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TGV玻璃飞秒激光诱导系统

产品描述

玻璃飞秒激光诱导系统

设备型号：SL-FSR30｜品牌：首镭激光（SHOLASER）｜工艺路线：LIDE 飞秒激光诱导强化蚀刻 TGV 通孔工艺适用场景：半导体先进封装玻璃转接板 TGV 通孔、射频滤波器玻璃基板、光模块玻璃载板、Mini/Micro LED 玻璃基板盲孔 / 通孔量产加工

一、设备总体概述

SL-FSR30 是首镭激光自主研发工业级 30W 红外飞秒 LIDE 诱导 TGV 专用系统，采用冷加工无热影响区飞秒脉冲 + 激光改性 + 后端湿法化学蚀刻一体化工艺，区别于传统直接打孔，利用飞秒多光子效应在玻璃内部形成改性通道，化学腐蚀贯通成型，实现高深径比、无崩边、无微裂纹微米级 TGV 通孔量产；整机模块化架构：飞秒激光器系统、光路整形系统、高速扫描振镜系统、大理石高精度三轴运动平台、双 CCD 视觉定位系统、洁净除尘气路、工业工控控制系统、全自动上下料选配模组，满足 4~12 寸晶圆 / 面板级玻璃批量生产，符合半导体 Class1000 洁净厂房使用标准。

设备基础信息

项目	参数
设备全称	TGV 玻璃飞秒激光诱导系统 SL-FSR30
整机外形尺寸	2200mm(L)×2650mm(W)×1950mm(H)
整机净重	≈2800kg
设备安装环境	Class1000 及以上无尘车间，温度 22±2℃，湿度 40%~60% RH
整机额定功耗	18.5kW，三相 380V/50Hz 工业用电
整机 MTBF	≥2000H，破片率＜10PPM
适用玻璃材质	BF33 硼硅玻璃、D263T、DX81T、石英玻璃、铝硅盖板玻璃、特种封装玻璃

二、核心激光器系统（30W 红外飞秒主光源）

序号	参数项	技术指标
1	激光器类型	工业风冷光纤飞秒激光器
2	中心波长	1030nm±5nm（红外波段，适配玻璃多光子改性）
3	平均输出功率	额定 30W，0~100% 连续可调，功率稳定性≤±1.5%/8H
4	脉冲宽度	250fs~10ps 连续可调（标配 500fs 基准脉宽）
5	重复频率	50kHz~1MHz 软件无级可调，出厂标配 200kHz
6	单脉冲最大能量	≥280μJ@低重频模式
7	光束质量	M²＜1.2，基模高斯光束，光斑圆度＞95%
8	冷却方式	全风冷，无需外接水冷，环境适应度高
9	激光开关	高速电控声光快门，响应时间≤15μs，软件实时启停

三、光学系统

光路系统：全光路密封防尘设计，镀增透膜精密光学镜片、4×/10× 光束扩束整形模组、偏振控制组件、可调衰减器，光斑聚焦最小直径≤1μm；

选配模组：高 NA 显微聚焦头（20×/50× 物镜），适配 5μm 以下超小孔径精密加工。

四、高精度大理石三轴运动平台（核心传动单元）

1. 平台基材：天然花岗岩大理石基座，恒温时效去应力，平面度≤0.8μm/m，杜绝形变

轴体	行程	定位精度	双向重复定位精度	最大运行速度
X 轴	650mm	±1.5μm	≤±1μm	600mm/s
Y 轴	550mm	±1.5μm	≤±1μm	600mm/s
Z 轴（聚焦升降）	50mm	±2μm	≤±2μm	150mm/s

2. 驱动结构

全闭环直线电机直驱结构，无丝杆间隙，搭配 ACS 运动控制卡，XY +联动复合扫描，高速扫阵列孔 + 平台大范围拼接，兼容 510×515mm 大板、12 寸整片晶圆加工。

五、视觉对位与在线监测系统（双 CCD 双目视觉）

上视定位 CCD（对位）：200 万像素工业黑白相机，远心镜头，视觉对位精度≤±1μm，MARK 点自动寻边、坐标系自动补偿；

下视同轴监测 CCD（加工实时监控）：同轴光路集成，实时观测激光改性轨迹，画面同步至工控屏；

功能：自动校正基板翘曲偏差、批量整版补偿、坏点标记跳孔、来料 NG 自动剔除，支持 4~12 寸晶圆、方形玻璃片、卷片工装快速换型。

六、TGV 加工工艺性能参数（整机核心加工指标）

加工项目	技术参数
可加工玻璃厚度	0.05mm~2.0mm
TGV 孔径范围	通孔：5μm~200μm；
最小成型孔径	5μm（0.2mm 薄玻），12μm（1.8mm 厚 BF33）
深径比	常规≥30:1；优化工艺最高可达 50:1
孔位位置精度	全版面孔位公差≤±2μm，单片局部≤±1μm
通孔真圆度	≥95%（长轴 / 短轴比值）
孔壁粗糙度 Ra	≤0.1μm（化学蚀刻后成品），无重铸层、无热影响区（HAZ＜100nm）
崩边 / 缺口尺寸	孔口崩边＜1.5μm，量产崩边不良率＜0.01%
单孔加工节拍	常规阵列孔 3000~5000 孔 / 秒
兼容孔型	圆形通孔、盲孔、锥形埋孔、方孔、异形开槽、侧边微槽
综合良率	量产稳定≥99.2%，破片不良＜10PPM

七、工控与软件控制系统

硬件：工业级 IPC 工控主机，Win10 工业版操作系统，双硬盘本地数据备份；

首镭自研 TGV 专用加工软件 SL-TGV V5.2

功能：CAD/DXF/Gerber 文件直接导入，阵列一键排版、分区加工、分层能量参数设置；

激光参数库：分材质预设 BF33/D263 / 石英等 12 套标准工艺参数，一键调用；

联动控制：激光器 + 聚焦物镜 + 三轴平台 + 视觉四轴协同联动，SPC 生产数据自动记录；

权限分级：管理员 / 工程师 / 操作工三级密码管控，参数修改留痕；

选配 MES/SECS/GEM 接口，可对接工厂智能制造产线，上传生产稼动、良率、设备状态数据。