Auf der SPIE Photonics West in San Francisco, Kalifornien, präsentierte der Hochleistungsdiodenlaserspezialist Laserline, Inc. Laserlösungen für industrielle Schlüsselanwendungen wie die Herstellung elektrischer Kupferkomponenten, die Halbleiterbearbeitung und die Trocknung von Lithium-Ionen-Batterien. Einer der Technologieführer auf dem Gebiet der infraroten und blauen Diodenlaser, hat Laserline einen blauen CW-Laser mit 4 kW Ausgangsleistung und einen blauen 200-W-Pulslaser im Portfolio.
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Mit dem LDFblue 4000, dem weltweit ersten kommerziell erhältlichen blauen Diodenlaser mit 4 kW CW-Ausgangsleistung, unterstreicht Laserline sein Know-how bei Industrielasern im blauen Wellenlängenspektrum. Die Produktpalette deckt einen Bereich startend bei 400 W ab und ist in drei Strahlqualitäten mit Strahlführungskabeln von 400 oder 600 µm Durchmesser erhältlich.
Blaue Diodenlaser sind im Vergleich zu konventionellen Hochleistungslasern im sichtbaren Bereich wesentlich energieeffizienter, was zu deutlich geringeren Betriebskosten führt. Als reine Halbleiterlaser sind sie praktisch wartungsfrei. Der herausragende Leistungsbereich und die Möglichkeiten der Strahlformung eröffnen ein breites Spektrum bisher ungenutzter Anwendungen wie die Oberflächenmodifikation von Halbleitermaterialien und das Abtragen dünner Schichten.
Haupteinsatzgebiete der blauen Hochleistungslaser sind das Kupferschweißen und die Kupferbeschichtung sowie die additive Fertigung. Ihre Wellenlänge von 445 nm wird von Kupferlegierungen zehnmal besser absorbiert als Infrarotstrahlung, was zu nahezu perfekten Schmelzbädern ohne Poren und Spritzer in einem Dickenbereich bis 2 mm führt. In der additiven Fertigung von Kupferbauteilen bis zur Größe von Raketentriebwerken ermöglicht er mehr als fünfmal höhere Aufbauraten als Infrarotlaser und einen weit überdurchschnittlichen Pulverwirkungsgrad bis 90 Prozent.
Zusätzlich zu den blauen CW-Systemen war auf dem Stand ein neuer gepulster blauer 200-W-Prototyp-Diodenlaser zu sehen. Er zeichnet sich durch Pulsdauern von unter 1 µs und einen Linienfleck von 2 mm x < 100µm für moderne Front-End-Halbleiteranwendungen aus. Er zeigt die Fähigkeit von Laserline, Produkte an spezifische Anwendungsanforderungen anzupassen.
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Außerdem wurden Lösungen für die neuesten Innovationen im Bereich des Halbleiter-Packaging gezeigt, wie das Laser Assisted Bonding (LAB). LAB bietet Vorteile gegenüber herkömmlichen Bonding-Methoden wie Reflow-Öfen. Die präzise Energiezufuhr von Diodenlasersystemen, die unsere OTZ-Zoom-Optik nutzen, führt zu einer geringeren thermischen Belastung und damit zu einer deutlichen Reduzierung des Verzugs. Dieser Ansatz ist besonders nützlich für dünne Substrate und bietet eine ausgezeichnete Stabilität bei unterschiedlichen Gehäusetypen. LAB-Lösungen bieten ebenfalls eine erhebliche Verbesserung der Produktionskosten, da sie im Vergleich zu Reflow-Ofen-Lösungen weniger Platz und Energie benötigen und gleichzeitig einen hohen Durchsatz gewährleisten. Direct-Chip-Attachment-Anwendungen mit Abmessungen von 3 x 3 bis 100 x 100 mm² und Materialstärken zwischen 50 und 780 Mikrometern werden in der modernen Massenproduktion eingesetzt.
Abgerundet wurde der Laserline-Stand durch die Präsentation von diodenlaserbasierenden Trocknungsprozessen für Batteriefolien als Ergänzung zu heißluftbasierten Öfen. LIB-Batteriezellen werden aus doppelseitigen Kupfer- und Aluminiumfolien hergestellt, die mit den aktiven Batteriematerialien nass beschichtet werden. Konventionelle Trocknungsanlagen benötigen große Mengen an sehr teurem trockenem Produktionsraum moderner GigaFabs und verbrauchen rund 30 Prozent des gesamten Energieverbrauchs bei der Zellproduktion.
Forschungseinrichtungen sowie verschiedene Pilotlinien weltweit haben gezeigt, dass der Einsatz von Hochleistungsdiodenlasern die Trocknungsleistung steigert und den Platzbedarf für die Trocknung in etwa halbiert. Die Systeme von Laserline verfügen über eine Leistung von typischerweise 15 bis 30 KW, eine enge IR-Lichtabstrahlung, ein präzises Top-Hat-Strahlprofil mit einer Breite bis 1,4 m und eine führende Energieeffizienz von über 50 Prozent. Die Anwender profitieren von 28 Prozent geringeren Betriebskosten (OpEx) und 19 P rozent geringeren Investitionskosten im Vergleich zu herkömmlichen Öfen.
Web:
www.laserline.com
