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深度解讀

一文揭秘銳科紫外納秒激光器最全應(yīng)用案例

來源:銳科激光2024-07-15 我要評(píng)論(0 )   

隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展,不同功率、波長(zhǎng)以及頻率的激光器不斷被推向市場(chǎng)。根據(jù)光源與物質(zhì)的作用特點(diǎn),將選用特定的激光器,如紅外激光器主要用于鋼鐵、銅和鋁等金屬零...

隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展,不同功率、波長(zhǎng)以及頻率的激光器不斷被推向市場(chǎng)。根據(jù)光源與物質(zhì)的作用特點(diǎn),將選用特定的激光器,如紅外激光器主要用于鋼鐵、銅和鋁等金屬零件的焊接、切割等加工;綠光激光器可用于太陽(yáng)能電池劃片、摻雜、3C電子和半導(dǎo)體銅箔切割、焊接以及晶圓退火等加工;紫外激光器可用于塑料、紙盒包裝、醫(yī)療器械、消費(fèi)電子產(chǎn)品等的切割、打標(biāo)。紫外脈沖激光器具有短波長(zhǎng)、短脈沖、光束質(zhì)量?jī)?yōu)、高峰值功率等優(yōu)點(diǎn),與綠光、紅外相比,具有更小的熱效應(yīng)等優(yōu)勢(shì)。近年來我國(guó)紫外激光器市場(chǎng)發(fā)展迅速,并廣泛幅射至醫(yī)療、日用、航空航天、半導(dǎo)體、電子等領(lǐng)域。銳科憑借其深厚的激光器研發(fā)能力,已自主研發(fā)RFL-PUV系列紫外納秒激光器,并廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的微加工。

01 銳科激光 RFL-PUV紫外納秒激光器的介紹

銳科RFL-PUV系列紫外納秒激光器是適用于微加工行業(yè)的一款成熟工具,它在解決不同類型材料的標(biāo)記、切割、去除(減材)、打孔等方面均有理想的效果。相較于市場(chǎng)同類產(chǎn)品,銳科RFL-PUV產(chǎn)品具有諸多優(yōu)勢(shì):

· 電光轉(zhuǎn)化效率更高,能耗更低;

· 光束質(zhì)量更優(yōu),M2<1.2,加工效率提升明顯,工藝質(zhì)量高;

· 脈寬窄,低于同類型激光器,加工熱效應(yīng)更小,可實(shí)現(xiàn)高頻穩(wěn)定加工;

· 重量輕,5W級(jí)整機(jī)重量低至2.87kg,體積最小可達(dá)同類型激光器一半;

· 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化,集激光電源、激光頭、擴(kuò)束鏡以及振鏡連接板為一體,即拆即用。

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圖1 銳科RFL-PUV系列紫外納秒激光器

銳科現(xiàn)有紫外納秒系列產(chǎn)品型號(hào)包括RFL-P5UV、RFL-P5UV-S和RFL-P10UV,并可以結(jié)合客戶需求進(jìn)行非標(biāo)定制。經(jīng)過不斷的工藝開發(fā)和優(yōu)化,RFL-PUV系列激光器在覆銅板(DBC)去除、PBC開窗、飛行打標(biāo)、線材標(biāo)記、PCB/FPC切割、木材切割、石墨打孔和玻璃加工等應(yīng)用領(lǐng)域均有成熟的工藝表現(xiàn)。(更多產(chǎn)品介紹點(diǎn)擊:一圖識(shí)機(jī) | 銳科紫外納秒“三劍客”,為什么是“打碼”高手?)

02 銳科紫外納秒激光器的四大工藝應(yīng)用案例

2.1去除(減材)

2.1.1覆銅板去除

覆銅板由于其具有良好的導(dǎo)熱性能和導(dǎo)電性,是重要的電子封裝材料,傳統(tǒng)的覆銅層去除主要通過覆膜顯影、蝕刻完成,該工藝流程復(fù)雜繁瑣。為優(yōu)化覆銅板銅層去除步驟,銳科選用RFL-P10UV激光器進(jìn)行銅層的去除測(cè)試,去除效果如圖2所示,銅層去除比較干凈,與陶瓷相比底色差別不大,正反面雕刻,陶瓷邊界未產(chǎn)生裂紋。

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圖2 覆銅板去除前后對(duì)比

2.1.2 PCB板開窗

PCB上導(dǎo)線覆有油漆層,可以防止短路對(duì)器件造成傷害。所謂開窗就是去掉導(dǎo)線上的油漆層,讓導(dǎo)線裸露以便上錫處理。選用RFL-P5UV激光器可以實(shí)現(xiàn)PCB板表面油漆層的去除,通過調(diào)整激光參數(shù)還可以控制不同銅層的去除,實(shí)現(xiàn)精確開窗加工。

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圖3 PCB板開窗前后對(duì)比

2.2標(biāo)記

2.2.1線材絕緣層標(biāo)記

線纜行業(yè)為了使產(chǎn)品能夠清晰分辨品牌、種類、規(guī)格等,常常會(huì)在線纜上進(jìn)行標(biāo)識(shí),傳統(tǒng)的標(biāo)識(shí)方式是采用油墨噴碼機(jī)進(jìn)行噴碼,這種方式不僅成本高而且污染大,并且油墨在線纜表面的附著性較差,經(jīng)過機(jī)械運(yùn)輸、環(huán)境老化、人為擦碰后很容易被磨損破壞,難以滿足行業(yè)的實(shí)際需求。激光標(biāo)記可以有效地解決油墨噴碼機(jī)的難題,且激光標(biāo)記的線條均勻、清晰,可讀性更高。

選用RFL-P10UV激光器在線纜上進(jìn)行激光標(biāo)記,匹配大幅面場(chǎng)鏡,可以在線纜上實(shí)現(xiàn)字符的清晰標(biāo)記,加工125mm幅面的字符僅需0.2s,可跟隨流水線工作,與工業(yè)自動(dòng)化配合進(jìn)行飛行打標(biāo),滿足產(chǎn)線高節(jié)拍要求。

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圖4 加工效果(左)相機(jī)拍攝;(右)顯微鏡觀察

除了常規(guī)線材的標(biāo)記,使用紫外激光器在電線和電纜上直接印刷也在航空和航天工業(yè)中得到了OEM和最終用戶的廣泛測(cè)試和接受,該領(lǐng)域的線材標(biāo)記一直被國(guó)外公司壟斷,為了推進(jìn)航空航天領(lǐng)域線材標(biāo)記國(guó)產(chǎn)化,采用RFL-P5UV激光器在電線絕緣層上進(jìn)行字符標(biāo)記,標(biāo)記所用線纜為航空航天領(lǐng)域?qū)S镁€材(電線規(guī)格BMS),在2000mm/s的運(yùn)動(dòng)速度下單次加工即可在電線上實(shí)現(xiàn)字符的清晰標(biāo)記,字符標(biāo)記深淺均一、線條均勻,邊緣無燒蝕發(fā)黑現(xiàn)象。

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圖5 航天線纜加工效果(左)相機(jī)拍攝;(右)顯微鏡觀察

2.2.2玻璃打標(biāo)

玻璃制品廣泛用于建筑、日用、醫(yī)療、化學(xué)、家居等領(lǐng)域,在玻璃上雕刻、印刷、鐳射圖案、花紋已經(jīng)是一種很常見的技術(shù)。選用RFL-P5UV激光器可以在玻璃表面或內(nèi)層進(jìn)行圖形、文字、LOGO等個(gè)性加工,效果可呈現(xiàn)白色或黑色,標(biāo)記精細(xì)、清晰美觀。相較于超快激光標(biāo)記,該款激光器加工效率更高,且超快激光器一般造價(jià)昂貴,在玻璃打標(biāo)領(lǐng)域,銳科RFL-PUV系列激光器性價(jià)比更高。

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圖6 玻璃標(biāo)記效果內(nèi)部標(biāo)記(左);表面標(biāo)記(右)

2.2.3醫(yī)療器械打標(biāo)

激光是滿足醫(yī)療行業(yè)FDA和MDR標(biāo)準(zhǔn)的打標(biāo)技術(shù),可實(shí)現(xiàn)在所有醫(yī)療設(shè)備和器械上打標(biāo)唯一設(shè)備標(biāo)識(shí)符(UDI)。醫(yī)療器械上的激光打標(biāo)可以獲得耐滅菌消毒的永久標(biāo)識(shí),采用RFL-PUV系列激光器可以在醫(yī)療器械上獲得永久和高對(duì)比度的標(biāo)識(shí),加工圖7案例大小的幅面僅用15s左右,加工效率高。

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圖7 醫(yī)療器械標(biāo)記

2.2.4其他非金屬標(biāo)記

在日常生活中,為了使產(chǎn)品能夠清晰分辨品牌、種類、日期等,常常會(huì)在包裝上進(jìn)行防偽標(biāo)識(shí),采用RFL-PUV系列激光器可以輕松實(shí)現(xiàn)塑料包裝袋、試劑盒、膠帶、瓶蓋等的標(biāo)記。

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圖8 非金屬標(biāo)記

2.3切割

2.3.1 PCB切割

PCB板結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精細(xì),激光加工技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)該類材料的精密切割,選用RFL-P10UV激光器對(duì)1.2mm厚度的PCB板進(jìn)行加工,切割斷面光滑。

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圖9 PCB板切割效果(左)相機(jī)拍攝;(右)顯微鏡觀察斷面圖

2.3.2 木材切割

紫外激光作為一種冷光源在切割加工中具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),選用銳科RFL-P10UV激光器在薄木片上進(jìn)行特定圖形切割可以實(shí)現(xiàn)材料的精密加工,切割后的木材邊緣無發(fā)黑燒焦現(xiàn)象,切割面光滑無毛刺,美觀性較好,在木制工藝品加工方面具有極高的性價(jià)比。

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圖10 木材切割效果

2.4打孔——石墨片打孔

石墨片是一種全新的導(dǎo)熱散熱材料,屏蔽熱源與組件的同時(shí)可改進(jìn)消費(fèi)類電子產(chǎn)品的性能。選用RFL-P10UV激光器可在石墨片上進(jìn)行陣列孔加工,通過螺旋線的方式進(jìn)行加工,加工1600個(gè)孔僅在10秒以內(nèi)。

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圖11 石墨片陣列孔加工效果(左)相機(jī)拍攝;(右)顯微鏡觀察

上述幾個(gè)案例分別列舉了銳科RFL-PUV系列激光器在去除、標(biāo)記、切割、鉆孔等領(lǐng)域的全應(yīng)用,為材料微加工提供了應(yīng)用解決方案。銳科RFL-PUV系列紫外納秒激光器具有體積小、重量輕、一體化、電光路集成、穩(wěn)定性佳的優(yōu)勢(shì),與未來工業(yè)化產(chǎn)品的便捷化、集成化發(fā)展相契合,并能依據(jù)客戶特殊需求提供個(gè)性化解決方案,詳細(xì)可點(diǎn)擊銳科激光公眾號(hào)主頁(yè)右下方菜單欄根據(jù)區(qū)域聯(lián)系銳科銷售工程師進(jìn)一步咨詢。


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銳科紫外納秒激光器應(yīng)用案例
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