雷射微加工應用與選型｜飛秒雷射、微孔與精密加工

2026-10-07

雷射微加工應用與選型：從飛秒雷射、微孔加工到多軸精密加工

雷射微加工怎麼選？ 雷射微加工的重點不只是把加工尺寸做得更小，而是要在微米尺度下控制熱影響、加工邊緣、孔型、表面品質與重複精度。當製程涉及玻璃、陶瓷、半導體、SiC、GaN、精密金屬、聚合物或其他脆性與熱敏感材料時，可進一步評估皮秒、飛秒等超快雷射。若需要微孔、不同錐度鑽孔、複雜孔型或精密切割，除了雷射光源之外，多軸掃描加工頭、光束控制與運動路徑同樣會影響最終加工品質。

為什麼超快雷射適合精密微加工？

Why Ultrafast Laser

傳統雷射加工若能量作用時間較長，熱量可能向周圍材料傳遞，造成較大的熱影響區、熔融、變色或微裂紋。

飛秒雷射的脈衝時間極短，可在非常短的時間尺度內將能量集中於加工區域，因此特別適合對熱影響、邊緣品質與微細結構要求較高的材料加工。

目前飛秒雷射的工業應用已涵蓋玻璃、半導體、陶瓷、金屬、聚合物及硬脆材料的鑽孔、切割、修整、表面處理與微結構加工。Fluence 現行 Jasper X1 的應用即涵蓋玻璃微孔、半導體、醫療元件及各類精密微加工。

不同雷射微加工需求，技術方向有什麼不同？

Micromachining Technology Types

加工需求	常見雷射微加工技術方向
玻璃、陶瓷與脆性材料切割／鑽孔	飛秒等超快雷射
半導體、SiC、GaN 與精密電子材料	超快雷射精密去除、切割及微孔加工
微孔、不同錐度與特殊孔型	超快雷射＋多軸掃描加工頭
表面微結構與功能化	超快雷射表面結構加工
精密金屬、聚合物及醫療元件	微切割、微鑽孔與精密表面加工

實際選型仍需依材料、加工尺寸、孔徑、深寬比、錐度、邊緣品質、熱影響與生產速度進一步評估。

玻璃與透明材料：微孔、切割與精密結構加工

玻璃具有硬、脆及對熱應力敏感等特性，因此在顯示器、光學元件、電子與先進封裝等應用中，加工品質通常比單純加工速度更重要。飛秒雷射可利用極短脈衝降低周圍熱負荷，用於玻璃切割、微孔、表面處理及內部結構加工。

目前一個值得注意的發展方向，是玻璃通孔（TGV, Through-Glass Via）與玻璃基板微孔加工在微電子與先進封裝中的應用。維佳代理的 Fluence 目前亦將 glass via drilling、panel cutting、dicing、glass cleaving 及 microelectronics 列為工業級飛秒雷射的重要應用。

半導體與先進材料：微加工需求朝更高精度發展

隨著電子元件尺寸縮小，半導體與先進材料加工對精度、邊緣品質與熱影響控制的要求也持續提高。除了矽材料之外，SiC、GaN、陶瓷與玻璃等材料也逐漸進入不同的高階電子、功率元件與精密製程應用。

超快雷射可以進行局部且精密的材料移除，因此適合評估微孔、劃線、切割、修整及表面加工等製程。Fluence 近年的技術資料也特別將 silicon、gallium nitride、silicon carbide 與玻璃微孔列為先進電子與半導體微加工的重要方向。

對 B2B 設備商與製造業者而言，這類應用不能只依「雷射瓦數」決定，而需同步評估脈衝條件、波長、光斑、掃描方式與實際材料反應。

微孔與不同錐度加工：多軸 Scan Head 是另一個關鍵

當加工需求來到微孔、斜孔、特殊孔型或不同入口／出口錐度時，除了超快雷射光源之外，光束入射角度與掃描路徑控制也會直接影響孔型與加工品質。

Novanta 旗下 ARGES 的 Precession Elephant III（PEIII）是針對高精度 drilling、cutting 與 micromachining 所設計的多軸 Scan Head，可進行複雜幾何與不同錐度的微孔加工。PEIII 為 2024 年推出的新一代多軸加工頭，強調高速振鏡、多波長相容性、精密微加工與系統整合能力，可用於對孔型、加工細節與重複性要求較高的製程。

雷射光束如何進入材料？

加工路徑如何控制？

孔型與錐度如何形成？

光源、Scan Head 與控制系統能否有效整合？

表面微結構：從去除材料走向改變材料表面功能

雷射微加工的另一個發展方向，是 Surface Structuring／Surface Functionalization 表面微結構與功能化。利用飛秒雷射在材料表面形成微米甚至次微米結構，可以進一步改變表面的光學、潤濕或其他物理特性。

Fluence 在 2026 年公布的玻璃表面功能化應用，即利用飛秒雷射形成 LIPSS（Laser-Induced Periodic Surface Structures），並朝抗霧、光學表面與工業化大面積加工方向發展，該製程亦可與高速掃描系統整合，顯示超快雷射正在從實驗室精密加工進一步朝量產應用發展。因此，雷射微加工已不只是「切、鑽、刻」，還可以進一步延伸至表面微結構、功能化與材料特性控制。

現在的雷射微加工，不只是追求「更小」

Precision, Geometry & Scale-Up

目前微加工技術的發展，可以整理成三個方向。

更低的熱影響與更高的加工品質：利用皮秒、飛秒等超短脈衝，降低加工周圍的熱累積，改善微裂紋、熔融與邊緣品質。

更複雜的幾何與多軸控制：透過多軸 Scan Head、光束控制與運動路徑設計，進行特殊孔型、不同錐度、斜孔與更複雜的微加工。

從精密加工走向量產整合：高重複頻率雷射、高速掃描、製程控制與自動化整合，使微加工逐步從實驗室技術走向半導體、電子、醫療與精密製造量產應用。

所以現在評估微加工設備時，已不能只比較「最小可以加工到幾微米？」，還需要一起確認加工品質、速度、重複性、材料適用性及整套系統的量產能力。

雷射微加工設備怎麼選？先確認這 5 件事

5 Key Selection Factors

加工材料：需要先確認玻璃、陶瓷、矽、SiC、GaN、金屬、聚合物或其他材料。不同材料對波長、脈衝能量與加工方式的反應差異很大。

加工尺寸與幾何需求：包括孔徑、深度、深寬比、切割線寬、錐度、斜孔或其他特殊幾何要求。

熱影響與邊緣品質：若產品不能接受熔融、變色、裂紋、崩邊或過大的熱影響區，就需要進一步評估超快雷射與製程參數。

光束控制與加工路徑：微孔、特殊孔型或複雜結構除了需要適合的雷射光源，也要確認 Scan Head、聚焦光學、運動平台與控制方式。

產能、穩定性與系統整合：實驗室能加工成功，不代表就能直接量產。實際設備還需要評估加工節拍、長時間穩定性、自動化介面、維護與總持有成本（TCO）。

維佳科技可提供哪些雷射微加工相關支援？

Veego Support

維佳科技股份有限公司（Veego Corporation）成立於 2003 年，位於台灣台中，專注於雷射加工相關光電產品代理、雷射光源、掃描系統、光學零組件，以及雷射模組與 Laser Beam Delivery 系統整合服務。

針對雷射微加工應用，維佳可依材料、孔徑、加工尺寸、錐度、精度、熱影響、速度及設備架構等條件，協助評估適合的超快雷射光源、Scan Head、光學元件與系統整合方向。

目前相關品牌資源包括 Fluence（工業級飛秒雷射，可應用於玻璃、半導體、陶瓷、金屬、聚合物等精密微加工）與 Novanta／ARGES（Precession Elephant III 多軸 Scan Head，可應用於高精度鑽孔、微切割及多軸雷射微加工）。對 B2B 設備商與製造業而言，雷射微加工通常不是單一光源就能完成的設備選型，而需要將雷射、光束控制、掃描系統、光學元件與控制軟體視為完整製程系統進行評估。