В портфеле компании представлены лазерные стенды и системы для микрообработки, исследования материалов, скрайбирования полупроводников, отжига и других технологических процессов. Предлагаем обзор пяти установок, каждая из которых создана для решения конкретных задач в научных исследованиях и серийном производстве.

Установка лазерной микрообработки плоских заготовок и оптического волокна ультракороткими импульсами

Мультиволновая фемтосекундная лазерная система предназначена для микрообработки плоских заготовок диаметром до 250 мм из любых материалов: кварцевое стекло, сапфир, керамика, сталь, золото и другие.

Ключевые характеристики:

•  Длина волны: 343–1033 нм
•  Длительность импульса: 240 фс – 8 пс
•  Частота следования: 10 кГц – 1000 кГц
•  Максимальная энергия в импульсе: 2 мДж @ 1030 нм
•  Пиковая мощность: до ГВт
•  Минимальный размер элемента: до 1 мкм
•  Разрешение позиционирования: менее 0,1 мкм
•  Точность позиционирования: до 1 мкм

Установка может быть дооснащена модулем обработки оптического волокна методом холодной лазерной абляции. В системе реализованы гальвосканер, автофокусировка, визуализация зоны обработки, вакуумный прижим заготовки и управляющее ПО с графическим интерфейсом.

Примеры применения: получение V-образных структур в плавленом кварце методом холодной абляции, структуры методом селективного лазерного травления, резка волоконной структуры углепластика.

Получение V-образных структур в плавленом кварце методом холодной абляции

Лазерный стенд для исследования печатных плат на радиационную стойкость

Стенд предназначен для исследования печатных плат на радиационную стойкость. Лазерный источник проектируется под конкретную технологию – возможна реализация на основе гибридного лазера с перестройкой длительности импульса в широком диапазоне или на основе волоконного лазера с ультракороткой длительностью импульса.

Ключевые характеристики:

•  Длина волны: 355–1064 нм
•  Длительность импульса: 50 пс – 10 мкс
•  Энергия в импульсе: до 250 мДж
•  Трехкоординатная система позиционирования образца
•  Система расширения пучка до 50 мм
•  Имитатор лазерного луча, считывание фототока с образца
•  Измерение длительности импульса в процессе работы

Стенд оснащен встроенным формирователем пучка для задания необходимой формы и размера пятна. Позиционирование образца и управление параметрами излучения осуществляется удаленно с ПК. Корпус изолирован от попадания пыли.

Технологический лазерный стенд для скрайбирования полупроводниковых пластин

Лазерная система на основе лазера с короткими импульсами предназначена для скрайбирования полупроводниковых пластин. Управление паттерном обработки может осуществляться как гальвосканером, так и трехкоординатными позиционерами с точностью до 1 мкм.

Ключевые характеристики:

•  Длина волны: 355–1064 нм
•  Средняя мощность: до 100 Вт
•  Частота следования импульсов: 10–1000 кГц
•  Энергия в импульсе: до 2 мДж
•  Длительность импульса: до 240 фс
•  Трехосевая система позиционирования образца
•  Система пылеудаления, вакуумный прижим образца
•  Пневматическая система виброизоляции
•  Компановка на гранитном портале или оптическом столе

Контроль процесса осуществляется с ПК с выводом изображения поверхности образца. ПО позволяет задавать траекторию пучка, управлять временными и энергетическими параметрами лазера.

Пример скрайбирования полупроводниковых структур для тонкопленочных преобразователей энергии

Лазерный стенд для отжига полупроводниковых подложек

Система предназначена для отжига кремниевых пластин в промышленном производстве IGBT. Воздействие на образец осуществляется двухимпульсным твердотельным лазером на основе Nd:YLF.

Ключевые характеристики:

•  Длина волны: 527 нм
•  Длительность импульса: 150 нс
•  Частота следования: 0,1–5 кГц
•  Энергия сдвоенного импульса @ 1 кГц: 60 мДж
•  Задержка между сдвоенными импульсами: 1–10 мкс
•  Долгосрочная стабильность энергии (8 ч): < 3%
•  Трехкоординатная система позиционирования с точностью до 1 мкм
•  Автоматическая стабилизация энергии в импульсе
•  Формирование необходимого профиля пучка на поверхности образца

Управление положением образца по трем осям осуществляется линейными трансляторами с субмикронным разрешением. Компьютерная система управления позволяет контролировать процесс обработки и задавать параметры удаленно.

Технологический стенд для отработки технологии микрообработки материалов

Универсальный стенд для отработки и оптимизации технологий лазерной микрообработки широкого спектра материалов.

Ключевые характеристики:

•  Длины волн: 1064 нм и 532 нм
•  Ультракороткая длительность импульсов
•  Частота следования: 2–4000 кГц
•  Средняя мощность: 50 Вт
•  Максимальная энергия в импульсе: 1 мДж
•  Минимальный размер пятна: менее 10 мкм
•  Точность позиционирования: менее 0,1 мкм
•  Плотность энергии: до 20 Дж/см²
•  Гальвосканер, автофокусировка, система визуализации

Применения:

•  Сверхточная маркировка
•  Резка стекла, керамики, композитов
•  Лазерная очистка поверхностей
•  Скрайбирование
•  Прошивка отверстий диаметром менее 100 мкм
•  Профилирование поверхности
•  Сварка стекла и металлов

Обрабатываемые материалы: сверхтвердые и жаропрочные сплавы, стекло, сплавы с высокой теплопроводностью, керамика, композиты.

Примеры работ: очистка поверхности охлаждающей лопатки турбины от термостойкого керамического слоя, точечная приварка лазерных диодов, микролинзы на поверхности стекла, рез на синтетическом алмазе, сеточная структура из полиамида, сформированная лазерным спеканием.

Точечное приваривание лазерных диодов на поверхность металла

Отверстия, проплавленные в стенках ампулы толщиной 1 мм

Компания «Нордлэйз» специализируется на разработке и производстве лазерной техники, оптико-электронных систем и комплексов микрообработки с полным сервисным циклом.