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工業技術研究院

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高功率藍光雷射及加工應用技術

技術簡介

工研院高功率藍光雷射...(詳如圖說)
工研院高功率藍光雷射加工平台整合雷射源、掃描模組與製程控制,可提升銅、鋁等高反射金屬的吸收效率,支援精密銲接與高導電零件加工。

因應淨零減碳趨勢,驅動電動化大時代及雷射銲接鋁銅材料需求興起,其中高反射性之有色金屬如金、銀、銅鋁對近紅外光波段(Near-Infrared)之吸收率低,進行較厚板材加工時,需將功率提升至數kW,有噴濺及品質等問題.而藍光波段吸收率為近紅光之13倍(銅材),可提供另一解決方案,工研院投入藍光雷射源與相應加工製程研發,用以開啟下世代雷射應用新藍海。

特色與創新

開發機電模組並整合直接半導體光纖式光耦合架構提供高能量密度,結合國產高亮度藍光雷射二極體,達到國產自製之高穩定輸出藍光雷射源, 並建置測試場域打造創新光路應用系統,可符合國內應用需求。

技術規格

  • 平均功率:500~2kW
  • 雷射波長:450±20 nm
  • 聚焦光斑:560~1000 um
  • 具備直寫/掃描模組

應用與效益

有色金屬(鋁/銅及非鐵材料)對藍光吸收率為近紅外光波段之3~13倍,因此現行數kW雷射有新應用機會以數百瓦藍光雷射取代,具節電減碳效益。可應用高效薄銅散熱片或鋁製工件(散熱及電子產業);分流電阻器、電池模組、馬達電機銅線接合(電動車、車用產業),符合臺灣與國際目前新興產業需求。

工研院500W藍光雷射源可應用於銅材與高反射金屬加工,提升能量耦合效率與製程穩定性。
工研院500W藍光雷射源可應用於銅材與高反射金屬加工,提升能量耦合效率與製程穩定性。
Light absorption rate of copper at each laser wavelength (Reference  NASA Spectral Reflectances).
Light absorption rate of copper at each laser wavelength (Reference : NASA Spectral Reflectances).

100um 薄銅疊銲_上下層視角。
100um 薄銅疊銲_上下層視角。
銲接深度~200um
  • 銲接深度~200um。
  • 無氣孔現象。

≤1 mm 紅銅銲接。
≤1 mm 紅銅銲接。
≤2 mm 紅銅拚銲。
≤2 mm 紅銅拚銲。