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VCSEL加熱システムの概要
VCSEL加熱システムの概要
VCSEL 加熱システム

VCSEL Infrared Power Systems

工業用加熱に適した高出力

VCSEL Infrared Power Systems

VCSELアレイに基づいたレーザー装置は、広い面積を調整済みの波長選択型赤外線で加熱することができます。このVCSEL加熱システムは、多数の工業用加熱プロセスで使用されています。高価な光学ユニットやスキャナーシステムなしで処理面に直接照射することが可能であるため、従来のレーザー装置に対してコスト面での大きな優位性が実現します。このシステムの比類のない特長として、正確な制御と赤外線出力の素早い切替に加えて、レーザーモジュールの小セグメントの独立制御により、立体的加熱形状が任意にプログラミング可能であることが挙げられます。動作中に加熱パターンを動的に変化させることさえも可能です。これにより、例を見ないプロセス柔軟性が実現します。

スケーラブルな出力

出力がkW範囲でスケーラブルであることからメリットがもたらされます。

高い出力密度

照射強度100 W/cm²を誇るため、高いプロセス速度が得られます。

正確に制御可能

VCSELレーザー装置の個々の放射ゾーンはそれぞれ独立制御が可能です。

簡単な統合

堅牢でコンパクトなレーザーモジュールは、工業設備と生産プロセスに簡単に統合可能です。

広い面の熱処理

広大な対象領域に直接均一な熱処理を施せることと、反射光に対する高い耐性を有していることがユーザーにとってのメリットです。照射強度も100 W/cm²以上と高いため、高いプロセス速度が得られます。

加熱形状の柔軟な制御

ユーザーには、加熱出力の正確な制御と、加熱形状の縦方向での自由な制御という利点がもたらされます。

家具用パネル製造で大型プラスチック部品を素早く接合

均一に照射される加熱ゾーンで高い照射強度が得られるため、大型プラスチック部品の迅速な溶着という利点が得られます。このモジュールは寸法が小さいため、極めて簡単に統合可能です。

自動車産業でのボディ用鋼鉄部品の局所的な軟化

VCSEL加熱モジュールを利用すれば、高強度鋼鉄部品の選択的な軟化が簡単かつ素早く実現します。これは特に自動車製造に多数の利点をもたらします。

Eモビリティ: 電池膜の乾燥

コーティングプロセス後には、電極膜上の活物質を乾かす必要があります。この工程には産業用VCSEL加熱システムが適しています。なぜならば、VCSELアレイに基づいたレーザ装置なら、広い面積を調整済みの波長選択型赤外線で加熱することができるからです。

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Eモビリティ: パウチセルの封止

パウチセルの封止にVCSEL加熱システムを使用すれば、封止の仕上がり品質が向上します。また、従来の方法と比較してプロセス速度が最大で3倍になるため、プロセス時間も短くなります。

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ウェーハ加熱

VCSELレーザは半導体業界で、Rapid Thermal Processing (RTP: ラピッドサーマルプロセス) によるウェーハ加熱に使用することができます。VCSEL加熱モジュールを使用すれば、個々の加熱ゾーンを極めて巧みに制御することができるため、ウェーハの迅速かつ均一な加熱が実現可能になります。温度上昇速度は摂氏数百度/秒に到達可能です。

レーザーメタルフュージョンによる部品製造

積層造形

大型サイズの3Dプリント部品では、温度勾配が発生することが少なくありません。VCSEL加熱システムにより、上方からの加熱という形でこの張力を最小限に抑えることができます。

太陽光発電:レーザによる同時焼成プロセス、超高速再生とライトソーキングプロセス

VCSEL加熱システムは、例えば太陽電池の接点を選択して焼き付ける工程など、 太陽電池の生産において多くの利点をもたらします。このほか再生プロセスにおいても、セルに集中的に照射することで、欠陥を減らし、エネルギー障壁を破壊して効率を高めることができます。

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半導体生産: レーザアシストボンディング (LAB)

レーザアシストボンディング (LAB) は、接続エレメントとしてはんだボールを使用してフリップチップをプリント基板上に配置するものです。VCSEL加熱システムがチップを上から照射すると、レーザエネルギーがシリコンチップを透過し、チップとプリント基板の間にあるはんだボールを溶かします。VCSEL加熱システムには、他のソリューションと比較して、より大きな加熱面、より高い出力オプションがあります。

半導体生産: レーザーアシストソルダリング (LAS)

レーザアシストソルダリング (LAS) は、VCSEL赤外線熱処理によって、はんだボールを直接プリント基板上のはんだパッドと接続するものです。これは、より小さなはんだボールやピッチを使用する場合に特に便利な方法です。VCSEL加熱システム技術は、高精度な加熱と最高品質のはんだ接合を実現します。また、LASプロセスはプリント基板の長寿命化にも役立ちます。

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2.4 kW VCSEL加熱モジュールは最小の標準モジュールです。アプリケーション領域が直接照射され、光学系やスキャナーシステムを追加する必要がないため、このモジュールでも他のモジュールと同様に高いコストメリットがもたらされます。

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4.8 kW VCSEL加熱モジュールは、方向を合わせた面積の広い加熱アプリケーションに適した標準モジュールです。

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9.6 kW VCSEL加熱モジュールも、方向を合わせた面積の広い加熱アプリケーションに使用される標準モジュールです。

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お客様の要望に合わせて柔軟にカスタマイズ可能なこの標準VCSEL加熱システムは、様々な製品バリエーションのベースになります。幅を、すなわち放射面を簡単に拡大することが可能です。赤外線出力は最大で数十キロワットに到達可能です。

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VCSEL加熱システムは、お客様固有の要件に合わせて簡単にカスタマイズすることができます。お客様のアプリケーションに応じて、VCSEL加熱システムの適切な設定を共同で特定していきます。

TRUMPFフォトニクス複合材料製造

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2.0 kW VCSEL加熱モジュールには、レーザ光線を接合部の隙間に意図的に向けるための集光光学系が含まれています。このモジュールは、特に複合材料分野での使用に適しています。

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このVCSELモジュールは照射強度が比較的低い一方で、幅が広くなっています。従って、電池膜の乾燥に特に適しています。複数のモジュールを連続配置して、乾燥ラインを長くすることが可能です。

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VCSELモジュールは、溶接され継目がなく品質が極めて優れた縁部分を有する家具部品の製造に対する特有の要件を満たしています。このコンパクトなVCSELレーザ光源には水平ゾーニングが備わっており、エッジ高さの違いに対応できるほか、極めてフラットであるため、接合プロセスのすぐ近くに配置することが可能です。

VCSEL加熱システム用制御ソフトウェア

Basic Driver Control Software

制御ソフトウェアの基本バージョンでは、VCSEL加熱システムのレーザチャンネルを手動で制御し、出力を調整する機能を備えています。

Advanced Driver Control Software

制御ソフトウェアの拡張バージョンには、基本バージョンをベースに、温度制御やパルス制御などの追加機能があります。さらに、時間プロファイルおよび出力プロファイルを作成することも可能です。これにより、加工時間中にVCSEL加熱システムの出力を変化させることができます。

レンズ

追加レンズを使用すると、VCSEL加熱システムの熱密度を変更することができます。正レンズを使用すると、VCSELモジュールの照射強度を高めることができます。負レンズを使用すると、モジュールの照射強度が低下します。

エアナイフ

レーザシステムの保護ガラスからの飛沫や蒸気を遠ざけるために、エアナイフを使用することができます。エアーナイフはレーザの前で保護するエアーカーテンを作ります。

取付ブラケット

取付ブラケットで、VCSEL加熱モジュールの技術的な据付が簡素化できます。

照射強度の低下

より低い照射強度が求められる用途では、エミッタの密度が低いVCSEL加熱モジュールやデフォーカスレンズを使用することができます。

国によっては、この製品ラインナップと製品情報が異なる場合があります。技術、装備、価格及び提供アクセサリーは変更されることがあります。 現地担当者に問い合わせて、国内で製品を入手できるかどうかを確認してください。

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