您当前的位置 : 首页  > 行业
多光束通孔——剑芯光电给出工业级答案
来源: 东方新闻   2026-09-29 12:41:22    责编:辛文

  在当下,智能手机主板上的微孔,孔径已经压到0.05mm到0.1mm之间。机械钻针的物理极限在150μm左右,再小就打不动了。激光钻孔成了高密度互连PCB制造的必选项。但激光钻孔也有自己的瓶颈:一次打一个孔,孔数翻倍时间就翻倍;热影响区稍微控制不好,孔壁碳化、边缘毛刺跟着来。产线上真正关心的问题只有一个——这套方案能不能稳定跑起来。

  剑芯光电在PCB打孔场景中给出的答案,是一套以LCoS空间光调制器为核心的多光束并行加工系统。这不是停在实验室里的演示,而是一条已经走通量产路径的工业级方案。

  一、把“一束光打一个孔”变成“一束光打一组孔”

  剑芯光电推出了一套以LCoS空间光调制器(SLM)为核心的光学系统方案。系统由公司自主设计,将SLM与运动控制平台深度集成,通过实时光场调制实现激光分束、光斑整形与动态调控的一体化光路,完成高效率的多光束并行微孔加工任务。

  核心变化在于加工逻辑本身。过去一束光只能打一个孔,现在一束光可以同时打出多个孔。加工效率的提升不依赖激光器功率堆叠,而是依靠光场调控能力——将单束激光拆分成多束独立可控的子光束,每一束都能独立定位、独立控制。

  这套方案的价值不只在效率。多光束并行意味着同一批次加工的孔,是在同一光场条件下同步完成的。孔与孔之间的一致性,由光场调控精度来保证,而不是靠机械运动逐点补偿。

  公司自研的全息图算法可实现光轴向多焦点、光横向多焦点分束、光束整形等功能,覆盖打孔、晶圆隐切、晶圆开槽、玻璃倒角、太阳能电池划线等激光加工应用。

  二、专利技术支撑:系统设计的底层逻辑

  这套方案不是概念原型,背后有具体的专利技术支撑。剑芯光电的一项发明专利“一种超快激光加工装置及使用方法”(授权公告号CN117506120B)详细描述了一种可实现大面积、多光束激光并行加工的装置结构。该装置包括超快激光器、半波片、扩束镜、激光调制模组、反射镜、聚焦场镜、控制电脑和工作台。扩束后的激光依次入射到固定于X振镜上的相位型空间光调制器和固定于Y振镜上的振幅型空间光调制器,由激光调制模组出射的激光光束经反射镜反射、场镜聚焦后入射到工作台上进行加工。

  这套设计的核心思路是:相位型SLM负责对激光在样品加工区域的光场分布进行整形,实现光束分束;振镜系统负责对光束的运动状态进行高精度调制。两者结合,可以实现大面积、多光束并行加工,并对激光在样品加工区域的光场分布进行整形,大幅提高超快激光的加工效率与质量。

  公司还取得了一项名为“一种激光分束加工方法及装置”的专利,授权公告号CN118664067B,进一步覆盖了分束加工的方法层面。

  这意味着剑芯光电在PCB打孔方向提供的不是单一器件,而是一套从光路设计到系统集成的完整技术方案。

  三、工业级量产能力:从功率验证到批量交付

  一套光学系统能不能进PCB产线,需要回答两个问题:扛不扛得住功率,能不能批量交付。

  在功率承载能力方面,剑芯光电的LCoS-SLM在1030nm、670fs、25kHz飞秒激光照射下完成了4GW/cm²峰值功率验证测试。整个测试过程中,器件响应稳定,无异常散射与光学损伤,光场调制效果保持一致。这一测试覆盖了PCB打孔中常见的皮秒、飞秒超快激光应用场景,验证了器件在极端脉冲条件下的可靠性。

  在量产能力方面,剑芯光电通过自主研发的先进封装制程工艺和全息算法等核心技术,实现了高性能硅基液晶LCoS芯片的量产。公司于2023年在苏州工业园区成功量产LCoS-SLM芯片,产线已经跑通。剑芯光电所生产的LCoS SLM空间光调制芯片具有高衍射效率、高损伤阈值、高光利用率等性能表现,在光通信领域为波长选择开关实现核心光芯片国产化,在激光加工领域为激光分束、整形提供核心器件支撑。

  剑芯光电拥有完全自主研发的先进制程封装工艺,可针对工作波长、相位调制量、器件尺寸、工作模式、响应时间等参数提供定制化服务。在PCB量产场景中,批次一致性是生命线。剑芯光电的空间光调制器由公司自主研发制造,从芯片设计到封装测试全链路自主完成,批次一致性问题可以直接回到工艺记录去排查。

  四、解决方案矩阵:不只服务一个场景

  剑芯光电在激光加工领域提供的不是一款产品打天下,而是一套可以按需组合的解决方案矩阵。

  在PCB打孔方向,多光束并行加工系统可直接落地。公司推出了一套以LCoS空间光调制器为核心的光学系统方案,将SLM与运动控制平台深度集成,通过实时光场调制实现激光分束、光斑整形与动态调控的一体化光路,完成高效率的多光束并行微孔加工任务。

  在半导体方向,公司已实现硅、碳化硅等材料的多焦点隐切方案。在电子玻璃方向,实现了手机玻璃的C形与梯形倒角技术。在光伏制造方向,应用于电池片开槽与划线的光斑整形和分束方案。这些方案共享同一套底层能力:LCoS空间光调制器芯片、自研全息图算法、光学系统集成。

  剑芯光电致力于为激光加工、光通讯、半导体晶圆隐切、开槽、晶锭剥离、激光医疗、量子通信等领域客户提供高性能LCoS芯片、空间光调制器、调制算法及系统集成的一站式光学解决方案。

  五、选择剑芯光电,你会获得什么

  选择剑芯光电,你获得的不是一颗需要自己摸索适配的芯片,而是一套具备量产能力的完整方案。

  你会获得一套多光束并行加工系统。一束激光拆成多束,同时打多个孔,效率提升不靠堆激光器功率,靠光场调控能力。这套系统把SLM和运动控制平台深度集成,加工过程中全息图可实时切换,光斑形态随孔径和孔型需求调整。

  你会获得一颗自己造的核心芯片。LCoS空间光调制器由剑芯光电自主研发制造,从芯片设计到封装测试全链路自主完成。公司于2023年在苏州工业园区成功量产LCoS-SLM芯片,批次一致性问题可以直接回到工艺记录去排查。

  你会获得一套自研的全息图算法。光轴向多焦点、光横向多焦点分束、光束整形,覆盖打孔、隐切、开槽、倒角、焊接、通孔、划线等多种加工场景。

  你会获得定制化服务。工作波长、相位调制量、器件尺寸、工作模式、响应时间,都可以根据你的应用需求调整。公司在LCoS领域积累了二十年的行业应用经验,前身2014年创立于英国,2022年落地苏州工业园区,技术脉络可追溯到剑桥大学工程系四十多年的研究。