Лазерная термообработка с помощью VCSEL

Синтетические материалы можно сваривать с помощью сквозного лазерного излучения. Во время этого процесса два термопластичных синтетических материала соединяются лучом лазера. Он проникает сквозь прозрачный поверхностный слой заготовки и нагревает находящуюся под ним часть, которая поглощает излучение. Поглощающий синтетический материал основания плавится и тем самым расплавляет прозрачную область соединения. Системы нагрева VCSEL могут за один цикл одновременно выполнить сварку и нагрев рабочей области.

Системы VCSEL предлагают индивидуальные решения на основе высокомощных лазеров для процессов намотки волокнистого материала и укладки ленты. Тем самым благодаря термообработке с помощью лазеров VCSEL можно выполнять универсальное и масштабируемое производство композитных материалов.

Массивы VCSEL подходят для промышленного изготовления мебельных щитов. Они обеспечивают бесшовный расплав кромок и поверхностей и тем самым гарантируют очень хорошие производственные результаты. Компактный и надежный источник термообработки VCSEL выдает инфракрасную мощность лазера, которую можно целенаправленно и точно контролировать, и прежде всего привлекателен для производств с высокой пропускной способностью.

Системы VCSEL могут в три раза ускорить герметизацию пакетных элементов. Для этого они подводят тепло для сварки внутри пакетной фольги вблизи свариваемого участка. Кроме того, термообработка обеспечивает очень точную герметизацию. Тем самым увеличивается срок службы аккумуляторов, поскольку предотвращается образование складок в фольге. Этот процесс повышает качество и однородность пакетных элементов.

После нанесения покрытия фольга для аккумуляторов высушивается, чтобы удалить возможные растворители с ее активных материалов. Промышленные системы VCSEL оптимально подходят для процессов термообработки для больших поверхностей , таких как сушка фольги. В частности, термообработка с помощью лазерных массивов VCSEL очень гибкая, как в отношении масштабируемости, так и применительно к интенсивности излучения. Большие участки поверхности можно нагревать с помощью высокоточной локальной cистемы управления инфракрасным излучением с избирательной длиной волны.

Локальное разупрочнение стальных деталей кузова в автомобильной промышленности предназначено для того, чтобы целенаправленно подвергнуть термообработке определенные участки. К ним относятся, например, средние стойки кузова. Решения VCSEL предлагают быстрый и простой способ для избирательного разупрочнения высокопрочных стальных деталей.

Массивы VCSEL обеспечивают однородное нагрев кремниевых пластин. Благодаря своему очень равномерному и быстрому нагреву они идеально подходят для быстрой термической обработки (Rapid Thermal Processing, RPT) в производстве пластин. Отдельными зонами нагрева можно очень точно управлять. Тепло лазера обеспечивает очень быстрое повышение температуры на несколько сотен градусов Цельсия в секунду. Благодаря превосходной локальной cистеме управления через температурные профили системы VCSEL повышают качество пластин.

Лазерные массивы VCSEL делают производство солнечных элементов эффективнее. Процедура прожига контактов, выполненных из частиц серебра, с верхней поверхности солнечных элементов называется по-английски firing. Использование систем VCSEL для этого процесса предоставляет целый ряд преимуществ. При быстром прожиге лучами лазера нагреваются только солнечные элементы, в то время как остальная зона печи по-прежнему остается холодной. Лучи лазера в качестве источника нагрева повышают эффективность использования энергии и рентабельность. Кроме того, для печи требуется меньше места, а срок службы увеличивается. Эти особенности систем нагрева на основе лазера на полупроводниковом диоде могут значительно снизить производственные расходы.

Массивы VCSEL могут повысить КПД солнечных элементов. При ультрабыстром восстановлении высокомощный лазерный модуль VCSEL для облучения монокристаллических кремниевых солнечных элементов блокирует образование реактивного соединения бора и кислорода – это занимает считанные секунды. В результате: значительно повышенный КПД элемента. Этот процесс не только эффективен, но и в высокой степени локализован относительно интенсивности и целевого участка. Ultrafast Cell Regeneration существенно увеличивает эффективность высокомощных солнечных элементов.

В случае процесса Ultrafast Light Soaking за счет интенсивного облучения и высокой температуры систем нагрева VCSEL устраняются энергетические барьеры, возникающие во время производства. Этот процесс снижает внутреннее сопротивление солнечных элементов, что позволяет им работать еще эффективнее. Поэтому системы VCSEL могут повысить КПД солнечных элементов.

При пайке LAS шарики припоя непосредственно припаиваются к печатным платам с помощью инфракрасной термообработки VCSEL, что особенно предпочтительно для вариантов с малыми размерами шарика и шага. В технологии LAS лазер VCSEL обеспечивает высокоточную локальную термообработку и высочайшее качество точек пайки. В качестве дополнительного преимущества лазерная термообработка увеличивает срок службы печатных плат.

При сварке с использованием лазера (Laser Assisted Bonding (LAB)) используется перевернутый чип на печатной плате и шарики припоя качестве соединения. Система VCSEL нагревает чип сверху, и передаваемая через кремниевую пластину энергия лазера плавит шарики припоя между чипом и печатной платой. Тем самым обеспечивается нагрев более крупных участков всей печатной платы с несколькими чипами – при более высокой выходной мощности, чем в других решениях.

При 3D-печати металлических деталей большого объема температурные градиенты зачастую негативно воздействуют на спеченные детали. Тепло лазера от VCSEL позволяет свести к минимуму эти нагрузки. Ведь тепло лазера значительно снижает термические напряжения и перекос на напечатанной детали. Это способствует улучшению механических свойств заготовки.