脉冲光纤激光器的应用
在所有基于激光的材料加工应用中，微加工通常特指那些图案尺寸、材料自身尺寸或是材料厚度≤1 mm的细分领域。为了达到激光加工的尺寸要求，实际聚焦的光斑尺寸必须小得多，用这种光斑实现的钻孔孔径可能仅为数微米
在大多数微加工中，对于加工尺寸，或者相对于其他形貌定位的精确控制使人们对激光能量的应用以及能使光束移动至所需位置的移动系统提出了更为严苛的要求。这与其他激光微观加工/宏观加工，比如普通激光打标形成了鲜明的对比，因为用现成的光学器件和移动系统，要想使光斑尺寸小于30 mm是不可能的。IPG微加工系统专为精确加工控制而设计，应用领域包括微切割、划片、选择性材料清除等，已覆盖从微电子到医疗器械等多种行业。
低功率调Q脉冲纳秒光纤激光器在激光打标应用中具有无与伦比的性能优势，打标质量好、速度快，且灵活性高。相互匹配的光束质量与峰值功率组合，又为脉冲光纤激光器开辟了新的应用领域，如硅材料的高速钻孔。这种脉冲光纤激光器特别适合金属，陶瓷及大多数塑料材料的打标。此外，还有功率高达4 kW的高功率调Q脉冲激光器，可用于快速去漆以及大面积涂覆。（下面应用以德中DL500光纤激光加工系统为例）
1、通用打标与深雕
光纤激光器是广大电子消费品和工业品低成本激光打标的理想选择。材料可追溯性、防伪措施或产品识别等需求的增长需要一种快速可靠的打标工艺。激光技术最为通用体现在它无需接触表面或使用墨水染料即可实现材料表面的达标或深雕。 （1）、金属打标
大部分金属材料对近红外波长均有较好的吸收属性，这一点也是吸引人们将目标投向激光打标应用的主要原因之一。调Q光纤激光器及连续光纤激光器兼具光束质量好、机型设计紧凑、免维护等多重优势，可用于多种应用领域，特别适合于激光打标。单脉冲能量达到10 mJ，平均功率200 W的调Q光纤激光器能够提供较高的峰值功率及纳秒级脉冲周期，足可应对大多数材料。高峰值功率使其还具有加工金或铝等高反材料的性能，如重型齿轮、汽车器件的永久性打标等。
金属类型
· 不锈钢 · 工具钢 · 碳钢 · 镍合金 · 金及银 · 黄铜及铜 · 铝 · 钛
下图是德中DL500激光加工设备在厚度为5μm镀金层上打标：
（2）聚合物打标
聚合物打标在很大程度上依赖于基体材料、强化材料以及形成聚合物的其他成分。这意味着每批次聚合物的可打标性都会有所差异，甚至于同材料同批次的不同区域也会不尽相同，这也就是说，每一个打标应用过程都需要独特的参数设置。 调Q光纤激光器具有良好的光束质量及打标质量，速度1 µm/s，可满足绝大多数打标应用的需求。典型脉冲能量1 mJ的调Q光纤激光器能够提供高峰值功率，可进行多种聚合物材料的打标。高峰值密度使得那些以前难以标刻的材料，如尼龙、聚氨酯弹性体等，也不再成为难题。具有不同脉宽的激光器对敏感性打标的控制能力有所提升，比如聚碳酸酯的侵入式打标。这些激光器同时也能进行强化塑料打标，且显示出良好的打标质量及对比度。
某些聚合物还可以使用绿光及紫外线纳秒脉冲激光器打标。最典型的应用实例为二氧化钛（白色）聚合物，用紫外线激光器对该该聚合物进行打标时，会形成一种美观的浅灰色光泽，进一步提高对比度。 聚合物类型
· 聚碳酸酯 · 热塑性聚氨酯弹性体 · 尼龙 · 聚丙烯 · 聚乙烯（HDPE / LDPE） · ABS
2、打标及深雕工艺
在打标应用中，关于材料的考量因素无外乎以下三点：材料类型、颜色及表面光洁度。这些需求及环境因素将决定使用何种打标或深雕工艺。目前普遍使用的工艺有以下四种：
（1）. 蒸汽深雕
激光深雕是一种无需材料接触的烧蚀过程，其原理是通过汽化及熔渣清除过程，达到较高的表面光洁度，深雕深度控制在 0.5 mm之内。激光深雕性价比高，适用于工业、机器及航天器件的批量生产。此外，激光深雕还具有很高的灵活性，可以通过软件精确定义所需深雕的图形及文字。这种深雕工艺的优势主要是大幅降低设置成本、缩短深雕时间、图文精确设定，实现曲面打标。
（2）. 涂层清除
与蒸汽深雕类似，通过烧蚀将基材表面的涂层去除。这种方法能够形成卓越的对比度，同时不影响涂层底下的基材，可以去除涂料、油漆、或者是进行其他表面处理，通常用于阳极化铝、涂层金属、胶片或箔材的打标。
（3）. 黑色打标
“黑色打标“也就是”金属打标“，在这里我们所说的金属通常是指不锈钢。”黑色打标“的特点是形成一种黑色的氧化涂层，不会过多地熔化或破坏器械表面。人们常常错误地称之为”退火打标“，其实两者不同，前者在打标表面的光洁度方面具有显著的优势。由于并没有清除材料本身，所以打标过程完全不会破坏材料本身所具备的重要功能性或者是抗腐蚀性，比如不锈钢。
（4）. 激光着色
聚合物激光打标的结果往往取决于不同的激光作用机理，比如碳化及发泡。碳化（热化学加工工艺）形成黑色标记；如果是发泡，则会部分降解，在材料内部生成气泡，并通过光的散射，形成浅色标记。如果在聚合物中充入不同的添加剂，则可以通过调整光的吸收，或是改变化学反应，形成不同的着色。
3、微切割
微切割最典型的关注重点是切口位置的精确性，需确保切割过程中材料损失最小化，热损伤最小化，加工速度最大化。“高切割质量”其实是一种带有主观色彩的判断，取决于具体的应用领域，选择的激光系统，以及该微加工系统的配置。 IPG拥有独特的波束成形技术，多种激光器类型、多种光束传输系统，可以为客户提供具有高精确度的，经过生产验证的激光方案，帮助客户优化加工结果，并提供一定的灵活性，使客户可以根据特定的应用需求，调整工艺参数。
IPG单模准连续激光器和皮秒激光器是在微切割应用领域比较常用的两个系列，可提供的系统包括研发工作站（Ⅸ-100-C）、半自动微加工系统（Ⅸ-210）和全自动微加工系统（Ⅸ-6100和IX-280-F）。
（1）. 蓝宝石切割
蓝宝石切割多见于移动设备应用，比较典型的有显示屏盖切割，摄像头窗口切割以及位于显示屏盖内侧的打开传感器窗口切割。蓝宝石厚度范围介于0.1-3.0 mm。
（2）. 铜切割
IPG独有的拥有专利保护的线性光束技术，使客户可以在晶圆或薄膜上进行铜的切割。线性光束能够更好地利用现有激光功率，减少热效应，提高切割速度。 下图所示为设备分割中用到的铜晶圆切割样件图。
（3）. 陶瓷切割
IPG激光系统可以进行厚度不超过1 mm的陶瓷烧蚀、热切削及划线，得亏与定位控制和尺寸控制的精确度能够达到亚微米级。 下图所示为陶瓷辊棒上的精密凹槽。
（5）. 硅片切割
IPG硅片切割方案包括从较大晶圆上切割直径较小的晶片，太阳能电池小型化，或是硅模板切割。硅片厚度不超过1 mm。上图所示为700 µm晶圆小型化的俯视图和侧视图。硅片厚度400 mm。
（6）. 金刚石切割
下图为金刚石镜头切割图。
4、划线
LED芯片价格昂贵，所以晶圆是一种很贵的资产。紫外线激光器在划片时更紧密、更狭窄、更清洁，晶片破损更少，与传统的锯解工艺相比，单个晶圆得到的晶片更多，产量也更大。
IPG微系统被视为全球紫外线激光划片工艺的领导者，已获得业界的广泛认可，其系统精密度高，久经验证，可帮助客户优化加工结果，同时具有一定灵活性，使客户能够根据特定的应用需求，调整工艺参数。
在激光划片应用领域中用得比较多的是IX-100-C（研发工作站）、IX-210（可手动操作，也可自动操作），以及IX-6100（按最高产能配置的全自动操作及机器视角）。 （1）. 蓝宝石划片
利用IPG独有的拥有专利保护的线性光束工艺，可以进行LED蓝宝石晶圆划片。更狭窄的切缝意味着更高的晶片封装密度，也就是更高的晶片产量。线性光束能够更好地利用现有激光功率，减少热效应，提高产能。
下图所示为LED设备分割所进行的蓝宝石划片，切口宽度2.5 µm。
（2）. 硅晶圆划片
由于新应用的诞生和更薄晶圆的应用，激光工艺在硅晶圆划片领域中的重要性正在逐步超越传统的锯解工艺。 IPG激光系统可提供良好的边缘质量、残渣、破裂更少，是进行较薄晶圆划片的理想选择。
下图所示为硅晶圆划片，切口宽度7 µm，深度75 µm，最大划片速度达100mm/s。
（3）. GaP晶圆划片
一个激光划片系统的产能可以相当于，甚至是超越数个传统划片工具的总和。上图为以300 mm/s的速度进行深度为30-m的GaP划片，这个深度已经足够穿透250 µm厚的晶圆。在进行相同的划片操作时，紫外线激光器耗时最短仅为6分钟，而传统的锯解及金刚石切割工艺则需2小时。
（4）. GaAs晶圆划片
III-V芯片价格昂贵，所以晶圆是一种很贵的资产。紫外线激光器在划片时更紧密、更狭窄、更清洁，晶片损坏少，因此与传统的锯解工艺相比，单个晶圆得到的晶片更多，产量也更大。激光划片的主要优势就是边界干净、界限清晰，在这一点在GaAs晶圆划片中得以进一步发扬光大。
5、3D微钻孔
紫外激光器在大面积结构和三维微加工应用中均表现不俗。借助适合的光束和扫描系统技术，激光器可以在目标工件上加工出边沿清晰、纹理均匀一致的效果；同时，客户能够精确控制单个脉冲所能清除的材料的量，确保材料加工的高分辨率及高光洁度。在重复频率为400 Hz（高脉冲能量准分子激光器）时，典型清除速度为0.05-1.5 μm/脉冲。如果是重复单一图案，激光光刻本身也可以包含一排图案阵列。如果能进一步配合激光光刻和工件的移动，还可以创建更为大型和复杂的图案。
（1）. 用紫外线激光光刻系统统进行圆形图案微铣削
用圆形激光光刻，在目标工件上的成像为激光光刻的一半，然后将工作台设置为圆形移动，这样就可以形成所需的圆形图案。
（2）. 用紫外线激光器加工微流通道
繁复的激光光刻成像技术的问世，使更为复杂的形貌加工成为可能。使用高分辨率激光光刻，可以在较大面积范围内同时生成具有多重特点的复杂图案。 下图所示为用紫外线激光器加工微流通道，其特点是对深度的控制极为精确。
（3）. 带有凸起阵型的微铣削
下图为一个带有凸凹特点的复杂图案，这种微加工对于容差有相当高的要求。由于多数材料都会强烈吸收紫外线，再加上设计精密的成像系统及高精度移动控制，可确保得到平稳的、均匀的、雕刻性的图案，重复性达到亚微米级。
（4）. 复杂的3D图案
下图是另一个利用IPG成像系统实现的具有复杂几何特性的示例。IPG成像系统可实现在极小的面积范围内清除大量材料，同时实现对容差及深度的精确控制。
6、微钻孔
微钻孔应用包括通孔和盲孔，而且不同的应用需求可能需要的垂直侧壁或是锥形侧壁。孔径可以小至2 μm，排列精确度达到亚微米级。钻孔速率最大达1,000孔/秒。从热影响到激光耦合，每种材料总是会面临这样或那样的挑战。IPG系列激光器及光束传输技术，使客户能够根据不同应用的需求进行系统优化，实现生产的速度化及自动化。
在激光钻孔应用中，人们对于形状多样化和小孔径钻孔（
IPG陶瓷钻孔系统可根据应用需求，配置多种激光器及光束传输系统。氧化铝、氮化铝以及类似陶瓷材料的微钻孔应用（孔径
孔径最小可至不足10 μm，钻孔速度最大可达1,000孔/秒。下图所示为380 µm氧化铝，钻孔数量20,000个。
（2）. 金属钻孔
金属钻孔的材料类型包括不锈钢、黄铜、钼及合金等，孔的类型包括盲孔或通孔。孔的形状包括圆形和不规则形状。出口处的孔径可小至5μm。下图所示为在厚度为100μm的钼材上进行孔径为100μm的钻孔。
（3）. 聚合物钻孔
聚合物钻孔的材料类型包括聚酰亚胺，聚苯乙烯，聚氨酯及其他热敏感聚合物膜材等，孔的类型包括钻通孔或盲孔。孔径可小至2 μm。通常使用多孔、大视场紫外线加工，以获得高通量。下图所示为PMMA钻孔，入口孔径50 μm，出口孔径5 μm。
（4）. 聚酰亚胺钻孔
孔径可小至2μm。下图所示为带有方形沉头孔的喷墨打印机喷嘴。
（5）. 热塑性塑料钻孔
热塑性塑料钻孔表示在热塑性塑料上钻通孔或盲孔。孔径可小至2μm。通常使用多孔、大视场紫外线加工，以获得高通量。下图表示的是在1 mm ABS上进行孔径为30 µm的钻孔。
（6
）. SiN针测卡钻孔
激光钻孔应用对于形状多样化和小孔径钻孔（
380 µm的SiN材料进行高速微钻孔，厚度为380 µm时，时间不足2秒；当厚度降至
下图所示为光束紧密聚焦的高速钻孔示例：65x65 µm方孔，侧壁10 µm，SiN厚度为200 µm。
（7）. 玻璃钻孔
具有高重复频率和短波长的激光器是玻璃微钻孔的理想选择。这些激光器与IPG精密微细加工工作站相结合，可实现高质量的钻孔圆度、尖角切割、最小锥度，无破裂、碎屑最小化。
下图所示为在玻璃上进行孔径为1µm的钻孔。
7、盲孔钻孔
使用IPG专利准分子激光技术，可在厚度达2 mm范围内的材料上进行具有高深宽比的小锥度钻孔，比如在1 mm 厚的钨和尼龙磁盘进行孔径为25 µm的钻孔，或是在2 mm 厚的材料上进行孔径为50 µm的钻孔。
适合的照明光学器件能够输出适合的激光光束，并在曝露区域形成均匀一致的能量分布，典型波动范围
IPG的紫外线工作站可用于盲孔（以及通孔）应用领域，其中包括研发激光系统（IX-100-C
）、半自动（IX-255/260和 IX-280-F）及全自动（IX-6600）微加工系统。
（1）. 玻璃盲孔钻孔
玻璃在热应力下很容易破裂，而且对于近红外波长和可见光波长是透明的，所以在进行高精度激光钻孔时应用中是一种时特别困难的材料。
从1 ns谐波光纤激光器，到深紫外线准分子激光器，再到超短脉冲激光器，IPG提供的一系列具有短波长、窄脉宽的激光器，可对所有玻璃类型进行微加工。还可以加工较大阵列的微米级盲孔或通孔，厚度最大500 µm，控制精度达到亚微米级。
IPG激光系统的的一个典型应用就是在150 µm厚的玻璃上钻单一重复的沉头孔（1.5± 0.1 µm）。
下图所示为在400 µm厚的玻璃上钻孔径为50 µm的盲孔。
（2）. 聚酰胺盲孔阵列
借助掩模将复杂的图案投射在目标区域，就能实现不同尺寸和形状的三维形貌。如果使一个较大的区域（以“mm2”计）曝露于一个单脉冲，那么整个曝露区域都可以进行小至微米级的和/或不同图案同步加工。如下图所示。
（3）. 聚合物盲孔钻孔
利用紫外线烧蚀工艺可加工高密度图案，尺寸最小可至2 µm。如果用紫外线去除大量材料，那么投射在目标表面的总功率将是关键，需要特别关注光束利用因子。当掩模开放区域较大时，用准分子波束形状填充掩模可提高效率，如大量平行阵列，如下图所示。
8、选择性材料去除
在微电子、医疗器械、汽车及航空业及镀膜材料中，通常会用到聚合物，以便为高级工艺设备提供电器绝缘、生物兼容或恶劣环境保护等功能。这些保护性材料通常会附着在对应的三维部件上，并保持一致，所以该工艺必须确保整个部件不会留下任何未镀膜区域。以前清除涂层（无论是因为需要电器连接，还是因为影响维修）比较常用的方法是在涂覆涂层之前，使用胶带或膜材形式的物理掩模，或者是用刀片定义形状周长，将涂层剥离设置为后续加工步骤。
从细节层面上讲，材料之间各有差异，相应地激光参数（波长、脉冲能量、脉宽、功率密度、重复频率等等）也各有不同，这就需要谨慎考虑激光器的类型及操作条件。IPG拥有一支由材料科学博士组成的专业团队，专门致力于加工过程的优化。
深紫外线激光器是对金属衬底进行选择性材料清除的理想选择。对于聚合物而言，鉴于光子能量正好合乎碳与氢键之间的键离解能，所以大多数聚合物材料都能够很强烈地吸收波长
IPG推出的研发工作站（Ⅸ-100）、半自动化（Ⅸ-255）及全自动化（Ⅸ-6600）大批量生产系统是理想的选择性材料清除微加工工作站。
（1）. 线芯聚合物剥线
低能量激光源可用于在大块材料上进行涂层的选择性烧蚀。在这种情况下，涂层以低于衬底损伤阈值的能量密度进行烧蚀，能避免损伤材料。
对齐精度
（2）. 去除印刷电路板（PCB）帕利灵聚合物
帕利灵和其他保形涂层很容易从电子线路板和其他器件上去除，不会损伤脆弱的线路焊盘或是影响器件特性。
对齐精度
（3）. 去除太阳能玻璃板上的碲化镉（CdTe）
利用激光剥离工艺进行选择性材料清除，可从多层结构上去除单层材料，比如从太阳能玻璃板或是以ITO为衬底的太阳能电池板上去除CdTe薄膜。对齐精度
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地址：天津华苑环外海泰发展六道6号海泰绿色产业基地M8-3-101 电话：0086 22 83726901
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脉冲光纤激光器的应用
在所有基于激光的材料加工应用中，微加工通常特指那些图案尺寸、材料自身尺寸或是材料厚度≤1 mm的细分领域。为了达到激光加工的尺寸要求，实际聚焦的光斑尺寸必须小得多，用这种光斑实现的钻孔孔径可能仅为数微米
在大多数微加工中，对于加工尺寸，或者相对于其他形貌定位的精确控制使人们对激光能量的应用以及能使光束移动至所需位置的移动系统提出了更为严苛的要求。这与其他激光微观加工/宏观加工，比如普通激光打标形成了鲜明的对比，因为用现成的光学器件和移动系统，要想使光斑尺寸小于30 mm是不可能的。IPG微加工系统专为精确加工控制而设计，应用领域包括微切割、划片、选择性材料清除等，已覆盖从微电子到医疗器械等多种行业。
低功率调Q脉冲纳秒光纤激光器在激光打标应用中具有无与伦比的性能优势，打标质量好、速度快，且灵活性高。相互匹配的光束质量与峰值功率组合，又为脉冲光纤激光器开辟了新的应用领域，如硅材料的高速钻孔。这种脉冲光纤激光器特别适合金属，陶瓷及大多数塑料材料的打标。此外，还有功率高达4 kW的高功率调Q脉冲激光器，可用于快速去漆以及大面积涂覆。（下面应用以德中DL500光纤激光加工系统为例）
1、通用打标与深雕
光纤激光器是广大电子消费品和工业品低成本激光打标的理想选择。材料可追溯性、防伪措施或产品识别等需求的增长需要一种快速可靠的打标工艺。激光技术最为通用体现在它无需接触表面或使用墨水染料即可实现材料表面的达标或深雕。 （1）、金属打标
大部分金属材料对近红外波长均有较好的吸收属性，这一点也是吸引人们将目标投向激光打标应用的主要原因之一。调Q光纤激光器及连续光纤激光器兼具光束质量好、机型设计紧凑、免维护等多重优势，可用于多种应用领域，特别适合于激光打标。单脉冲能量达到10 mJ，平均功率200 W的调Q光纤激光器能够提供较高的峰值功率及纳秒级脉冲周期，足可应对大多数材料。高峰值功率使其还具有加工金或铝等高反材料的性能，如重型齿轮、汽车器件的永久性打标等。
金属类型
· 不锈钢 · 工具钢 · 碳钢 · 镍合金 · 金及银 · 黄铜及铜 · 铝 · 钛
下图是德中DL500激光加工设备在厚度为5μm镀金层上打标：
（2）聚合物打标
聚合物打标在很大程度上依赖于基体材料、强化材料以及形成聚合物的其他成分。这意味着每批次聚合物的可打标性都会有所差异，甚至于同材料同批次的不同区域也会不尽相同，这也就是说，每一个打标应用过程都需要独特的参数设置。 调Q光纤激光器具有良好的光束质量及打标质量，速度1 µm/s，可满足绝大多数打标应用的需求。典型脉冲能量1 mJ的调Q光纤激光器能够提供高峰值功率，可进行多种聚合物材料的打标。高峰值密度使得那些以前难以标刻的材料，如尼龙、聚氨酯弹性体等，也不再成为难题。具有不同脉宽的激光器对敏感性打标的控制能力有所提升，比如聚碳酸酯的侵入式打标。这些激光器同时也能进行强化塑料打标，且显示出良好的打标质量及对比度。
某些聚合物还可以使用绿光及紫外线纳秒脉冲激光器打标。最典型的应用实例为二氧化钛（白色）聚合物，用紫外线激光器对该该聚合物进行打标时，会形成一种美观的浅灰色光泽，进一步提高对比度。 聚合物类型
· 聚碳酸酯 · 热塑性聚氨酯弹性体 · 尼龙 · 聚丙烯 · 聚乙烯（HDPE / LDPE） · ABS
2、打标及深雕工艺
在打标应用中，关于材料的考量因素无外乎以下三点：材料类型、颜色及表面光洁度。这些需求及环境因素将决定使用何种打标或深雕工艺。目前普遍使用的工艺有以下四种：
（1）. 蒸汽深雕
激光深雕是一种无需材料接触的烧蚀过程，其原理是通过汽化及熔渣清除过程，达到较高的表面光洁度，深雕深度控制在 0.5 mm之内。激光深雕性价比高，适用于工业、机器及航天器件的批量生产。此外，激光深雕还具有很高的灵活性，可以通过软件精确定义所需深雕的图形及文字。这种深雕工艺的优势主要是大幅降低设置成本、缩短深雕时间、图文精确设定，实现曲面打标。
（2）. 涂层清除
与蒸汽深雕类似，通过烧蚀将基材表面的涂层去除。这种方法能够形成卓越的对比度，同时不影响涂层底下的基材，可以去除涂料、油漆、或者是进行其他表面处理，通常用于阳极化铝、涂层金属、胶片或箔材的打标。
（3）. 黑色打标
“黑色打标“也就是”金属打标“，在这里我们所说的金属通常是指不锈钢。”黑色打标“的特点是形成一种黑色的氧化涂层，不会过多地熔化或破坏器械表面。人们常常错误地称之为”退火打标“，其实两者不同，前者在打标表面的光洁度方面具有显著的优势。由于并没有清除材料本身，所以打标过程完全不会破坏材料本身所具备的重要功能性或者是抗腐蚀性，比如不锈钢。
（4）. 激光着色
聚合物激光打标的结果往往取决于不同的激光作用机理，比如碳化及发泡。碳化（热化学加工工艺）形成黑色标记；如果是发泡，则会部分降解，在材料内部生成气泡，并通过光的散射，形成浅色标记。如果在聚合物中充入不同的添加剂，则可以通过调整光的吸收，或是改变化学反应，形成不同的着色。
3、微切割
微切割最典型的关注重点是切口位置的精确性，需确保切割过程中材料损失最小化，热损伤最小化，加工速度最大化。“高切割质量”其实是一种带有主观色彩的判断，取决于具体的应用领域，选择的激光系统，以及该微加工系统的配置。 IPG拥有独特的波束成形技术，多种激光器类型、多种光束传输系统，可以为客户提供具有高精确度的，经过生产验证的激光方案，帮助客户优化加工结果，并提供一定的灵活性，使客户可以根据特定的应用需求，调整工艺参数。
IPG单模准连续激光器和皮秒激光器是在微切割应用领域比较常用的两个系列，可提供的系统包括研发工作站（Ⅸ-100-C）、半自动微加工系统（Ⅸ-210）和全自动微加工系统（Ⅸ-6100和IX-280-F）。
（1）. 蓝宝石切割
蓝宝石切割多见于移动设备应用，比较典型的有显示屏盖切割，摄像头窗口切割以及位于显示屏盖内侧的打开传感器窗口切割。蓝宝石厚度范围介于0.1-3.0 mm。
（2）. 铜切割
IPG独有的拥有专利保护的线性光束技术，使客户可以在晶圆或薄膜上进行铜的切割。线性光束能够更好地利用现有激光功率，减少热效应，提高切割速度。 下图所示为设备分割中用到的铜晶圆切割样件图。
（3）. 陶瓷切割
IPG激光系统可以进行厚度不超过1 mm的陶瓷烧蚀、热切削及划线，得亏与定位控制和尺寸控制的精确度能够达到亚微米级。 下图所示为陶瓷辊棒上的精密凹槽。
（5）. 硅片切割
IPG硅片切割方案包括从较大晶圆上切割直径较小的晶片，太阳能电池小型化，或是硅模板切割。硅片厚度不超过1 mm。上图所示为700 µm晶圆小型化的俯视图和侧视图。硅片厚度400 mm。
（6）. 金刚石切割
下图为金刚石镜头切割图。
4、划线
LED芯片价格昂贵，所以晶圆是一种很贵的资产。紫外线激光器在划片时更紧密、更狭窄、更清洁，晶片破损更少，与传统的锯解工艺相比，单个晶圆得到的晶片更多，产量也更大。
IPG微系统被视为全球紫外线激光划片工艺的领导者，已获得业界的广泛认可，其系统精密度高，久经验证，可帮助客户优化加工结果，同时具有一定灵活性，使客户能够根据特定的应用需求，调整工艺参数。
在激光划片应用领域中用得比较多的是IX-100-C（研发工作站）、IX-210（可手动操作，也可自动操作），以及IX-6100（按最高产能配置的全自动操作及机器视角）。 （1）. 蓝宝石划片
利用IPG独有的拥有专利保护的线性光束工艺，可以进行LED蓝宝石晶圆划片。更狭窄的切缝意味着更高的晶片封装密度，也就是更高的晶片产量。线性光束能够更好地利用现有激光功率，减少热效应，提高产能。
下图所示为LED设备分割所进行的蓝宝石划片，切口宽度2.5 µm。
（2）. 硅晶圆划片
由于新应用的诞生和更薄晶圆的应用，激光工艺在硅晶圆划片领域中的重要性正在逐步超越传统的锯解工艺。 IPG激光系统可提供良好的边缘质量、残渣、破裂更少，是进行较薄晶圆划片的理想选择。
下图所示为硅晶圆划片，切口宽度7 µm，深度75 µm，最大划片速度达100mm/s。
（3）. GaP晶圆划片
一个激光划片系统的产能可以相当于，甚至是超越数个传统划片工具的总和。上图为以300 mm/s的速度进行深度为30-m的GaP划片，这个深度已经足够穿透250 µm厚的晶圆。在进行相同的划片操作时，紫外线激光器耗时最短仅为6分钟，而传统的锯解及金刚石切割工艺则需2小时。
（4）. GaAs晶圆划片
III-V芯片价格昂贵，所以晶圆是一种很贵的资产。紫外线激光器在划片时更紧密、更狭窄、更清洁，晶片损坏少，因此与传统的锯解工艺相比，单个晶圆得到的晶片更多，产量也更大。激光划片的主要优势就是边界干净、界限清晰，在这一点在GaAs晶圆划片中得以进一步发扬光大。
5、3D微钻孔
紫外激光器在大面积结构和三维微加工应用中均表现不俗。借助适合的光束和扫描系统技术，激光器可以在目标工件上加工出边沿清晰、纹理均匀一致的效果；同时，客户能够精确控制单个脉冲所能清除的材料的量，确保材料加工的高分辨率及高光洁度。在重复频率为400 Hz（高脉冲能量准分子激光器）时，典型清除速度为0.05-1.5 μm/脉冲。如果是重复单一图案，激光光刻本身也可以包含一排图案阵列。如果能进一步配合激光光刻和工件的移动，还可以创建更为大型和复杂的图案。
（1）. 用紫外线激光光刻系统统进行圆形图案微铣削
用圆形激光光刻，在目标工件上的成像为激光光刻的一半，然后将工作台设置为圆形移动，这样就可以形成所需的圆形图案。
（2）. 用紫外线激光器加工微流通道
繁复的激光光刻成像技术的问世，使更为复杂的形貌加工成为可能。使用高分辨率激光光刻，可以在较大面积范围内同时生成具有多重特点的复杂图案。 下图所示为用紫外线激光器加工微流通道，其特点是对深度的控制极为精确。
（3）. 带有凸起阵型的微铣削
下图为一个带有凸凹特点的复杂图案，这种微加工对于容差有相当高的要求。由于多数材料都会强烈吸收紫外线，再加上设计精密的成像系统及高精度移动控制，可确保得到平稳的、均匀的、雕刻性的图案，重复性达到亚微米级。
（4）. 复杂的3D图案
下图是另一个利用IPG成像系统实现的具有复杂几何特性的示例。IPG成像系统可实现在极小的面积范围内清除大量材料，同时实现对容差及深度的精确控制。
6、微钻孔
微钻孔应用包括通孔和盲孔，而且不同的应用需求可能需要的垂直侧壁或是锥形侧壁。孔径可以小至2 μm，排列精确度达到亚微米级。钻孔速率最大达1,000孔/秒。从热影响到激光耦合，每种材料总是会面临这样或那样的挑战。IPG系列激光器及光束传输技术，使客户能够根据不同应用的需求进行系统优化，实现生产的速度化及自动化。
在激光钻孔应用中，人们对于形状多样化和小孔径钻孔（
IPG陶瓷钻孔系统可根据应用需求，配置多种激光器及光束传输系统。氧化铝、氮化铝以及类似陶瓷材料的微钻孔应用（孔径
孔径最小可至不足10 μm，钻孔速度最大可达1,000孔/秒。下图所示为380 µm氧化铝，钻孔数量20,000个。
（2）. 金属钻孔
金属钻孔的材料类型包括不锈钢、黄铜、钼及合金等，孔的类型包括盲孔或通孔。孔的形状包括圆形和不规则形状。出口处的孔径可小至5μm。下图所示为在厚度为100μm的钼材上进行孔径为100μm的钻孔。
（3）. 聚合物钻孔
聚合物钻孔的材料类型包括聚酰亚胺，聚苯乙烯，聚氨酯及其他热敏感聚合物膜材等，孔的类型包括钻通孔或盲孔。孔径可小至2 μm。通常使用多孔、大视场紫外线加工，以获得高通量。下图所示为PMMA钻孔，入口孔径50 μm，出口孔径5 μm。
（4）. 聚酰亚胺钻孔
孔径可小至2μm。下图所示为带有方形沉头孔的喷墨打印机喷嘴。
（5）. 热塑性塑料钻孔
热塑性塑料钻孔表示在热塑性塑料上钻通孔或盲孔。孔径可小至2μm。通常使用多孔、大视场紫外线加工，以获得高通量。下图表示的是在1 mm ABS上进行孔径为30 µm的钻孔。
（6
）. SiN针测卡钻孔
激光钻孔应用对于形状多样化和小孔径钻孔（
380 µm的SiN材料进行高速微钻孔，厚度为380 µm时，时间不足2秒；当厚度降至
下图所示为光束紧密聚焦的高速钻孔示例：65x65 µm方孔，侧壁10 µm，SiN厚度为200 µm。
（7）. 玻璃钻孔
具有高重复频率和短波长的激光器是玻璃微钻孔的理想选择。这些激光器与IPG精密微细加工工作站相结合，可实现高质量的钻孔圆度、尖角切割、最小锥度，无破裂、碎屑最小化。
下图所示为在玻璃上进行孔径为1µm的钻孔。
7、盲孔钻孔
使用IPG专利准分子激光技术，可在厚度达2 mm范围内的材料上进行具有高深宽比的小锥度钻孔，比如在1 mm 厚的钨和尼龙磁盘进行孔径为25 µm的钻孔，或是在2 mm 厚的材料上进行孔径为50 µm的钻孔。
适合的照明光学器件能够输出适合的激光光束，并在曝露区域形成均匀一致的能量分布，典型波动范围
IPG的紫外线工作站可用于盲孔（以及通孔）应用领域，其中包括研发激光系统（IX-100-C
）、半自动（IX-255/260和 IX-280-F）及全自动（IX-6600）微加工系统。
（1）. 玻璃盲孔钻孔
玻璃在热应力下很容易破裂，而且对于近红外波长和可见光波长是透明的，所以在进行高精度激光钻孔时应用中是一种时特别困难的材料。
从1 ns谐波光纤激光器，到深紫外线准分子激光器，再到超短脉冲激光器，IPG提供的一系列具有短波长、窄脉宽的激光器，可对所有玻璃类型进行微加工。还可以加工较大阵列的微米级盲孔或通孔，厚度最大500 µm，控制精度达到亚微米级。
IPG激光系统的的一个典型应用就是在150 µm厚的玻璃上钻单一重复的沉头孔（1.5± 0.1 µm）。
下图所示为在400 µm厚的玻璃上钻孔径为50 µm的盲孔。
（2）. 聚酰胺盲孔阵列
借助掩模将复杂的图案投射在目标区域，就能实现不同尺寸和形状的三维形貌。如果使一个较大的区域（以“mm2”计）曝露于一个单脉冲，那么整个曝露区域都可以进行小至微米级的和/或不同图案同步加工。如下图所示。
（3）. 聚合物盲孔钻孔
利用紫外线烧蚀工艺可加工高密度图案，尺寸最小可至2 µm。如果用紫外线去除大量材料，那么投射在目标表面的总功率将是关键，需要特别关注光束利用因子。当掩模开放区域较大时，用准分子波束形状填充掩模可提高效率，如大量平行阵列，如下图所示。
8、选择性材料去除
在微电子、医疗器械、汽车及航空业及镀膜材料中，通常会用到聚合物，以便为高级工艺设备提供电器绝缘、生物兼容或恶劣环境保护等功能。这些保护性材料通常会附着在对应的三维部件上，并保持一致，所以该工艺必须确保整个部件不会留下任何未镀膜区域。以前清除涂层（无论是因为需要电器连接，还是因为影响维修）比较常用的方法是在涂覆涂层之前，使用胶带或膜材形式的物理掩模，或者是用刀片定义形状周长，将涂层剥离设置为后续加工步骤。
从细节层面上讲，材料之间各有差异，相应地激光参数（波长、脉冲能量、脉宽、功率密度、重复频率等等）也各有不同，这就需要谨慎考虑激光器的类型及操作条件。IPG拥有一支由材料科学博士组成的专业团队，专门致力于加工过程的优化。
深紫外线激光器是对金属衬底进行选择性材料清除的理想选择。对于聚合物而言，鉴于光子能量正好合乎碳与氢键之间的键离解能，所以大多数聚合物材料都能够很强烈地吸收波长
IPG推出的研发工作站（Ⅸ-100）、半自动化（Ⅸ-255）及全自动化（Ⅸ-6600）大批量生产系统是理想的选择性材料清除微加工工作站。
（1）. 线芯聚合物剥线
低能量激光源可用于在大块材料上进行涂层的选择性烧蚀。在这种情况下，涂层以低于衬底损伤阈值的能量密度进行烧蚀，能避免损伤材料。
对齐精度
（2）. 去除印刷电路板（PCB）帕利灵聚合物
帕利灵和其他保形涂层很容易从电子线路板和其他器件上去除，不会损伤脆弱的线路焊盘或是影响器件特性。
对齐精度
（3）. 去除太阳能玻璃板上的碲化镉（CdTe）
利用激光剥离工艺进行选择性材料清除，可从多层结构上去除单层材料，比如从太阳能玻璃板或是以ITO为衬底的太阳能电池板上去除CdTe薄膜。对齐精度
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