淺談陶瓷電路板激光加工
一.激光加工的原理:
激光加工是利用光的能量經(jīng)過透鏡聚焦后在焦點上達(dá)到很高的能量密度,靠光熱效應(yīng)來加工的。 激光加工不需要工具、加工速度快、表面變形小,可加工各種材料。用激光束對材料進(jìn)行各種加工,如打孔、切割、劃片、焊接、熱處理等。 某些具有亞穩(wěn)態(tài)能級的物質(zhì),在外來光子的激發(fā)下會吸收光能,使處于高能級原子的數(shù)目大于低能級原子的數(shù)目-粒子數(shù)反轉(zhuǎn),若有一束光照射,光子的能量等于這兩個能相對應(yīng)的差,這時就會產(chǎn)生受激輻射,輸出大量的光能。
二.激光加工的特點:
1.激光功率密度大,工件吸收激光后溫度迅速升高而熔化或汽化,即使熔點高、硬度大和質(zhì)脆的材料(如陶瓷、金剛石等)也可用激光加工;
2.激光頭與工件不接觸,不存在加工工具磨損問題;
3.工件不受應(yīng)力,不易污染;
4.可以對運(yùn)動的工件或密封在玻璃殼內(nèi)的材料加工;
5.激光束的發(fā)散角可小于1毫弧,光斑直徑可小到微米量級,作用時間可以短到納秒和皮秒,同時,大功率激光器的連續(xù)輸出功率又可達(dá)千瓦至十千瓦量級,因而激光既適于精密微細(xì)加工,又適于大型材料加工;
6.激光束容易控制,易于與精密機(jī)械、精密測量技術(shù)和電子計算機(jī)相結(jié)合,實現(xiàn)加工的高度自動化和達(dá)到很高的加工精度;
7.在惡劣環(huán)境或其他人難以接近的地方,可用機(jī)器人進(jìn)行激光加工。
三.激光加工的優(yōu)勢:
激光加工屬于無接觸加工,并且高能量激光束的能量及其移動速度均可調(diào),因此可以實現(xiàn)多種加工的目的。它可以對多種金屬、非金屬加工,特別是可以加工高硬度、高脆性及高熔點的材料。激光加工柔性大主要用于切割、表面處理、焊接、打標(biāo)和打孔等。激光表面處理包括激光相變硬化、激光熔敷、激光表面合金化和激光表面熔凝等。主要有以下獨特的優(yōu)點:
1.使用激光加工,生產(chǎn)效率高,質(zhì)量可靠,經(jīng)濟(jì)效益。
2.可以通過透明介質(zhì)對密閉容器內(nèi)的工件進(jìn)行各種加工;在惡劣環(huán)境或其他人難以接近的地方,可用機(jī)器人進(jìn)行激光加工。
3.激光加工過程中無“刀具”磨損,無“切削力”作用于工件。
4.可以對多種金屬、非金屬加工,特別是可以加工高硬度、高脆性及高熔點的材料。
5.激光束易于導(dǎo)向、聚焦實現(xiàn)作各方向變換,極易與數(shù)控系統(tǒng)配合、對復(fù)雜工件進(jìn)行加工,因此它是一種極為靈活的加工方法。
6.無接觸加工,對工件無直接沖擊,因此無機(jī)械變形,并且高能量激光束的能量及其移動速度均可調(diào),因此可以實現(xiàn)多種加工的目的。
7.激光加工過程中,激光束能量密度高,加工速度快,并且是局部加工,對非激光照射部位沒有或影響極小,因此,其熱影響區(qū)小,工件熱變形小,后續(xù)加工量小。
8.激光束的發(fā)散角可<1毫弧,光斑直徑可小到微米量級,作用時間可以短到納秒和皮秒,同時,大功率激光器的連續(xù)輸出功率又可達(dá)千瓦至10kW量級,因而激光既適于精密微細(xì)加工,又適于大型材料加工。激光束容易控制,易于與精密機(jī)械、精密測量技術(shù)和電子計算機(jī)相結(jié)合,實現(xiàn)加工的高度自動化和達(dá)到很高的加工精度。
四.目前生產(chǎn)陶瓷板實際情況:
1.打孔,常規(guī)激光機(jī)器可以1秒鐘10多個微孔,專用激光機(jī)器可以達(dá)到100多個微孔;效率還是非??捎^的,但是在我們陶瓷片上,存在一些技術(shù)待跟近問題,如爆孔,漏孔,多孔,孔不規(guī)則,孔錐度異常,熔渣難以清除,以上已逐步通過一些參數(shù)優(yōu)化,硬件的升級,假以時日一定會日漸臻善;
2.劃線,劃線這個相對較打孔要簡單,效率也較快,目前常規(guī)外框30秒左右可以完成1PNL;主要是預(yù)防跳線漏切,切偏問題。
激光加工技術(shù)已在眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,隨著激光加工技術(shù)、設(shè)備、工藝研究的不斷深進(jìn),將具有更廣闊的應(yīng)用遠(yuǎn)景。由于加工過程中輸入工件的熱量小,所以熱影響區(qū)和熱變形小;加工效率高,易于實現(xiàn)自動化。以上是斯利通關(guān)于陶瓷電路板激光加工的詳細(xì)介紹,可以看到的是,當(dāng)今的陶瓷基板切割技術(shù),已經(jīng)得到了深遠(yuǎn)的發(fā)展。
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