Laser de diodo azul direto “BLUE IMPACT”
Uma mudança radical no processamento de cobre

Impressão 3D com cobre puro. Fabricado usando o laser de diodo azul direto “BLUE IMPACT”

A utilização de energia renovável e veículos elétricos (VEs) está avançando, impulsionada por medidas de combate ao aquecimento global e descarbonização. O cobre é uma matéria-prima indispensável neste contexto. O cobre é um bom condutor elétrico, por isso é usado em instalações de energia renovável, infraestrutura e bobinas em motores, que são o coração dos VEs. Diz-se que os VEs usam mais de quatro vezes a quantidade de cobre que os veículos movidos a gasolina. A demanda subsequente por cobre aumentará e, ao mesmo tempo, uma necessidade crescente de processamento de cobre também é esperada.

Shimadzu Corporation desenvolveu o “BLUE IMPACT”, uma fonte de luz laser de diodo azul direto ideal para processamento de cobre, e está tomando medidas para garantir sua implementação.

A primeira tecnologia proprietária do mundo permite uma mudança de paradigma no processamento de metais

IMPACTO AZUL irradiando uma placa de cobre

Esta imagem de uma placa de cobre irradiada com BLUE IMPACT foi tirada com uma câmera de alta velocidade. Uma poça derretida é formada.

Shimadzu Corporation vem buscando o desenvolvimento de fontes de luz laser de diodo azul direto desde 2014. Em maio de 2024, ela atingiu 6 kW, a maior saída do mundo com um laser azul (uma saída 600 vezes maior do que quando foi desenvolvida inicialmente). Além disso, pela primeira vez no mundo, Shimadzu conseguiu equipar o laser com tecnologia de controle de perfil sob demanda, que ajusta o formato do feixe de irradiação para se adequar ao processo.

Isso fornece alta qualidade e alto rendimento, o que tem sido difícil para lasers até agora, nos levando assim um passo mais perto da implementação. Shimadzu está atualmente trabalhando com um grande fabricante de máquinas-ferramentas para aplicar essa tecnologia na sociedade.

Também aplicável a processos de produção de semicondutores de potência

A partir de outubro, os lasers de diodo azul direto estão sendo colocados em uso prático, já que a Universidade de Osaka e a DOWA Holdings Co., Ltd. estabeleceram cooperativamente a tecnologia de ligação direta para nitreto de alumínio e cobre. O nitreto de alumínio é um material em PCBs cerâmicos, que são uma parte constituinte dos semicondutores de potência amplamente utilizados em EVs e eletrodomésticos. Ele é usado em conjunto com cobre (Cu).

Convencionalmente, PCBs cerâmicos são fabricados por brasagem e gravação de nitreto de alumínio e cobre. No entanto, isso tem problemas, pois o processo de brasagem leva muito tempo, o material de enchimento de brasagem é muito caro e os defeitos podem ser causados por tratamento térmico.

Com essa tecnologia, a colagem é realizada por pulverização de pó de cobre enquanto se ilumina o nitreto de alumínio com um laser. Absolutamente nenhum material de enchimento de brasagem é usado, o que não só aumenta simultaneamente a eficiência e reduz o custo, mas também aumenta a resistência da fixação, melhorando a qualidade do produto.

Comentário de um engenheiro de desenvolvimento do laser de diodo azul direto BLUE IMPACT