激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”、“奇异的光”。它的亮度约为太阳光的100亿倍。六十年前，美国年轻的物理学家梅曼成功研制了人类历史上第一台激光器——红宝石激光器，每年的5月16日，激光的诞生日，被定为“国际光日”。目前，激光已经广泛应用于工业生产与日常生活。

伴随全球半导体市场的升级，国内设备厂商也迎来新的发展机遇。半导体设备作为国产化的核心领域，对于中国半导体产业链安全具有重大意义。近年来，多重因素影响下，本土设备厂商验证与导入速度也在加快。其中 “切割”领域成为关注亮点之一。尤其是晶圆切割，激光的发展将进一步助力我国半导体国产化进程。

激光切割

什么是激光切割

早在上世纪 70 年代，激光就被首次用于切割。在现代工业生产中，激光切割更被广泛应用于钣金，塑料、玻璃、陶瓷、半导体以及纺织品、木材和纸质等材料加工。

激光切割作为一种精密的加工方法，几乎可以切割所有的材料，包括薄金属板的二维切割或三维切割、石墨烯、碳纤维等薄膜材料以及碳化硅、金刚石等硬脆难加工材料。尤其是这几年激光切割在精密加工和微加工领域的应用获得实质的增长。

激光切割的简介和分类

激光切割是由激光器所发出的水平激光束经45°全反射镜变为垂直向下的激光束，后经透镜聚焦，在焦点处聚成一极小的光斑，光斑照射在材料上时，使材料很快被加热至汽化温度，蒸发形成孔洞，随着光束对材料的移动，并配合辅助气体（有二氧化碳气体，氧气，氮气等）吹走熔化的废渣，使孔洞连续形成宽度很窄的（如0.1 mm左右）切缝，完成对材料的切割。主要分为汽化切割、熔化切割、氧气切割、划片与控制断裂等几大类。目前常见的激光光源有五大类，气体激光器、固体激光器、半导体激光器、光纤激光器和染料激光器。其中在工业加工领域最常使用的就是CO2激光器和光纤激光器。

激光切割的原理

激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。激光切割属于热切割方法之一。许多参数都会影响激光切割过程，其中一些取决于激光器和机床的技术性能，而另一些是变化的。例如偏振度、焦点直径、焦点位置、激光功率、切割速度、工作模式、气体纯度和气压……

激光切割中常用的激光光源

在激光切割中常用到的几种光源，光纤（红光）、紫光（紫外）、绿光，不同的光源应用于不同的材料，跟据需加工材料的特性、材料的厚度、加工质量要求以及对激光光束质量、热影响要求越高的，对激光波段的吸收不一样，选用的激光切割机也会不同。比如说在切割铝基板、铜基板、陶瓷基板采用的是红外光纤激光器，与传统的金属激光切割一样，也是一次性成型，采用的是固定聚焦头模式，通常称为准直聚焦头。而切割玻纤布基板、复合基板、纸基板、树脂基板等材料时候采用的是紫外或绿光激光器，通过振镜扫描的模式一层层扫描剥离，形成切割。

光纤（红光）

光纤的波长为1064nm，具有高稳定性，而且精度高、运行速度快、加工成本低，激光功率更大，同时热影响也更大。可切割材料的种类多，适合大件产品的加工；

光纤适用材料：不锈钢板、铝基板、陶瓷基板、铜基板、PCB、陶瓷片、碳钢、铝合金、黄铜、紫铜、酸洗板、镀锌板、硅钢板、电解板、钛合金、锰合金等，适用于各种金属类材料切割；

绿光

绿光采用的是532nm波段激光，绿光相对光纤激光要稍好，热影响较小。它的光斑很小，焦距更短，属于冷加工模式，在精密切割加工方面有着不可代替的作用，尤其在线路板、玻璃，陶瓷，珠宝，眼镜等行业常常可以看到他们的身影。

绿光适用材料：覆盖膜、FPC软板、PCB软硬板、PET/PI/PP等柔性薄膜、超薄玻璃、陶瓷基板等材料精密切割；

紫外（紫光）