プネウム株式会社

✨ 異種材料の接合はなぜ難しい？

近年、センサー、MEMS、医療デバイスといった分野で、
シリコンと樹脂やガラスなど異なる材料を組み合わせた構造のニーズが高まっています。
しかし、これらの異種材料は熱膨張率や吸収特性が異なるため、
従来の熱接合やUV接着では変形・剥離・クラックが発生しやすく、量産・実装面で課題となっていました。

こうした接合の難しさを乗り越えるために注目されているのが、
RayVen社製2 µm帯フェムト秒レーザー「RayVen-L」です。
赤外波長の高吸収性とフェムト秒パルスの低熱影響を活かすことで、
高精度かつ非接触での異種材料接合が実現できます。

✨ RayVen-Lが実現する「選択吸収型レーザー接合」

RayVen-Lは2085 nmの波長を採用しており、シリコンは透過、
PMMAやガラスなどの透明材料には高い吸収率を持ちます。
この性質を活かし、レーザーを透明材料側から照射しつつ、
接合界面にのみ局所的にエネルギーを与える「選択吸収接合法」が可能です。
これにより、接着剤を使わずに、変形・気泡・熱損傷のない接合を実現します。

✨ 主な特長（仕様一覧）

波長：2085 nm（赤外域、ポリマー・ガラスに吸収）
パルス幅：750 fs（超短パルスで低熱影響）
パルスエネルギー：最大1 mJ（接合に十分なエネルギー）
繰り返し周波数：10–100 kHz（応用に応じて可変）
ビーム品質：M² < 1.2（均一で安定した照射）
出力安定性：0.35%以内（RMS）
冷却方式：水冷式、誤調整不要の堅牢設計

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✨ 応用事例：センサー・バイオチップ・ハウジングの接合

RayVen-Lを用いた2 µmレーザー接合は、
例えばシリコンとPMMAの界面を非接触・非接着で接合する用途に適しており、
光学センサー、ラボオンチップ、マイクロ流体デバイスなどの開発現場での使用が期待されています。
接合後の材料にクラックや変形がないため、光学精度や気密性の要求が高い製品でも適用可能です。

✨ 熱影響を避けたい現場で選ばれる理由

一般的な熱接合では、材料の反りや気泡混入が避けられず、再現性に課題が残ります。
RayVen-Lのフェムト秒レーザーは、必要な深さ・範囲にだけエネルギーを集中させられるため、
材料へのストレスを最小限に抑えられます。
加えて、誤調整不要・水冷式の安定設計により、実験用途から量産装置への組込までスムーズに対応可能です。