工研院於「2014台灣國際雷射應用展」中「雷射光谷成果專區」
發表第一套由國人自行開發的皮奈秒雙脈衝光纖雷射源, 可用於LED及半導體散熱陶瓷基板鑽孔、雷射打印( marking)及彩色雷射雕刻, 目前已於國內LED封裝廠測試, 可望協助提昇國內LED生產效率及品質。 工研院南分院徐紹中執行長表示,陶瓷材料具備低熱膨脹係數、
耐高濕度、絕緣、高導熱率、高硬度、耐磨耗等優點, 近年已大幅應用於發光二極體(LED)光源模組及積體電路板( IC)高功率散熱模組。現有精密陶瓷為非金屬硬脆材質, 使用傳統機械鑽孔,有孔洞大且易裂片不易加工的困難, 目前業界採用紫外光奈秒雷射, 但仍有售價高昂且加工速度慢的問題。 徐紹中進一步指出,光學架構專利,可以奈秒(10的負9次方秒)
雷射脈衝及皮秒(10的負12次方秒)脈衝進行連續加工, 應用於LED陶瓷散熱板微鑽孔製程,孔徑尺寸可小於100微米, 加工速度較目前紫外光奈秒雷射快4倍,且無裂片現象, 具有速度快、孔洞小、品質優良特性, 且成本僅為紫外光奈秒雷射三分之二, 目前已於國內LED封裝廠測試, 將有助提升國內LED生產效率及品質。 該雷射源相關技術還可運用於彩色雷射雕刻, 以奈秒雷射與不銹鋼材質表面的氧化鉻作用, 透過不同雷射功率及時間參數的設定,可呈現數十種多彩顏色, 色採豔麗飽滿且持久,已促成一家文創公司投入雷射雕刻文創商品。 此外,相關技術還運用於雷射打印,速度較國際大廠快50%~ 100%,技術已移轉給搏盟公司, 並成功導入記憶體模組生產線打印。 第二屆「台灣國際雷射應用展」於今(22)
起南港展覽館一連展出三天,集合雷射源、加工、 醫療雷射及積層製造(3D列印)等國內友嘉、佑昇、誠霸、 惠霸和德國創浦(Trumpf)、羅光(ROFIN)、 日本三菱電機(Mitsubishi) 等雷射國際大廠等計101家展出215個攤位 。「雷射光谷成果專區」展出雷射源、 雷射加工設備及金屬雷射積層製造(3D列印)相關應用成果, 並於23日將舉辦台灣雷射產業應用論壇, 邀請雷射國際大廠美國IMRA、日本三菱、德國ROFIN、 TRUMPF及中國武漢光谷等國內外雷射與積層製造專家蒞臨分享 雷射應用到先進製造的技術發展與經驗, 也邀請國際大廠發表最新的雷射產品。 【新聞小辭典】
雷射光谷
「雷射光谷」在經濟部技術處科專計畫支持下,
規劃以工研院六甲院區為核心向外擴散,北起嘉義南至屏東, 規劃於南台灣形成雷射應用產業聚落, 將台灣雷射產業產值從目前之新台幣40億元預估於2017年成長 至200億元,育成10家新公司, 建立南台灣成為全球雷射產業重要的生產供應重鎮。 設於工研院六甲院區的「南部雷射光谷育成暨試量產工場」, 於2013年7月正式啟用, 透過工研院的雷射研究設施及技術能量,協助廠商投入雷射源、 雷射加工光路模組、 飛秒雷射應用及雷射積層製造相關產品研發與試量產。
雷射加工的細、微、精、準,在產品輕、薄、短、小、
軟及多樣化的需求趨勢下,相關的設備和應用需求也越來越廣。 根據工研院IEK統計,2014年全球雷射產值將達93. 3億美元,預計2015年全球雷射產值將突破101億美元, 目前國內主要的雷射加工設備年產值約50億, 目前仍以組裝設備為大宗,集中在微加工應用領域, 如印刷電路板的鑽孔機、軟性電路板的切割機、 LED基板的劃線機、太陽能板的雷射劃線機。 在高功率雷射設備方面,僅有和和、 聯祥等少數廠商開發高功率切割機、高功率銲接機外銷, 關鍵零組件如雷射源、光路元件均仰賴進口, 每年進口超過100億台幣的雷射相關設備, 其中雷射源成本佔比更高達1/3。雷射在通訊、材料加工、 半導體微影、感測與儀器等應用皆具成長潛力, 加上LED藍寶石基板及藍寶石觸控螢幕雷射加工需求, 雷射產業商機龐大。
在經濟部支持下,工研院於六甲院區設立「
南部雷射光谷育成暨試量產工場」,雷射光谷聚集近60家廠商, 已有產業鏈雛型,如搏盟、榮剛..等廠商投入雷射源、 雷射加工頭設備關鍵組件開發,東台、和和、台勵福、寶創、 舒瑞普等公司投入於雷射PCB鑽孔、銲接、切割、 圖案加工等各式工業應用,並已建立整機自主整合能力。 光谷南北延伸,已有東捷雷射引進日本Cyber Laser成立台日合資雷射源公司-賽博爾雷射科技公司、 台灣積層製造、台灣創新生醫等新公司成立、廠商投資超過7億元。 未來透過工研院技術研發和產業連結合作推動,從強化雷射源、 加工頭的關鍵組件自主能力建立, 盼能逐步突破目前高階關鍵雷射模組和設備仰賴進口的現況, 建立我國的雷射產業鏈。
在積層製造(3D列印)技術,
工研院日前發表國內第一台3D列印用的鈦合金噴粉試量產設備, 除具備相關製程平台技術與材料製備能力外, 亦在雷射金屬積層製造的工業零組件與模具、 客製化醫材有創新應用,包含應用在LED燈具、 光學鏡片與汽車部品成形等塑膠射出模具,以及客製化手術器械、 手術導板及植入物等各種創新醫材,使用包含模具鋼、不鏽鋼、 鈦合金及鈷鉻合金等材料。 醫材部分協同工研院生醫所與台大及長庚醫院合作, 針對金屬3D列印客製化植入物之仿生結構設計、 驗證及進行動物試驗中。國內首家3D列印醫材廠-台灣創新生醫( 股)公司亦進駐於南科路竹園區, 預計推出金屬3D列印客製化牙冠、 手術導引板及植入固定板等產品。 工研院正積極整合國內材料及機械大廠, 預計年底籌組聯盟投入金屬3D列印材料及設備, 以落實3D列印材料製備與製程設備之自主化。