隨著半導體(ti) 行業(ye) 的迅猛發展，碳化矽（SiC）憑借優(you) 異的電氣特性和熱導率，逐漸成為(wei) 電動汽車、可再生能源和高效能電子器件等領域的優(you) 選材料。然而，碳化矽加工難度較高，傳(chuan) 統機械切割工藝受限於(yu) 效率低與(yu) 質量不穩定的挑戰，促使皮秒激光技術成為(wei) 焦點。

皮秒激光器以超短脈衝(chong) 持續時間（皮秒級）釋放巨大的峰值功率，可以顯著減少加工過程中的熱影響區，幾乎無熱損傷(shang) ，確保了高精度與(yu) 材料完整性。這一先進技術為(wei) 碳化矽的精密加工開辟了新路徑，展現出巨大的市場潛力與(yu) 應用前景。

圖1：碳化矽實物

碳化矽迎投資熱潮激光加速生產(chan) 效能

碳化矽具有很高的化學穩定性和熱穩定性，兼具優(you) 異的半導體(ti) 性質。其禁帶寬度是矽的2-3倍，砷化镓的1.6-2.3倍；臨(lin) 界場強更是矽與(yu) 砷化镓的約10倍；而飽和電子漂移速率亦達到矽和砷化镓的2倍之多。

作為(wei) 第三代半導體(ti) 材料，碳化矽具有更廣闊的應用潛力。當前，碳化矽已深入電力電子器件與(yu) 微機電係統的核心製造領域，尤其在光伏係統中，碳化矽基電力電子器件以其更高的逆變效率與(yu) 更優(you) 的功率重量比，引領行業(ye) 前行。同時，憑借獨特的光學特性，碳化矽還在光電器件製造及高溫吸波材料領域大放異彩。

然而，碳化矽是一種極為(wei) 硬質的材料，其莫氏硬度超9，僅(jin) 次於(yu) 鑽石。這種硬度雖賦予其優(you) 異的耐磨與(yu) 耐高溫性能，卻也向傳(chuan) 統機械加工方法提出了嚴(yan) 峻挑戰，尤其是在追求高精度與(yu) 複雜形狀加工的領域。

在此背景下，皮秒激光切割技術應運而生，不僅(jin) 實現了碳化矽的精準切割，更通過精細調控激光參數（如功率、脈衝(chong) 重複頻率及掃描速度），優(you) 化了切割流程，降低了加工損傷(shang) ，提升了切割速度與(yu) 加工質量。在半導體(ti) 設備、汽車電子及航空航天等高端製造領域，皮秒激光技術憑借上述五大優(you) 勢已成為(wei) 製造高性能碳化矽組件不可或缺的關(guan) 鍵技術，其獨特優(you) 勢無可替代。

圖2：碳化矽晶圓

15瓦百皮秒紅外激光器個(ge) 性化解決(jue) 方案

皮秒激光器產(chan) 生的激光脈衝(chong) 持續時間極短，一般在皮秒（10^-12秒）級別，這使得激光脈衝(chong) 在材料表麵的作用時間極短，大大限製了熱量擴散到材料其他部分，從(cong) 而降低了熱影響區域和熱應力，減少了微裂紋和物理變形的風險，確保了加工精度與(yu) 質量的雙重提升。

此外，皮秒激光器具有非常高的加工靈活性，能夠輕鬆適應多樣化的應用需求與(yu) 材料特性，在3C電子、光學元件、醫療器械等領域，均可實現高精度的切割和雕刻，為(wei) 各行業(ye) 帶來前所未有的加工體(ti) 驗。

凱普林針對加工需求，精心打造了15瓦紅外皮秒激光器Topaz-1064-15p，可進行個(ge) 性化定製。該激光器波長為(wei) 1064 nm，脈寬覆蓋10 ps～150 ps，重複頻率則在5 kHz～1000 kHz間自由設定，平均功率>15 W@50 kHz。它支持脈衝(chong) 串數量1~10可選，M²<1.4，發散角 <1mrad，光斑尺寸精準控製於(yu) 2.5±0.2 mm，指向性 <50 urad，確保每一次加工都精準無誤。

圖3：凱普林15W百皮秒紅外激光器

實際應用中，凱普林皮秒激光展現出顯著優(you) 勢，不僅(jin) 大幅提升加工速度，更在產(chan) 品質量的一致性與(yu) 產(chan) 出率上實現質的飛躍。通過掃描電子顯微鏡的圖像分析顯示，皮秒激光處理的邊緣更為(wei) 光滑，幾乎無微裂紋產(chan) 生。

在碳化矽等硬脆材料的切割領域，凱普林皮秒激光器更是實力非凡。其超短脈衝(chong) 在加工過程中產(chan) 生的極小熱影響，確保了碳化矽表麵光潔度與(yu) 精確的加工質量，同時實現了材料的高效去除與(yu) 切割，大大提升了生產(chan) 效率和材料利用率。此外，其高光束質量和可控的脈衝(chong) 寬度，確保了在不損傷(shang) 材料的前提下，實現精準加工，滿足了現代製造業(ye) 對高性能與(yu) 可持續發展的雙重追求。

凱普林超快激光器憑借其優(you) 越特性，不僅(jin) 優(you) 化了碳化矽加工流程，還為(wei) 製造業(ye) 開創了節能環保的技術新路徑，符合現代製造業(ye) 對高性能和可持續發展的需求。其穩定性和低成本優(you) 勢，預示著它將成為(wei) 碳化矽加工行業(ye) 的關(guan) 鍵裝備，引領行業(ye) 變革。

圖4：凱普林激光器加工碳化矽結果

隨著電動汽車與(yu) 高功率電子設備的迅猛發展，碳化矽的市場需求與(yu) 日俱增，預計至2030年，其市場規模將躍升至百億(yi) 級別。特別是在碳化矽晶片的切割、劃線和薄膜剝離等工序中，皮秒激光技術已成為(wei) 行業(ye) 公認的首選方案，並將在未來的材料加工技術革新中扮演更加重要的角色。

展望未來，隨著超快激光技術的不斷進步和成本的進一步降低，皮秒激光技術在碳化矽以及其他先進材料的加工中的應用將更加廣泛，超快激光加工技術的創新也將為(wei) 半導體(ti) 和電子行業(ye) 帶來更多的機遇和挑戰。