機械工業網 - 機械產業的入口網站

作者:沈威志、吳秉翰、郭靜男、鄭中緯飛秒雷射微鑽孔製程技術

雷射鑽孔為工業應用中重要的一環，例如：積體電路整合技術中的through silicon vias （TSVs）、微孔噴嘴、PCB電路板鑽孔、光學元件之模具製作等。傳統雷射加工存在大量的熱效應，周圍材料經高溫冷卻後形成改質區，除了材料特性產生變化外，高溫下晶格擠壓造成殘留應力與破裂等問題，更會降低材料本身強度，使得傳統雷射所製作之微孔，往往在實用上存在許多限制。飛秒雷射有別於傳統長脈衝雷射加工，具有低熱影響區及非線性吸收特性，因此雷射剝除區周圍大部分材料能保有本身特性，確立飛秒雷射在業界應用之必要性。本文針對工研院南分院雷射應用科技中心之飛秒雷射實驗系統作介紹，並針對在多種硬脆或高韌性材料上之微鑽孔成果做說明。

作者:楊閔傑、周力行、陳俊彥、佐藤俊一、中村貴宏飛秒脈衝雷射濺鍍技術與應用

雷射脈衝濺鍍（Pulsed Laser Deposition：PLD）技術可以在低溫下沉積各種薄膜包括成分複雜的多元化合物例如超導材料（YBaCuO）或耐磨的類鑽石膜（diamond-like carbon：DLC）...等等，而且沉積膜與靶材的化學劑量比（stoichiometry）幾乎可達一致而備受矚目。但是傳統使用Excimer或Nd:YAG雷射鍍膜時會因雷射脈衝太長，靶材受熱過久而產生微米級的噴濺物（particulate）沉積於薄膜上，影響薄膜品質。許多避免微米級顆粒產生以改善膜的品質的方式被提出，而超短脈衝雷射則被認為是可以大幅解決此項問題。本文將介紹飛秒雷射PLD與奈秒雷射PLD的差異，並對工研院南分院雷射應用科技中心與日本東北大學共同合作的飛秒脈衝雷射濺鍍技術應用於ZnO沉積的研究成果與以介紹。

作者:陳冠州、周琨祐劃線設備機台及其太陽電池製程應用之探討

十八世紀中業英國工業革命後，人類對於石油的依賴性劇增，石化能源的短缺將是人類可視的問題！太陽位於我們所在太陽系的核心，一直以來釋放著源源不絕的光能與熱能，其能量如此潔淨、無限量、無汙染等特性，均為人類開發替代能源不可或缺的基石，取之利用亦是解決能源危機的主要方法之一。

本篇探討太陽能電池製程刻劃設備之功能及其各設計模組，介紹並說明其製程應用的場合。

作者:陳冠州、周琨祐太陽能電池製程之劃線技術

1954年美國貝爾實驗室發表第一顆矽基太陽能電池以來，人類在太陽能電池上的研究發展歷經了非晶矽半導體、多晶矽半導體、單晶矽半導體、III-V族化合物半導體、II-VI族化合物半導體直到有機半導體染敏太陽能電池等；科技業對各個電池的研發均有著墨，重點在各型太陽能電池是否具量產的可能性，研發則強調其廣泛的太陽光譜吸收特性與光電轉換效率的提升。本篇將著重於2006年以來因為純矽基材短缺而相對受到重視的CIGS（銅銦鎵硒）薄膜化合物太陽能面板之絕緣劃線製程技術的介紹，使讀者能了解相關的製程技術，並簡介薄膜太陽能電池製程設備中極重要的絕緣劃線機制。

作者:戴維倫、林得耀、莊傳勝、林敬智、黃光瑤、曾文鵬雷射積層製造技術與生醫應用

積層製造（Additive Manufacturing，AM）技術，又稱快速成型技術，目前主要分為快速原型（Rapid Prototyping，RP）技術與快速製造（Rapid Manufacturing，RM）為近代革命性先進製造，不同於傳統減料加工法，積層製造技術緣起於1970年代，發展至今延伸出3DP、SLA、LOM、SLS、SLM與FDM...等技術，主要用以製造符合3F原則成品，形狀（Form）與設計一致、尺寸符合公差適合度（Fit）、成品達使用功能（Function）；隨著雷射光學技術與材料科學的突破，紛紛投入雷射積層製造技術研究，因成品可直接使用應用領域廣泛，又以SLS、SLM技術為重，生醫應用上2008年首次成功將人工髖關節植入人體手術，本文將介紹雷射積層製造技術之生醫材料與生醫應用實例。

作者:謝伯璜、蔡雅惠、黃國唐、江博通立體視覺之雷射結構光校正方法

本文提出一利用共線條件式之雷射結構光校正方法，所提出之校正方法主要可以分成二部份，第一部份是校正鏡頭扭曲（Lens Distortion）的失真度；第二部份則是利用此演算法得到相機的外部參數。在實驗中將此雙眼取像系統以非平行式架設於實驗平台上，利用雷射光所投射之網格狀圖樣進行校正，以驗證此鏡頭校正方法之正確性與可靠度。

作者:吳士傑、趙偉克、周毓麒埃秒雷射原理與應用簡介

科學家對於細微尺度科學的不斷探究，讓我們開啟了一個全新的美麗新世界。上世紀末，長久的研發努力後，奈米科技（Nano-technology）已經開花結果，在不同工程領域都找到應用。那在細微時間尺度的方面呢?邁入二十一世紀，超快光學也引導我們進入另一個世界，除了飛秒（Femto-second）雷射已經成功運用在電子業微加工上，最新的發展則是埃秒（Atto-second）雷射。相較於奈米科技，埃秒雷射尺度更小，能夠更接近原子內部，除了將是物理學家探討原子物理的新利器外，原子-電子-光子間各種有趣的反應，也使得它成為工程應用的處女地，等待我們去開發的另一“埃秒新世界”。本文將簡單介紹埃秒雷射原理，如何產生埃秒雷射以及可能的應用。

作者:張耀文應用於光學同調掃描奈秒雷射直接誘發超寬頻光源研究

利用奈秒光纖雷射系統，使用『高增益放大器』與『控制光纖內部偏振色散（polarization dispersion）程度』技術，直接原生輸出頻寬約250奈米（奈米=nm=10-9米），平均功率達128毫瓦（毫瓦=mW=10-3 W）的超寬頻（super-continuum）光源，直接由光纖雷射輸出，無需像市售產品與文獻外加非線性晶體如光子晶體光纖棒的方式，才能間接產生寬頻光源。這種新型概念，可減少產生寬頻光源之後，所引起的耦合損耗（coupling loss），此方式亦可降低光源成本，其規格上不僅可替代市售窄頻寬小於100 nm、平均功率小於5 mW光源，也可取代雖達200-300 nm超高頻寬卻昂貴且維護環境難以控制的飛秒（飛秒：fs=10-15秒）雷射，未來也有機會讓目前研究中的原型品透過生醫電子影像技術與後端系統整合來實際應用。

作者:王雍行、林央正、黃光瑤雷射測距模組及其應用

為因應雷射工業之快速發展以及精密量測產業之需求，高精度定位量測技術之發展已刻不容緩，其中雷射測距技術因兼具結構簡單與量測精度高等特色，故於量測技術領域中取得舉足輕重之地位。雷射測距技術使用三角幾何原理，搭配雷射之高指向性與易聚焦等特性，將可同時達到非破壞性量測與高量測精度之結果，故其於表面形貌偵測、自動對焦應用、精密定位以及位移量測等工業應用上皆有出色之表現。本文將依目前雷射測距系統之主體結構及測距模式作論述，並舉例其分別於半導體產業與傳統工業界中之應用模式。

作者:吳志偉紫外光雷射應用於被動元件之陶瓷材料劃線最佳參數

現今科技進步發展迅速，消費性可攜式電子產品幾乎以季為進階轉換單位，以目前智慧手機為例：資策會產業情報研究所（MIC）指出，2011年預估全球出貨量將會達4.52億支手機，且2012年更會高達6.14億支，所以目前輕薄短小及兼具多功能性的電子產品的確吸引著廣大消費族群，在產品多元化設計下也意味著零組件的微小化已經是目前各大企業中技術提升的主要趨勢，因此3C產品所使用到的被動元件數也逐漸倍量增加；當然產品的研發技術、品質、產能更是各家企業追求的要點，研發中因為技術提升以及為了符合消費市場需求，產品變得越來越複雜也多變性，而研發速度及產能利用就會取決於企業的營收與否，故3C產品的小型化發展過程中，對於被動產業則是一種成長動能及新的契機；本文利用田口式實驗了解陶瓷基板對於UV雷射加工的參數特性，以期望能有效及快速運用在陶瓷基板加工上可供相關產業人員了解及節省時間更能提升企業產能。

作者:魏敬易、藍宏利光學薄膜對皮秒雷射加工機之影響性

雷射技術已廣泛應用於機械加工產業，光學薄膜的設計與製鍍對於其有愈來愈重要之趨勢，隨著雷射的峰值功率和脈衝能量提升，所需之雷射鏡片要求越來越嚴格，傳統之光學薄膜已無法滿足現今需求，對於皮秒雷射加工機內光學鏡片所需膜質較高之薄膜，本文將概述針對皮秒雷射加工機內所應用之光學薄膜設計方向與檢測技術。

作者:陳智禮皮秒光纖雷射應用於CIGS薄膜太陽能電池製程

本篇擬簡介CIGS薄膜太陽能電池架構，以及光纖雷射在CIGS畫線製程上的應用。相較於傳統奈秒雷射，使用皮秒雷射可獲得較好的加工結果。並介紹工研院雷射應用中心所開發之100皮秒脈衝雷射源應用於CIGS製程上的參數測試實驗結果。

歷史雜誌