隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展,不同功率、波長以及頻率的激光器不斷被推向市場。根據(jù)光源與物質(zhì)的作用特點,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能電池劃片、摻雜、3C電子和半導體銅箔切割、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、消費電子產(chǎn)品等的切割、打標。紫外脈沖激光器具有短波長、短脈沖、光束質(zhì)量優(yōu)、高峰值功率等優(yōu)點,與綠光、紅外相比,具有更小的熱效應(yīng)等優(yōu)勢。近年來我國紫外激光器市場發(fā)展迅速,并廣泛幅射至醫(yī)療、日用、航空航天、半導體、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記、切割、去除(減材)、打孔等方面均有理想的效果。相較于市場同類產(chǎn)品,銳科RFL-PUV產(chǎn)品具有諸多優(yōu)勢:
· 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,可實現(xiàn)高頻穩(wěn)定加工;
· 重量輕,5W級整機重量低至2.87kg,體積最小可達同類型激光器一半;
· 結(jié)構(gòu)簡化,集激光電源、激光頭、擴束鏡以及振鏡連接板為一體,即拆即用。
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)品型號包括RFL-P5UV、RFL-P5UV-S和RFL-P10UV,并可以結(jié)合客戶需求進行非標定制。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、線材標記、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)品介紹點擊:一圖識機 | 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熱性能和導電性,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激光器進行銅層的去除測試,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。
圖2 覆銅板去除前后對比
2.1.2 PCB板開窗
PCB上導線覆有油漆層,可以防止短路對器件造成傷害。所謂開窗就是去掉導線上的油漆層,讓導線裸露以便上錫處理。選用RFL-P5UV激光器可以實現(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,實現(xiàn)精確開窗加工。
圖3 PCB板開窗前后對比
2.2標記
2.2.1線材絕緣層標記
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,常常會在線纜上進行標識,傳統(tǒng)的標識方式是采用油墨噴碼機進行噴碼,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)過機械運輸、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)的實際需求。激光標記可以有效地解決油墨噴碼機的難題,且激光標記的線條均勻、清晰,可讀性更高。
選用RFL-P10UV激光器在線纜上進行激光標記,匹配大幅面場鏡,可以在線纜上實現(xiàn)字符的清晰標記,加工125mm幅面的字符僅需0.2s,可跟隨流水線工作,與工業(yè)自動化配合進行飛行打標,滿足產(chǎn)線高節(jié)拍要求。
圖4 加工效果(左)相機拍攝;(右)顯微鏡觀察
除了常規(guī)線材的標記,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試和接受,該領(lǐng)域的線材標記一直被國外公司壟斷,為了推進航空航天領(lǐng)域線材標記國產(chǎn)化,采用RFL-P5UV激光器在電線絕緣層上進行字符標記,標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的運動速度下單次加工即可在電線上實現(xiàn)字符的清晰標記,字符標記深淺均一、線條均勻,邊緣無燒蝕發(fā)黑現(xiàn)象。
圖5 航天線纜加工效果(左)相機拍攝;(右)顯微鏡觀察
2.2.2玻璃打標
玻璃制品廣泛用于建筑、日用、醫(yī)療、化學、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)層進行圖形、文字、LOGO等個性加工,效果可呈現(xiàn)白色或黑色,標記精細、清晰美觀。相較于超快激光標記,該款激光器加工效率更高,且超快激光器一般造價昂貴,在玻璃打標領(lǐng)域,銳科RFL-PUV系列激光器性價比更高。
圖6 玻璃標記效果內(nèi)部標記(左);表面標記(右)
2.2.3醫(yī)療器械打標
激光是滿足醫(yī)療行業(yè)FDA和MDR標準的打標技術(shù),可實現(xiàn)在所有醫(yī)療設(shè)備和器械上打標唯一設(shè)備標識符(UDI)。醫(yī)療器械上的激光打標可以獲得耐滅菌消毒的永久標識,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比度的標識,加工圖7案例大小的幅面僅用15s左右,加工效率高。
圖7 醫(yī)療器械標記
2.2.4其他非金屬標記
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,常常會在包裝上進行防偽標識,采用RFL-PUV系列激光器可以輕松實現(xiàn)塑料包裝袋、試劑盒、膠帶、瓶蓋等的標記。
圖8 非金屬標記
2.3切割
2.3.1 PCB切割
PCB板結(jié)構(gòu)復雜、精細,激光加工技術(shù)可以實現(xiàn)該類材料的精密切割,選用RFL-P10UV激光器對1.2mm厚度的PCB板進行加工,切割斷面光滑。
圖9 PCB板切割效果(左)相機拍攝;(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特的優(yōu)勢,選用銳科RFL-P10UV激光器在薄木片上進行特定圖形切割可以實現(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比。
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熱散熱材料,屏蔽熱源與組件的同時可改進消費類電子產(chǎn)品的性能。選用RFL-P10UV激光器可在石墨片上進行陣列孔加工,通過螺旋線的方式進行加工,加工1600個孔僅在10秒以內(nèi)。
圖11 石墨片陣列孔加工效果(左)相機拍攝;(右)顯微鏡觀察
上述幾個案例分別列舉了銳科RFL-PUV系列激光器在去除、標記、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,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性化解決方案,詳細可點擊銳科激光公眾號主頁右下方菜單欄根據(jù)區(qū)域聯(lián)系銳科銷售工程師進一步咨詢。
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