機械工業網 - 機械產業的入口網站

作者:陳園迪、蔡武融、劉松河雷射金屬拋光與熱處理技術

精密機械元件與生醫元件在製作為產品之前，大部分需要經過表面處理，包括了拋光、熱處理等流程。雷射拋光與雷射熱處理技術被應用於精密機械元件與生醫元件已有數年之久，最常見的雷射熱處理技術為雷射滲氮法。與傳統技術比較，雷射拋光與滲氮法之製程速率較快，且材料的加工成本可顯著降低。雷射拋光與滲氮法可用於加工產品的任意區域，並且可導入自動化生產線，因此可控制加工品質的穩定性。這兩種雷射製程主要可應用於精密機械與生醫產業。本文說明雷射拋光與滲氮技術的作用機制及其應用，以及國際研發團隊與產業界針對雷射拋光與滲氮技術的發展。最後，並介紹工研院投入雷射拋光與熱處理技術之成果。

作者:張隆武、方彥博、劉建聖、陳昱達、林威辰雷射源微型精密構裝與檢測技術應用

本研究提出一款新型非接觸式光學量測系統，用於雷射源微型精密構裝線性位移平台六自由度誤差量測，相較於市售光學量測儀器，如雷射干涉儀與自動視準儀等，此量測系統具有同時量測線性軸六自由度誤差和低成本的優勢。整體量測系統係由一個雷射源、兩個立方體分光鏡、兩個平面反射鏡及三個位置感測器所組成。利用歪斜光線追蹤理論與一階泰勒展開，建立當量測系統具有六自由度幾何誤差時的數學模型，最後建立實驗室雛型品，實驗結果顯示，本量測系統位移重複精度為±0.6 μm、角度重複精度為±0.2 arcsec，再搭配雷射干涉儀的實驗比對，實驗結果顯示整體量測系統精度在位移為±1 μm、角度為±0.2 arcsec，量測行程為6 mm。

作者:邱慶龍、黃楹鈞雷射產業與技術發展現況

臺灣雷射產業的發展在政府科技專案的帶領之下已經開始茁壯，在4年的雷射光谷計畫期間，配合展覽、論壇及成果發表等活動，已經帶動產業界重視雷射製程，並且吸引超過150家廠商導入雷射技術應用在製程、產品。國際雷射產業正在成長當中，臺灣的製造業要趕上國際腳步，除了積極參與導入工業4.0、智慧自動化以外，以雷射技術取代部份費時、危險、低精密的傳統製程是促成產業升級的必要手段。本文介紹國際雷射產業趨勢、國內雷射產業推動現況及未來技術研發方向，希望能夠吸引更多產業界導入雷射，提升競爭力。

作者:黃萌祺、高端環、李偉宇、鍾蔿雷射誘發全加成軟性電路板製程

隨著消費性電子產品輕薄短小需求逐漸興起，無論穿戴式裝置、數位相機、消費性電子產品、智慧手機等皆大幅採用軟性電路板製程。現今軟性電路板一般使用減法製程進行製作，藉由黃光微影製程於軟性銅箔基板上形成圖案化線路，再以酸性蝕刻液將銅箔基板上未覆蓋光阻之銅箔蝕刻，即獲得所需的銅線路。由於減法蝕刻製程具有材料損耗大、生產步驟多等環保問題。為符合未來穿戴式電子少量多樣與雙面軟性電路板需求逐漸提升，本研究開發雷射誘發全加成軟性電路板技術，將觸媒混合於具有可撓性高分子膠體中，如：聚氨酯（polyurethane, PU)、環氧樹酯（epoxy)、聚亞醯胺（polyimide, PI)膠體中，將此觸發膠體材料進行大面積可撓式薄膜塗佈後，只需要使用雷射設備，即可進行雙面雷射圖案化與鑽孔製程。之後再以無電鍍製程將金屬沉積附著在雷射圖案化區域上，因此可同時進行雙面電路與鑽孔區域之金屬沉積。與傳統減法蝕刻軟性電路板製程相比較，本技術可將製程步驟由10步簡化為3步，大幅降低製程成本，並藉由全加成製程降低汙染之問題。

作者:邱慶龍雷射產業概況與應用服務中心

台灣半導體產業規模龐大，更是全球重要生產基地，近來隨著製程進步，技術要求越來越高，雷射製程技術因精微細準特性，正好可以滿足半導體製程需要。雷射中心聚焦雷射製程技術自主，除高功率雷射切割/銲接技術與國產雷射源外，雷射精微加工技術正好可以滿足國內廠商需求，目前正在規劃成立半導體與電子產業先進雷射應用服務中心，將協助國內設備廠商解決高階組件取得與快速打樣測試問題，加速國產設備打進半導體供應鏈，本文將介紹國際雷射產業現況與此中心的規劃樣態。

作者:邱慶龍雷射國際產業發展與雷射低碳製造

國際雷射市場持續聚焦在 5G、半導體、電動車輛等應用的製程需求，國內雷射產業也多在這些領域發展當中。台灣雷射產業已從完全進口到今日有自有品牌的國產高功率 / 精微加工用雷射源、雷射光機模組與設備，已經建立自主供應鏈。節能減碳目前是國際重要關注議題，雷射技術需要導入相關技術進行減碳升級，以滿足未來 30 年的淨零議題。本文將分析目前國外雷射產業發展趨勢，並向大家介紹雷射技術與減碳需求結合的解決方法。

作者:邱慶龍國際雷射產業發展與台灣雷射亮點

因應產業需求的發展，國際雷射產業與技術開始聚焦在 5G、半導體、智慧車輛等應用的製程需求方向發展。國內雷射產業已發展多年，從完全進口到今日已有國產雷射設備、雷射源，已經建立自主品牌與供應鏈，但是為持續跟上國際產業的腳步，雷射技術與應用需要更加緊進行。本文將分析目前國外雷射產業發展趨勢，並從今年的雷射展看國內雷射源及國際大廠的發展與應用，讓讀者明瞭雷射產業發展趨勢。

作者:林志平、曹宏熙雷射新脈動：光達應用市場前線

雷射產業在過去幾十年中經歷了快速的發展，而雷射光達技術正站在這一發展浪潮的前沿，為眾多應用領域提供了嶄新的機會。在自動駕駛和無人機領域：雷射光達在自動駕駛和無人機技術中扮演了關鍵角色。其高精度的三維感測能力使得車輛和飛行器能夠實現更高程度的自主性，從而提高了安全性和效率。這將為自動駕駛汽車和無人機的應用帶來更多的商機。在城市規劃和智慧城市領域：雷射光達可用於建立高精度的城市地圖和三維模型，可以改進交通流量管理，有助於城市規劃和基礎設施管理。在環境監測和自然災害預警領域：雷射光達可用於監測地形、森林火災、洪水、地震等自然災害，從而減少損失。在工業檢測和質量控制領域：可用於檢測產品的尺寸、形狀和表面質量，這有助於提高製造過程的效率和產品的質量。總之，雷射光達技術的不斷演進為各個行業帶來了無限可能性。在未來，我們可以期待看到更多基於雷射光達的創新應用，並成為推動雷射產業產值成長的重大力量。

作者:吳秉翰、李益志、徐尚聿、李姿儀極短脈衝雷射壓縮技術與其化合物半導體應用研究

隨著工業雷射應用之多元化，脈衝雷射需求日趨強烈，但礙於現有技術與材料限制，目前雷射脈衝寬度多落於皮秒或次皮秒等級，本文目標為將工業雷射之頻譜做進一步展寬達飛秒等級之極短脈衝，並應用於現今全球積極搶進的第三代化合物半導體市場，如晶柱切割、晶錠表面 / 內部改質、焊接及封裝等之精微加工。將脈衝壓縮至飛秒等級之脈衝雷射，於加工應用上使材料於超短脈衝之照射下有別於長脈衝雷射，具非線性光學之吸收特性，可於表面及透明材料內部進行至微米或奈米尺度之超精密加工，對於化合物半導體製程在加工時程及品質上可大幅提升。

作者:林于中、黃建融、張芯語、周府隆先進載板雷射超微鑽孔技術應用發展

近年5G技術快速發展，為達成高速傳輸之目標，高頻毫米波（mmWave）於高密度、低損耗異質載板應用需求遽增，產品朝高密度、多層與微型化發展，盲孔與埋孔需求大增，傳統機械鑽孔機無法有效解決盲孔、埋孔製程及孔徑微小化問題；而雷射鑽孔機在小孔徑及盲孔具優勢，適用高階PCB板製程，可高度自動化，在智慧生產具有極大優勢。下世代的PCB將跨入Substrate -Like Process（SLP）等製程，孔徑與線寬線距（L/S）將於2020年提升至 5 µm，本文將針對應用於先進載板之細微鑽孔光路模組等進行介紹，期望能提供臺灣先進載板鑽孔最新技術。

作者:王俊智、陳峻明、黃建融、林于中、陳易呈碳化矽（SiC）之雷射切片技術

碳化矽具高能隙值、高硬度、高熱傳導性及耐高溫等特性，在高溫、高壓、高頻等條件下均有優異的性能表現，已被廣泛應用於能源、電力、電子及汽車等領域。碳化矽極高之硬度為目前碳化矽基板的製造瓶頸，業者採用鑽石線切割不僅材料損失大（350 μm 的基板約損失 260 μm）且切割速度緩慢（6 吋約 144 mins/ 片），使得基板製造為當前碳化矽功率模組產品中，占比最大的成本來源（約 50%）。本文將介紹碳化矽晶錠分切成晶圓之雷射切片技術，闡述雷射改質碳化矽機制並開發低料損及高品質之碳化矽雷射切片生產系統，為碳化矽基板之取得提供一高效、高速及低成本之解決方案，期待能提供全球業者獲得碳化矽基板之先進技術。

作者:陳贊仁、葉公旭、廖建榮、許巍耀雷射微加工在重佈線層製程的應用

近年來全球主要封測廠積極投入先進封裝技術，其中扇出型封裝更被視為最具成長潛力市場；而扇出型封裝技術主要在於重佈線層與通孔串接技術能力整合。本文主要介紹雷射微加工技術在重佈線層製程中的應用；包含雷射鑽孔技術與雷射線路修補技術。雷射鑽孔機採用紫外雷射，適用於 10-50 μm 的微鑽孔應用；若再搭配聲波折光器，則可大幅提升鑽孔效率並避免底部金屬損傷。雷射線路修補技術利用高倍率同軸視覺輔助系統，可修補重佈線製程之光阻與金屬線路圖案，修補線寬度達到 1 μm 以內。

歷史雜誌