镭射雕刻,镭射加工,激光镂空

激光精密加工的应用

【文章导读】随着技术的进步,传统的打孔方法(fǎ)在许多场(chǎng)合已不能满(mǎn)足需求。例如在坚硬(yìng)的碳化钨合金上加工直径为几十微米的小孔;在硬而(ér)脆的(de)红、蓝宝石上加工几(jǐ)百(bǎi)微米直径的深孔等,用常规的机械加工方法无法实现。而激(jī)光束的瞬时功率密度高达108 W/cm2,可在短时间内将材料加热到熔点或(huò)沸点,在上(shàng)述材料(liào)上实现打孔。

随着(zhe)技术的进步,传统的打孔方法在许多场合已不能满足需求。例(lì)如在坚硬的碳化钨合金(jīn)上(shàng)加工直径为几十微米(mǐ)的小孔;在硬而脆的红、蓝(lán)宝石上加工几百微(wēi)米直径的深(shēn)孔等,用常规的机械加工方法无法实(shí)现。而激光束的瞬(shùn)时功(gōng)率密度高达108 W/cm2,可在(zài)短(duǎn)时间内将材料加热到熔(róng)点或沸点,在上述材料上(shàng)实现打孔(kǒng)。与电子束、电解、电火(huǒ)花、和机械打孔相比,激光打孔(kǒng)质量好、重复精度高、通用性强、效率高、成本低及综合技术经济效益显著。国外(wài)在激光精(jīng)密打孔已经达到很高的水平。瑞士某公司利用固体激光器给(gěi)飞机涡轮叶片进行打孔,可以加工直(zhí)径从20μm到80μm的微孔,并且其直径与深度之比可达 1∶80。激光束还可以在脆性(xìng)材(cái)料如陶瓷上加工各种微小的异型孔如盲孔(kǒng)、方孔等,这是普通机械(xiè)加工无法做到(dào)的。

与传统切割法相比,激光精密切割有很多优点。例(lì)如,它能开出狭窄的切口、几乎没有切割残渣、热影响区小、切割噪(zào)声小,并可(kě)以节省材料15%~30%。由于激光对被切割材料几乎不产生机械冲力和压力,故适宜于切割玻璃、陶瓷和半(bàn)导体等既硬又脆的材(cái)料,加上激光(guāng)光斑小、切(qiē)缝窄,所以(yǐ)特别适宜于对细小部件作各种精密(mì)切割(gē)。瑞士某公司利用固体激光器进行精密切割,其尺寸精度已经达(dá)到很高的水平(píng)。

激光精密切割的一个典型应用就是切割印刷电路板PCB中表(biǎo)面安装用模(mó)板(bǎn)。传统的SMT模板加工方法是化学(xué)刻(kè)蚀法,其致(zhì)命的缺点就是加工的极限尺寸(cùn)不得小于板厚,并且化学刻蚀法工序繁杂、加工周期长、腐蚀(shí)介质污染环境。采用(yòng)激光加工,不仅可以克服这些缺点,而且能够(gòu)对成品模板进(jìn)行再(zài)加工,特别是加工精度及缝隙密度明显优于前者,制作费也由早期的远(yuǎn)高于化学刻蚀到现在的(de)略低于前者。但由于用于激光加工的整套设备(bèi)技术含量高,售价(jià)亦很高,目前仅美国、日本(běn)、德国等少数国家的几家公司能够(gòu)生产整机。

激光焊接热影响区很窄,焊缝(féng)小,尤其可焊高熔点的材料(liào)和异种金属,并且不需要添加材料。国外(wài)利用固体(tǐ)YAG激光器进行缝焊(hàn)和点焊,已有很高的水平。另外,用激光焊接印刷电路的引出线,不需要(yào)使用焊剂,并可(kě)减少热冲击,对(duì)电路(lù)管芯无影响,从而保证了集成电路管芯的质量。

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