超快、超精密光束轉(zhuǎn)向技術(shù)在微材料加工中的發(fā)展

具有聲光偏轉(zhuǎn)器和可配置驅(qū)動(dòng)器的飛秒激光束的高精度轉(zhuǎn)向可為微材料和微電子制造商提供最快的處理速度。制造商在設(shè)計(jì)微材料加工設(shè)備時(shí)必須考慮眾多因素的復(fù)雜相互作用。在最簡(jiǎn)單的層面上，最終的結(jié)果往往歸結(jié)為激光的極精確定位，以便以盡可能高的速率進(jìn)行激光切割，激光鉆孔，激光劃線或激光打標(biāo)。對(duì)于當(dāng)前用于智能手機(jī)，平板電腦，可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備的集成電路，所需的光束轉(zhuǎn)向精度可能令人吃驚：加工設(shè)備必須能夠鉆出微孔并劃出小于10μm的溝槽。用于微電子產(chǎn)品激光加工的光斑放置要求精度僅在幾微米范圍內(nèi)，而幾乎沒(méi)有熱影響區(qū)（HAZ）。此外，顯示器制造商必須以不斷縮小的分辨率在越來(lái)越大的基板上準(zhǔn)確地放置和維修像素電路，從歷史上看，用于微電子學(xué)和微材料加工的工業(yè)系統(tǒng)已經(jīng)合并了線性平臺(tái)，以在激光束下移動(dòng)大型基板，該基板可以是玻璃，硅，印刷電路板（PCB）或其他材料。隨著對(duì)越來(lái)越小的光斑尺寸和更精確的放置要求的增加以及激光脈沖頻率的增加，工具制造商在檢流計(jì)上安裝了一對(duì)反射鏡，以在x和y方向上控制激光束。但是，振鏡最終在機(jī)械上受到反射鏡質(zhì)量和伺服器速度的限制。結(jié)果，當(dāng)激光脈沖頻率超過(guò)1MHz時(shí)，振鏡就難以跟上并保持光斑放置精度。由于鏡子的線性運(yùn)動(dòng)，“隨機(jī)”進(jìn)入變得特別困難。

近年來(lái)，隨著超快脈沖激光器和1至5MHz脈沖頻率的推出，聲光偏轉(zhuǎn)器（AODF）與振鏡的組合使光束轉(zhuǎn)向變得更快，更準(zhǔn)確。AODF使用晶體和RF頻率的換能器來(lái)產(chǎn)生壓縮波，這些壓縮波像光柵一樣衍射激光束。改變那些壓縮波的RF頻率等效于改變光柵的間距。在微材料加工中，角度會(huì)快速變化，從而在微秒內(nèi)重新定向脈沖。但是，AODF會(huì)增加系統(tǒng)的成本，并且偏轉(zhuǎn)角度有限，會(huì)在較小的電?。?至30 mrad）上“擺動(dòng)”。此外，AODF所要獲得的速度和準(zhǔn)確性的內(nèi)在優(yōu)勢(shì)，需要一個(gè)高性能的RF驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)高速接口來(lái)定義信號(hào)頻率，所傳遞的激光功率（振幅）和均勻的相位。在許多應(yīng)用中，所提供的增加的成本和復(fù)雜性完全可以通過(guò)工具性能的其他無(wú)法實(shí)現(xiàn)的改進(jìn)來(lái)證明。

聲光偏轉(zhuǎn)器原理圖

飛秒激光脈沖重復(fù)頻率現(xiàn)在為5到10MHz，可以容納小于10μm的光斑大小。隨著成本的降低，生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商越來(lái)越多地將這些激光器集成到新的工具設(shè)計(jì)中。皮秒和飛秒激光的高峰值脈沖能量會(huì)導(dǎo)致激光波長(zhǎng)處的燒蝕，該波長(zhǎng)可能是IR，可見(jiàn)光或UV。燒蝕使多余的材料升華，這是一種純凈的解決方案，消除了后處理并改善了深度控制。

一些供應(yīng)商選擇紫外激光器是因?yàn)樗鼈兙哂袦p小光斑尺寸和HAZ的出色能力。例如，英國(guó)古奇公司的4200系列AODF經(jīng)過(guò)優(yōu)化，可精確控制紫外激光。該產(chǎn)品的中心頻率為210MHz，RF帶寬為130MHz，在整個(gè)30mrad的掃描角度下，衍射效率通常為83％?，F(xiàn)在，許多OEM制造商正在將其用于最新的微電子處理工具。

英國(guó)古奇聲光偏轉(zhuǎn)器AODF

對(duì)于XY光束轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，需要一對(duì)AODF-每個(gè)軸一個(gè)。指導(dǎo)每個(gè)設(shè)備的控制器之間的時(shí)序必須嚴(yán)格同步，這一點(diǎn)很重要。聲光偏轉(zhuǎn)器（AODF）6000系列的驅(qū)動(dòng)器功能之一是使用單個(gè)驅(qū)動(dòng)程序系統(tǒng)一次即可獨(dú)立控制兩個(gè)AOD。AODF 6000驅(qū)動(dòng)器用單個(gè)設(shè)備代替了兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器及其相應(yīng)的放大器，該設(shè)備由兩個(gè)獨(dú)立的15 W射頻輸出通道和雙快速并行接口組成，該接口可以同時(shí)控制具有順序或預(yù)加載制造模式的兩個(gè)光束。因此，AODF 6000系列驅(qū)動(dòng)器可以實(shí)現(xiàn)比單個(gè)RF驅(qū)動(dòng)器高兩倍的性能，并降低了功耗，占用空間和成本。

英國(guó)古奇聲光偏轉(zhuǎn)器AODF 6000系列驅(qū)動(dòng)器

AODF 6000系列驅(qū)動(dòng)器提供三個(gè)頻段范圍（20到150MHz，40到245MHz或140到450MHz）。默認(rèn)情況下，驅(qū)動(dòng)程序以獨(dú)立模式運(yùn)行，該模式由高速并行接口控制。此外，主機(jī)PC可以通過(guò)USB接口和簡(jiǎn)單的命令集來(lái)控制設(shè)備，從而可以根據(jù)具體情況控制和優(yōu)化不同的功能。例如，具有相位控制的多路復(fù)用器模式可以使兩個(gè)相同的輸出信號(hào)動(dòng)態(tài)地同相移相，以控制兩個(gè)元件的相控陣AODF。波形可以預(yù)加載并全速播放以執(zhí)行所需的消融模式。多音調(diào)配置使每個(gè)通道能夠獨(dú)立生成具有單獨(dú)定義的幅度和相位的多個(gè)獨(dú)特音調(diào)，以有效地將單個(gè)輸入光束分成多個(gè)光束。

聲光偏轉(zhuǎn)器設(shè)備已經(jīng)使用了三十多年。激光脈沖能量和重復(fù)頻率高于1MHz的最新進(jìn)展已導(dǎo)致對(duì)高速精確光束控制的需求。我們的AODF設(shè)備非常適合此應(yīng)用。我們新的AODF驅(qū)動(dòng)器的速度和可重新配置性功能是用于控制超高性能，高精度OEM應(yīng)用（包括通過(guò)鉆孔，微加工系統(tǒng)和光學(xué)檢查系統(tǒng)）中的AODF設(shè)備的下一代解決方案。AODF 6000系列驅(qū)動(dòng)器信息可在此處在線獲得。

考慮購(gòu)買的總體價(jià)值與構(gòu)建自己的復(fù)雜光束轉(zhuǎn)向解決方案相比，新特光電可能是個(gè)不錯(cuò)的選擇。尋找一站式服務(wù)的技術(shù)專家，新特光電可以就諸如激光類型（波長(zhǎng)，脈沖持續(xù)時(shí)間，光束形狀）和材料特性（熱，機(jī)械和光學(xué)）等關(guān)鍵細(xì)節(jié)，為您提供整套聲光或電光系統(tǒng)組件的建議，歡迎聯(lián)系我們。