새로운 고출력 UV 레이저, Coherent AVIA LX 을 소개합니다

최신형 Coherent AVIA LX 나노초 자외선 (UV) 레이저는 높은 출력, 신뢰성, 긴 수명을 독보적으로 결합하여, 특히 마이크로전자 제품 생산 분야에서정밀도 , 드릴링 및 미세 구조 가공 작업의 생산성을 크게 향상시킵니다. 구체적으로, 이 AVIA LX 는 355nm에서 30W(펄스 에너지 500μJ)를 출력하며, 스팟 이동 현상 없이 무려 20,000시간에 달하는 탁월한 주파수 3배 증폭 크리스털 수명을 자랑합니다. 이는 공정 일관성을 높이고 유지보수 중단 시간을 줄여줍니다.

마이크로전자 공정에 UV 레이저가 유용한 이유

자외선(UV) 레이저는 특히 마이크로전자공학 및 디스플레이 제조 분야에서 다양한 산업용 작업에 활용됩니다 . 이는 자외선이 미세 가공 및 기타 구조 형성 작업을 더 정밀도 수행할 수 있게 정밀도 부품에 가해지는 열 손상을 최소화하는 독특한 특성을 지니고 있기 때문입니다.

자외선 레이저가 이러한 작업을 수행할 수 있는 데에는 세 가지 주요 이유가 있습니다. 첫째, 플라스틱, 유기 물질, 금속, 반도체 등 거의 모든 물질이 자외선을 강하게 흡수합니다. 따라서 레이저 에너지 물질을 그냥 통과하는 대신 레이저 에너지 가공합니다. 또한 이러한 특성 덕분에 자외선 레이저는 마이크로전자공학 및 기타 산업 분야에서 점점 더 많이 사용되는 복합 재료와 다층 재료를 가공하는 데 특히 적합합니다.

둘째, 높은 흡수 자외선 레이저 광선이 재료 내부로 깊숙이 침투하지 못함을 흡수 , 이로 인해 소위 “열영향부(HAZ)”의 크기를 효과적으로 최소화할 수 있습니다. 열영향부(HAZ)란 레이저로 생성된 구조물(절단면, 구멍 등)을 둘러싼 영역으로, 레이저 광선에 의해 손상되거나 물성이 변할 수 있는 부분을 말합니다.

셋째, 자외선은 파장 더 긴 파장 적외선(IR)보다 더 잘 집광될 수 있습니다. 즉, 자외선 레이저를 사용하면 더 작은 구멍을 뚫거나 더 좁은 절단을 할 수 있습니다.

나노초 레이저, ‘최적의 조건’을 찾아내다

나노초 펄스 폭을 가진 다이오드 방식의 고체 레이저는 대부분의 제조업체에게 최적의 조건을 제공하기 때문에 산업용 자외선(UV) 광원으로 가장 널리 사용됩니다. 이 레이저는 와트당 비용 측면에서 경제성이 뛰어나며, 일반적으로 비교적 높은 펄스 반복률로 작동하고 상당히 높은 출력도 제공합니다. 이를 통해 비용 효율적이고 높은 생산성을 갖춘 제조가 가능합니다.

하지만 제조업체들은 항상 공정을 더욱 개선하고 비용을 절감하기 위해 노력하고 있습니다. 레이저 소스의 경우, 이는 대개 출력 향상을 의미하는데, 이는 일반적으로 공정 처리량을 늘릴 수 있기 때문입니다.

고체 UV 레이저로 이 작업을 수행할 때 딱 한 가지 작은 문제가 있습니다. (사실 문제는 여러 가지가 있지만, 여기서는 그중 하나만 다루겠습니다!) 그 이유는 고체 레이저가 적외선(IR)을 방출하기 때문입니다. 따라서 레이저 내부에는 적외선을 자외선으로 변환하기 위해 제3고조파 발생(THG) 결정이 사용됩니다.

하지만 대부분의 물질에서 자외선이 얼마나 잘 흡수되는지 기억하시나요? 이는 THG 결정 레이저 에너지 흡수 완전히 막는 것이 사실상 불가능하다는 뜻입니다. 게다가 THG 결정은 레이저 내부에 위치해 있기 때문에 엄청난 양의 자외선에 노출됩니다.

이 문제에 대한 한 가지 해결책은 레이저에 THG 결정체를 주기적으로 물리적으로 이동시키는 장치를 직접 내장하는 것입니다. 이 아이디어는 레이저 빔 결정체 내 특정 위치에서 치명적인 고장이 발생하기 전에, 레이저 빔 위치를 계속 바꾸는 데 있습니다.

이 방식은 효과가 뛰어나며, Coherent 수년 동안 자사 제품에 이를 적용해 Coherent . 하지만 당연히 이로 인해 레이저의 비용과 복잡성이 증가합니다. 게다가 결정체를 새로운 위치로 이동시킬 때마다 출력 전력 및 기타 빔 파라미터에 미세한 변화가 발생하는데, 이는 공정과 결과적으로 부품 품질에 영향을 미칠 수 있습니다.

Another approach is simply to ignore the problem altogether, and keep the THG crystal in a single spot until the laser dies. This makes the laser head much less expensive, and is a great idea as long as you don’t mind low laser reliability, poor output consistency, or short lifetime (<3000 hours).

마이크로전자 부품 제조를 위한 안정적인 UV 광원

이제 Coherent ‘PureUV’라고 부르는 더 나은 솔루션을 Coherent . 이는 사실 여러 가지 독자적인 결정 성장, 전처리 및 조립 공정을 결합한 기술입니다. 그 결과 흡수 매우 높은 품질과 낮은 자외선 흡수 갖춘 THG 결정이 흡수 단일 스팟에서 20,000시간 동안 유지보수 없이 작동할 수 있습니다. 따라서 스팟 이동이나 주기적인 가동 중단이 없으며, 레이저 파라미터의 변화도 없습니다. 그저 문제 없이 안정적인 성능을 발휘할 뿐입니다.

Coherent 결정 성장부터 최종 레이저 조립에 이르기까지 수직 통합형 공급업체이기 때문에 PureUV를 구현할 Coherent . 이를 통해 생산의 모든 단계를 완벽하게 통제할 수 있으며, 매우 엄격한 품질 및 공정 관리를 수행할 수 있습니다.

새로운 30W AVIA LX PureUV 기술을 적용한 당사의 첫 번째 제품입니다. 또한, 이 기술 덕분에 뛰어난 수명과 신뢰성을 동시에 보장하면서도 이처럼 높은 UV 출력 수준을 달성할 수 있었습니다.

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