新製品の高出力UVレーザー「Coherent AVIA LX 」のご紹介

Coherent 最新モデルAVIA LX 紫外線（UV）レーザーは、高出力、信頼性、長寿命という比類のない組み合わせを実現し、特にマイクロエレクトロニクス製造における精密 、穴あけ、微細加工の作業において、生産性を大幅に向上させます。具体的には、 AVIA LX は、355 nmで30 W（パルスエネルギー μJ）を出力し、スポットシフトを一切生じさせることなく、20,000時間という比類のない連続周波数3倍化結晶寿命を実現します。これにより、プロセスの一貫性が向上し、メンテナンスによるダウンタイムが削減されます。

マイクロエレクトロニクス加工分野において、なぜUVレーザーが有効なのか

UVレーザーは、特にマイクロエレクトロニクスやディスプレイ製造の分野において、幅広い産業用途で活用されています。これは、UV光が持つ独自の特性により、微細加工やその他の構造形成作業を、より高い精密 で精密 部品への熱ダメージを最小限に抑えて行うことができるためです。

UVレーザーがこのような働きをするのには、主に3つの理由があります。第一に、プラスチック、有機材料、金属、半導体など、ほぼすべての物質が紫外線を強く吸収するからです。そのため、レーザエネルギー 物質を単に透過するのではなく、レーザエネルギー 加工することができます。この特性により、UVレーザーは、マイクロエレクトロニクスやその他の産業でますます多く使用されている複合材料や多層材料の加工に特に適しています。

第二に、吸収 UVレーザー光が材料の奥深くまで浸透しないことを意味し、その結果、いわゆる「熱影響部（HAZ）」の範囲を効果的に最小限に抑えることができます。HAZとは、レーザーによって形成された加工部（切断面、穴など）の周囲にあり、レーザー光によって損傷を受けたり、物性が変化したりする可能性のある領域のことです。

第三に、紫外線は、波長 長い波長 や赤外線（IR）よりも集光性が高い。つまり、紫外線レーザーは、より小さな穴を開けたり、より細い切断を行ったりすることができる。

ナノ秒レーザーが「最適な条件」に到達

パルス幅がナノ秒単位の、半導体レーザ固体レーザーは、多くの製造業者にとって「最適な選択肢」であるため、産業用UV光源として最も広く普及しています。これらは（ワット当たりのコストという観点で）経済的に魅力的であり、通常は比較的高いパルス繰り返し率で動作し、かなり高い出力も得られます。これにより、コスト効率に優れ、高スループットな生産が可能となります。

しかし、メーカー各社は常にプロセスのさらなる改善とコスト削減を目指しています。レーザー光源に関しては、出力向上が求められることが多く、それは通常、プロセスのスループット向上につながるからです。

しかし、固体UVレーザーでこれを行うには、ひとつだけ小さな問題があります。（実際にはいくつもありますが、ここではそのうちの1つについてだけ説明します！）その理由は、固体レーザーが赤外線（IR）を放射するためです。そのため、レーザー内部には第三高調波発生（THG）結晶が使用され、赤外線を紫外線に変換しています。

しかし、ほとんどの物質が紫外線を非常に吸収しやすいことを覚えていますか？つまり、レーザエネルギー 少なくともある程度吸収 避けるのは非常に難しいということです。また、THG結晶はレーザー内部にあるため、大量の紫外線にさらされています。

この問題に対する一つの解決策は、THG結晶を定期的に物理的に移動させる機構をレーザー本体に組み込むことです。その考え方は、特定の箇所で結晶が壊滅的な損傷を受ける前に、レーザビーム 結晶内のどの位置にレーザビーム を変え続けるというものです。

この手法は効果的であり、Coherent 長年にわたり自社製品にCoherent 。しかし、当然のことながら、これによりレーザーのコストと複雑さが増します。さらに、結晶の位置を移動させるたびに、出力やその他のビームパラメータに微細な変化が生じ、それが加工プロセスに影響を与え、ひいては部品の品質にも影響を及ぼす可能性があります。

Another approach is simply to ignore the problem altogether, and keep the THG crystal in a single spot until the laser dies. This makes the laser head much less expensive, and is a great idea as long as you don’t mind low laser reliability, poor output consistency, or short lifetime (<3000 hours).

マイクロエレクトロニクス製造向けの信頼性の高いUV光源

現在、Coherent 「PureUV」と呼ばれる、より優れた手法Coherent 。これは、独自の結晶成長、前処理、および組立工程を組み合わせたものです。その結果吸収 極めて高品質で吸収 少ないTHG結晶が吸収 単一スポットでのメンテナンスフリーの稼働時間が20,000吸収 そのため、スポットのズレや定期的なダウンタイム、レーザーパラメータの変更は一切発生しません。まさにトラブルのない安定した性能を実現しています。

Coherent 、結晶成長から最終的なレーザー組立に至るまで一貫生産体制を整えているため、PureUVの製造Coherent 。これにより、生産のあらゆる段階を完全に管理でき、極めて厳格な品質管理と工程管理を実現しています。

新型30W「AVIA LX 」は、PureUVを採用した当社初の製品です。そして、この技術こそが、高いUV出力レベルを実現しつつ、寿命と信頼性の両面で比類のない性能を提供することを可能にしたのです。

AVIA LX の詳細をご覧ください。