Новости
Технологическая эволюция в обработке керамических подложек.
I. Технологическая эволюция и преодоление узких мест в обработке керамических подложек
От ранней механической обработки до химического травления, а затем до широкомасштабного применения лазерных технологий, обработка керамических подложек прошла три технологические революции:
1.0 Эпоха (механическая обработка): Зависит от контактной обработки с использованием алмазных инструментов, имеет низкую эффективность (<30 мм/мин) и низкую точность (±100 мкм), подходит только для грубой обработки.
2.0 Эпоха (химическое травление): Обеспечивает обработку без напряжений с помощью таких растворов, как плавиковая кислота, с улучшенной точностью до ±50 мкм,
но имеет длительный цикл (24-48 часов), сильное загрязнение окружающей среды и сложности при обработке трехмерных структур.
3.0 Эпоха (лазерная обработка): Использует бесконтактные режимы термической/холодной обработки, обеспечивая комплексные прорывы в точности (±15 мкм),
эффективности (более 100 мм/с) и защите окружающей среды, выводя отрасль на этап прецизионной обработки.
II. Создание основной технологической системы лазерной резки
1. Золотые правила выбора лазера
Тип материала | Рекомендуемый тип лазера | Диапазон мощности | Режим обработки | Типичные сценарии применения | Индекс доходности |
Оксид алюминия | CO₂/Волокно | 100 - 300W | Термическое испарение | Резка подложек толщиной 1-2 мм | ≥92% |
Нитрид алюминия | Волокно/УФ | 200 - 500W | Термическое плавление | Точность обработки: 0,5 - 1,5 мм | ≥88% |
Цирконий | УФ/зеленый | 50 - 150W | Холодная резка | Сверхтонкая обработка с толщиной менее 0,3 мм | ≥95% |
2. Модель оптимизации параметров процесса
(а) Формула плотности энергии: Ed = v⋅dP (P = мощность, v = скорость, d = диаметр пятна)
Рекомендуемое значение для резки оксида алюминия: 8–12 Дж/см² для обеспечения достаточного испарения материала при одновременном предотвращении чрезмерного термического повреждения.
Критическое значение для обработки нитрида алюминия: выше 15 Дж/см² для преодоления потерь энергии, вызванных высокой теплопроводностью материала.
(б) Стратегия использования вспомогательного газа
Использование кислорода (0,2–0,3 МПа) для резки оксида алюминия позволяет увеличить скорость резки на 20% за счет экзотермических реакций окисления.
Использование азота (0,8–1,0 МПа) для обработки нитрида алюминия позволяет подавлять реакции окисления при высоких температурах и обеспечивать электрические свойства подложек.
III. Руководство по применению в промышленности и выбору оборудования
В условиях разнообразных потребностей в обработке предприятия должны научно подходить к выбору оборудования, учитывая три аспекта:
1. Приоритет точности:
Для точности выше ±50 мкм: можно использовать лазерные резаки на основе CO₂ (экономически эффективное решение).
Для точности ±25–50 мкм: предпочтительны волоконные лазерные резаки (баланс эффективности и точности).
Для точности ниже ±25 мкм: необходимы УФ/зеленые лазерные резаки (режим холодной обработки).
2. Планирование производственных мощностей:
Для мелкосерийного и среднесерийного производства (<100 000 штук в месяц): выбирайте оборудование с ручной загрузкой/выгрузкой на одной станции.
Для крупносерийного производства (>500 000 штук в месяц): используйте полностью автоматизированные производственные линии (включая роботизированную загрузку/выгрузку + онлайн-контроль).
3. Совместимость материалов:
Для обработки нескольких материалов: предпочтительно выбирать оборудование, поддерживающее переключение между несколькими источниками лазерного излучения (CO₂/волоконный/УФ) (время переключения <3 минут).
По мере того, как мировая высокотехнологичная обрабатывающая промышленность движется к точности и интеграции, технология лазерной резки развивается от метода обработки до основной технологии, обеспечивающей производство керамических подложек.
Благодаря постоянным технологическим инновациям и оптимизации процессов эта технология будет способствовать инженерному применению новых керамических материалов и обеспечит прочную основу для стратегически важных отраслей,
таких как электронная промышленность и новые источники энергии.
-
Какие меры предосторожности необходимо соблюдать при работе с лазерным маркиратором?
1. Категорически запрещается включать блок питания лазера и блок питания с модуляцией добротности без воды или при нарушении циркуляции воды.
2. Блок питания с модуляцией добротности не должен работать без нагрузки (т.е. выходной контакт блока питания с модуляцией добротности должен быть оставлен плавающим).
3. В случае возникновения каких-либо ненормальных явлений сначала выключите гальванометр и выключатель с ключом, а затем проведите проверку.
4. Запрещается включать другие компоненты до включения криптоновой лампы во избежание попадания высокого напряжения и повреждения компонентов.
5. Следите за тем, чтобы выходной контакт (анод) блока питания лазера оставался подвешенным во избежание искрения и пробоя другими электроприборами.
6. Поддерживайте чистоту внутренней циркулирующей воды. Регулярно очищайте резервуар для воды и заполняйте его чистой деионизированной или чистой водой.
-
Что делать, если интенсивность лазерного луча снизилась и маркировка стала недостаточно четкой?
1. Выключите аппарат и проверьте, изменился ли лазерный резонатор; отрегулируйте линзу резонатора. Добейтесь наилучшего светового пятна на выходе;
2. Акустооптический кристалл смещен или выходная энергия акустооптического источника питания слишком низкая;
Отрегулируйте положение аудиовизуального кристалла или увеличьте рабочий ток аудиовизуального источника питания;
3. Лазерный луч, попадающий в гальванометр, отклоняется от центра: отрегулируйте лазер;
4. Если ток отрегулирован примерно на 20 А, но светочувствительность по-прежнему недостаточна: криптоновая лампа стареет. Замените ее на новую.
-
Как обслуживать станок для УФ-лазерной резки?
1. Необходимо регулярно проводить уборку ежедневно, удаляя мусор со столешницы, ограничителей и направляющих, а также смазывая направляющие смазочным маслом.
2. Необходимо регулярно очищать контейнер для сбора отходов, чтобы предотвратить засорение выпускного отверстия излишками отходов.
3. Очищайте чиллер каждые 15 дней, сливая всю воду из него и заполняя его чистой водой.
4. Отражатель и фокусирующую линзу следует протирать специальным чистящим раствором каждые 6–8 часов.
При протирке используйте ватный диск или ватную палочку, смоченную в чистящем растворе, и протирайте фокусирующую линзу от центра к краю против часовой стрелки.
При этом будьте осторожны, чтобы не поцарапать линзу.
5. Условия в помещении могут повлиять на срок службы устройства, особенно в условиях повышенной влажности и запыленности.
Влажная среда склонна вызывать ржавчину на отражающих линзах, а также легко может привести к коротким замыканиям, разрядам и искрению бархатного лазера.
-
Какие несчастные случаи могут быть вызваны лазерным излучением при использовании лазерного рез
(1) Пожар возник из-за контакта лазера с легковоспламеняющимися материалами.
Всем известно, что мощность лазерных генераторов очень высока, особенно если речь идёт о мощных лазерных режущих станках, температура излучаемого лазером лазера чрезвычайно высока. Вероятность возникновения пожара при контакте лазерного луча с легковоспламеняющимися предметами очень высока.
(2) Во время работы станка могут выделяться вредные газы.
Например, при резке кислородом происходит химическая реакция с режущим материалом, в результате которой образуются неизвестные химические вещества, мелкодисперсные частицы и другие примеси. Попадая в организм человека, кислород может вызывать аллергические реакции или дискомфорт в лёгких и других дыхательных путях. При выполнении работ следует принимать меры предосторожности.
(3) Прямое воздействие лазера на организм человека может быть вредным.
Вред, наносимый лазерами человеческому организму, в основном включает повреждения глаз и кожи. Среди вреда, наносимого лазерами, повреждение глаз является наиболее серьёзным. Более того, повреждение глаз является необратимым. Поэтому при выполнении домашнего задания необходимо уделять внимание защите глаз.
-
Каков диаметр сфокусированного пятна наносекундного, пикосекундного и фемтосекундного лазера?
Наносекунда: диаметр светового пятна составляет 0,5–1 мм.
Пикосекунда: диаметр сфокусированного пятна составляет около 0,02 мм.
Фемтосекунда: под воздействием лазерного луча с высокой частотой повторения 100–200 кГц и очень короткой длительностью импульса 10 пс
диаметр сфокусированного пятна составляет всего 0,003 мм.
-
Каковы основные области применения станков для УФ-лазерной резки?
Станок для лазерной резки с ультрафиолетовым излучением (УФ) может использоваться для резки и разделения печатных плат.
Он может точно резать и формовать различные типы печатных плат с V-образными и штампованными отверстиями, а также с вырезами и крышками.
Он также может использоваться для разделения корпусных печатных плат и обычных гладких плат.
Он подходит для резки различных типов подложек печатных плат, таких как керамические подложки, гибко-жёсткие платы, FR4, печатные платы, гибкие печатные платы, модули распознавания отпечатков пальцев, защитные плёнки, композитные материалы, медные подложки, алюминиевые подложки и т. д.
-
Меры предосторожности при работе с лазерными режущими станками для обработки различных металли
Медь и латунь:
Оба материала обладают высокой отражательной способностью и отличной теплопроводностью.
Латунь толщиной менее 1 мм можно обрабатывать азотным лазером.
Можно резать медь толщиной менее 2 мм. В качестве газа для лазерной резки должен использоваться кислород.
Резка меди и латуни возможна только при наличии в системе устройства, обеспечивающего «поглощение отражения». В противном случае отражение повредит оптические компоненты.
Синтетические материалы:
К обрабатываемым синтетическим материалам относятся: термопласты, термореактивные материалы и искусственный каучук.
Алюминий:
Несмотря на высокую отражательную способность и теплопроводность, алюминиевые материалы толщиной менее 6 мм можно резать, в зависимости от типа сплава и мощности лазера.
При резке кислородом поверхность реза получается шероховатой и твёрдой.
При использовании азота поверхность реза получается гладкой.
Чистый алюминий чрезвычайно трудно резать из-за его высокой чистоты.
Резка алюминиевых материалов возможна только при установке устройства «отражение-поглощение» на систему волоконного лазера.
В противном случае отражение может повредить оптические компоненты.
-
На что следует обратить внимание при лазерной резке нержавеющей стали?
Лазерная резка нержавеющей стали требует использования кислорода при условии отсутствия окисления кромок.
Если для получения кромок без окисления и заусенцев используется азот, дальнейшая обработка не требуется.
Нанесение масляной пленки на поверхность листа обеспечит лучший эффект перфорации без снижения качества обработки.