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企業(yè)新聞

1mm/s切穿11mm碳化硅!光至科技QCW光纖激光器實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量精密切割

激光制造網(wǎng) 來源:光至科技2025-07-09 我要評論(0 )   

碳化硅(SiC)是一種由硅(Si)和碳(C)組成的化合物半導(dǎo)體材料,因其超高硬度(莫氏硬度9~9.5)、優(yōu)異的熱導(dǎo)率(120~270 W/m·K)及高溫穩(wěn)定性(熔點(diǎn)約2730°C),在...

碳化硅(SiC)是一種由硅(Si)和碳(C)組成的化合物半導(dǎo)體材料,因其超高硬度(莫氏硬度9~9.5)、優(yōu)異的熱導(dǎo)率(120~270 W/m·K)及高溫穩(wěn)定性(熔點(diǎn)約2730°C),在新能源汽車、電子制造、航空航天等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。然而,這些卓越特性也給加工環(huán)節(jié)(尤其切割)帶來巨大挑戰(zhàn)。能否實(shí)現(xiàn)高精度、高效率、低損傷(邊緣崩缺小、熱影響區(qū)可控)的切割,成為推動SiC器件產(chǎn)業(yè)化落地的關(guān)鍵因素之一。


一、水導(dǎo)激光切割 & QCW激光切割

水導(dǎo)激光切割與QCW激光切割是兩種各具優(yōu)勢的先進(jìn)激光加工技術(shù),適用于不同場景:


水導(dǎo)激光切割:通過高壓水束引導(dǎo)激光進(jìn)行切割,利用水的冷卻作用減少熱影響區(qū),切割質(zhì)量高,尤其適合對碳化硅這類高硬度、高導(dǎo)熱材料進(jìn)行高精度加工,能夠避免熱損傷和微裂紋,適用于半導(dǎo)體晶圓、精密光學(xué)元件等對表面質(zhì)量要求極高的小批量、高附加值產(chǎn)品。其設(shè)備成本高、維護(hù)復(fù)雜、切割速度相對較慢。


QCW激光切割:利用高能脈沖光束實(shí)現(xiàn)非接觸式去除材料,兼具高峰值功率和高平均功率,切割效率高、精度高、靈活性強(qiáng),對碳化硅的熱損傷小,且維護(hù)成本低。適合大規(guī)模量產(chǎn)場景,如碳化硅基板、功率器件等的加工,能夠滿足快速、高效、高質(zhì)量的生產(chǎn)需求。


兩種加工方式差異


二、光至科技QCW光纖激光器實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量精密切割


光至科技 QCW 光纖激光器憑借優(yōu)異的光束質(zhì)量穩(wěn)定的輸出功率以及高峰值功率特性在碳化硅切割領(lǐng)域表現(xiàn)出色,通過小脈寬高峰值切割優(yōu)化路徑動態(tài)調(diào)焦等工藝手段,成功攻克了高導(dǎo)熱、高硬度材料切割中的難題。


YFQCW-450-SM


工藝驗(yàn)證:不同厚度碳化硅切割實(shí)例


1、2mm碳化硅切割

加工圖形:六邊形,外接圓φ25mm,中心圓孔為φ5mm

加工效率:切割速度約為3mm/s,單件總加工時間2分30秒

加工效果:切縫均勻、無明顯崩邊或熔瘤,邊緣整潔


2、4mm碳化硅切割

加工圖形:外形尺寸為38 mm × 50 mm,內(nèi)孔尺寸為8 mm × 18 mm

加工效率:切割速度為2 mm/s,總加工時間約13分鐘

加工效果:切割面穩(wěn)定,邊緣整齊,正反面質(zhì)量一致


3、7mm碳化硅切割

加工圖形:外形尺寸為15 mm × 25 mm,孔徑為6 mm

加工效率:加工速度保持在1 mm/s,實(shí)現(xiàn)厚件高效加工

加工效果:錐度小,可切小孔


4、11mm碳化硅切割

加工圖形:外形尺寸為100mm直線

加工效率:加工速度依然保持在1 mm/s,實(shí)現(xiàn)厚件高效加工

加工效果:直線切割,斷面垂直

三、碳化硅切割工藝總結(jié)


通過大量實(shí)測與工藝優(yōu)化,光至科技總結(jié)出以下關(guān)鍵經(jīng)驗(yàn):


激光器性能要求:由于碳化硅材料導(dǎo)熱率高,激光器需要具備高峰值、大能量和小脈寬的特性。


切割路徑優(yōu)化:通過優(yōu)化的切割路徑,可有效擴(kuò)寬割縫,從而提高切割效率并改善加工質(zhì)量。


厚材加工方式:對于較厚的碳化硅材料,可采用雙面切割工藝,減少正面進(jìn)刀次數(shù),避免因進(jìn)刀次數(shù)過多導(dǎo)致焦點(diǎn)位置變化,進(jìn)而引發(fā)材料表面崩邊等問題。


四、選擇光至科技QCW光纖激光器的五大理由


  • 高效率 :相比水導(dǎo)激光切割,QCW光纖激光器切割速度更快,可大幅縮短加工周期,提高生產(chǎn)效率,尤其適用于大規(guī)模生產(chǎn)。


  • 高精度與低損傷 :精準(zhǔn)的能量控制和動態(tài)調(diào)焦技術(shù),確保切割邊緣整齊、光滑,無明顯崩邊或熔瘤,熱影響區(qū)小,滿足高精度加工需求。


  • 高可靠性 :光至科技憑借深厚的技術(shù)積累和嚴(yán)格的質(zhì)量控制,確保 QCW 激光器性能穩(wěn)定可靠,連續(xù)運(yùn)行時間長,減少停機(jī)維護(hù)時間,保障生產(chǎn)的連續(xù)性。


  • 高靈活性 :非接觸式加工方式,可輕松應(yīng)對復(fù)雜圖形和異形切割,適應(yīng)多樣化的產(chǎn)品設(shè)計需求,為產(chǎn)品創(chuàng)新提供更多可能性。


  • 低成本 :QCW光纖激光器無需耗材、免維護(hù),成本遠(yuǎn)低于水導(dǎo)系統(tǒng),長期使用成本優(yōu)勢明顯,助力企業(yè)降本增效。


碳化硅代表著未來高性能材料的發(fā)展方向,其高效精密加工能力是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級的核心環(huán)節(jié)。光至科技堅持以應(yīng)用需求為導(dǎo)向,持續(xù)優(yōu)化QCW激光器的產(chǎn)品性能與工藝數(shù)據(jù)庫支持,致力于為客戶提供高效率、高可靠性、低成本的激光加工解決方案,加速行業(yè)從“可加工”走向“優(yōu)加工”,助力產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

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