Laser à diode directe bleue « BLUE IMPACT »
Un changement radical dans le traitement du cuivre

Impression 3D avec du cuivre pur. Fabriqué à l'aide du laser à diode directe bleue « BLUE IMPACT »

L’utilisation des énergies renouvelables et des véhicules électriques (VE) progresse, stimulée par les mesures de lutte contre le réchauffement climatique et la décarbonisation. Le cuivre est une matière première indispensable dans ce contexte. Le cuivre est un bon conducteur électrique, c’est pourquoi il est utilisé dans les installations d’énergie renouvelable, les infrastructures et les bobines des moteurs, qui sont le cœur des VE. On dit que les VE utilisent plus de quatre fois plus de cuivre que les véhicules à essence. La demande en cuivre va donc augmenter, et en même temps, on s’attend également à un besoin croissant de traitement du cuivre.

Shimadzu Corporation a développé « BLUE IMPACT », une source de lumière laser à diode directe bleue optimale pour le traitement du cuivre, et prend des mesures pour assurer sa mise en œuvre.

La première technologie exclusive au monde permet un changement de paradigme dans le traitement des métaux

IMPACT BLEU irradiant une plaque de cuivre

Cette image d'une plaque de cuivre irradiée avec BLUE IMPACT a été prise avec une caméra à grande vitesse. Un bain de fusion se forme.

Depuis 2014, Shimadzu Corporation poursuit le développement de sources de lumière laser à diode directe bleue. En mai 2024, elle a atteint 6 kW, la puissance la plus élevée au monde avec un laser bleu (une puissance 600 fois supérieure à celle du développement initial). De plus, en première mondiale, Shimadzu a réussi à équiper le laser d'une technologie de contrôle de profil à la demande, qui ajuste la forme du faisceau d'irradiation en fonction du processus.

Cette technologie permet d'obtenir une qualité élevée et un rendement élevé, ce qui était jusqu'à présent difficile pour les lasers, ce qui nous rapproche un peu plus de la mise en œuvre. Shimadzu travaille actuellement avec un important fabricant de machines-outils pour appliquer cette technologie à la société.

Également applicable aux processus de production de semi-conducteurs de puissance

Depuis octobre, les lasers à diode directe bleue sont mis en pratique, l'Université d'Osaka et DOWA Holdings Co., Ltd. ayant mis au point conjointement une technologie de liaison directe pour le nitrure d'aluminium et le cuivre. Le nitrure d'aluminium est un matériau utilisé dans les circuits imprimés en céramique, qui sont un élément constitutif des semi-conducteurs de puissance largement utilisés dans les véhicules électriques et les appareils électroménagers. Il est utilisé en conjonction avec le cuivre (Cu).

Traditionnellement, les circuits imprimés en céramique sont fabriqués par brasage et gravure de nitrure d'aluminium et de cuivre. Cependant, cette méthode présente des problèmes : le processus de brasage prend beaucoup de temps, le matériau de remplissage de brasage est très coûteux et des défauts peuvent être causés par le traitement thermique.

Grâce à cette technologie, le collage est réalisé par pulvérisation de poudre de cuivre tout en éclairant le nitrure d'aluminium avec un laser. Aucun matériau de brasure n'est utilisé, ce qui non seulement augmente simultanément l'efficacité et réduit les coûts, mais augmente également la résistance de la fixation, améliorant ainsi la qualité du produit.

Commentaire d'un ingénieur de développement du laser à diode directe bleue BLUE IMPACT