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紫外激光切割機的應用

編輯:深圳市柯寶原科技有限公司時間:2021-12-28

   由于消費類電子行業需求大幅增長,產品小型化、快速化及零件價格高等特點,傳統的加工方法已不能滿足顧客更高的精確度和良率要求,激光切割技術應運而生。隨著紫外激光技術的逐步成熟和穩定性提高,激光加工行業已經由紅外激光向紫外激光轉變。與此同時,由于紫外激光的應用日益普及,使激光應用向更廣闊的領域邁進。

    激光束在聚焦后照射到材料上,使被切割材料的溫度迅速上升,然后將其融化或蒸發。它是一種切削材料,它是利用激光與被切削材料的相對運動,在切削材料上產生切縫。常規激光切割CO2(CO2)光斑大、熱影響范圍大、切邊不光滑、發黑等特點,主要應用于木材、布類、塑料和較厚的金屬材料加工,而且熱效應較大。對于較高精度的材料,常選用紫外激光作為切割光源,通過熱效應與YAG和CO2激光進行切割,UV激光直接破壞被加工材料的化學鍵,以達到切割的目的,屬于“冷”工藝。此外,紫外激光波長短、能量集中、切縫寬度小,熱影響范圍小,因而在精密切削和微加工領域有廣泛的應用。

    在激光切割過程中,切縫寬度與光束模式、偏振性、聚焦后光斑直徑有直接關系。實踐中用TEM00模態,圓偏振,但激光模式一般不是理想基模,當功率增加或使用時間較長時,會發生變化。光斑直徑是指光強下降到中心值1/e2的一點所確定的范圍,它含有86.5%的光束能量,在理想情況下,直徑范圍內的激光能進行切割,而在距離以外的距離不與材料發生作用時,切割寬度等于光斑直徑。但是在實際操作中,由于材料的導熱性、熔點、沸點及激光功率的差異,以及激光功率的不同,切縫寬度不等于光斑直徑,其關系要根據激光能量的輸入和材料的特性來確定。但是,在大多數情況下,切割寬度都要稍大于光斑直徑,減小光斑直徑,則會減小切割縫的寬度。

    下面就是針對紫外激光切割技術在高端行業中的應用做一簡要介紹。

    1、UV激光切片。

    藍寶石襯底表面堅硬,一般刀輪難以切割,且磨耗大,良率低,切割道較多在30微米以上,不但使使用面積減小,而且產品產量也有所下降。隨著藍白光LED行業的快速發展,藍寶石基片的切割需求不斷增加,這對提高生產效率、產品合格率提出了更高的要求。

    2、紫外線激光陶瓷切割。

    近一個世紀以來,電子陶瓷的應用逐漸成熟,應用范圍越來越廣泛,如散熱襯底、壓電材料、電阻、半導體、生物應用等,除傳統陶瓷加工工藝外,陶瓷加工由于應用種類的增加,進而進入激光加工領域。根據陶瓷材料的類型,可分為功能陶瓷、結構陶瓷和生物陶瓷??梢杂脕砑庸ぬ沾傻募す庥蠧O2、YAG、綠光激光等,但隨著元件越來越小,紫外激光加工成為一種必要的加工方法,可以加工多種類型的陶瓷。

    3、是紫外線激光切割。

    在智能手機興起的帶動下,紫外激光的應用也逐步擁有了發展的空間。以前由于手機功能不多,加上激光加工的成本高,激光加工在手機市場上所占的地位并不大,但如今智能手機多功能、高度集成,在有限的空間里要集成幾十種傳感器和數百種功能器件,而且元件成本較高,所以對于精度、良率和加工要求都有很大的提高,紫外激光在手機工業中的應用也越來越廣泛。

    4、紫外線ITO干蝕刻蝕

    觸屏功能是智能手機的特點,電容式觸摸屏能實現多點觸摸屏,對應電阻式觸摸屏,其使用壽命更長,響應更快,所以電容式觸摸屏已經成為智能手機選擇的主流。

    以往ITO線路腐蝕采用的是濕蝕刻方法,利用黃光工藝制作線路,再用蝕刻液除去ITO膜在表面形成線路,不僅費時而且污染嚴重。

    切割5UV激光線路板。

    用激光來切割線路板剛開始是用來切割柔性線路板,因為線路板種類很多,早期加工都是用模壓成型,但由于模具制造成本高,制造周期長,采用紫外激光加工可省去模具制造成本和周期,大大縮短了制作樣品的時間。


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