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微加工指什么?--只能看到结果,看不到细节。

微加工是指使用诸如钻孔、切割、划线和开槽这些标准的机加工操作,来制造非常细小的特征。实际上并没有一个官方的尺寸标准来确定何时一种操作是微加工,但是一个好的经验法则是,不借助辅助观察工具,这些特征就不能被看到,或者说你只能看到结果,但是看不到细节。换句话说,你可能不知道对材料做了什么来获得特定的加工效果。例如,如果你在一块铜上钻了 50μm 的孔,你只会看到光,但是却不能看到让光通过的孔,到底多大或多小。

光纤激光打标机 Vs EDM 设备


图 1 中显示了光纤激光打标机是可以替代 EDM 机器的。左图中显示了使用光纤激光打标机,在厚度为200μm 的钢板中钻出直径 150μm 的孔,孔径公差为 ±10μm,无需后处理工作。

相比 EDM 设备,使用光纤激光打标机节约了 50%的时间,实现了最小量的碎屑和紧密孔径公差加工。此外,与EDM 设备不同(除非在运动设备中进行额外投资),由于提供 XY工作区域,激光打标机可以在单次装载操作中完成多个零件的加工。这种优势使得光纤激光打标机的投资回报更加具有吸引力。

光纤激光打标机 Vs 355nm 的紫外激光器


图 2 中分别给出了使用光纤激光打标机(左图)和 355nm 的紫外激光器(右图)在硅上钻孔的效果图。尽管紫外激光器能提供比光纤激光器更好的加工质量,但是对于这种特定应用而言,光纤激光器的加工效果已经足够好,其加工质量足以满足应用要求。

此外,光纤激光器的加工速度比紫外激光器快 17 倍,且其成本仅为紫外激光器的 50%。由于激光路径程序误差,紫外激光器加工的孔的圆度略有缺陷。


图 3 中比较了在相同的加工时间内,分别使用 20W 的光纤激光器(左图)和 5W 的 355nm 紫外激光器(右图),在厚度为 0.008 英寸的不锈钢上钻孔的效果图。

光纤激光微加工的应用

光纤激光微加工技术可用于各种应用中,例如用于阻焊层的选择性去除、太阳能电池划线和钻孔,用于医用低碳钢管和流体流动控制系统的不锈钢的钻孔,以及为快速零件原型制造切割厚度为 0.02 英寸以下的金属。光纤激光器还可以加工薄片材料和箔等加工困难的材料,正如图 1 中所显示的,其可以加工厚度仅为 50μm 的铜箔。


图 4 中突出显示了使用单模光纤激光器可能实现的精细度和加工控制,在此,光纤激光打标机用于在厚度为 25μm 的金属箔上实现深度为 13μm 的加工。加工的通道宽度为 75μm,整个区域内的深度变化为±1μm。


陶瓷也是微电子学中的一种常用材料,355nm 的紫外激光器通常用于陶瓷材料的划线和钻孔。图 5 中显示了光纤激光打标机可以用于陶瓷加工,因为它可以避免陶瓷材料中容易出现的各种微裂纹。

有许多应用需要(或可受益于)激光的选择性去除能力,例如去除金属、陶瓷甚至是塑料上的镀层或涂层。光纤激光加工技术,已经在阻焊层微加工、薄膜电阻器 / 电容器修整、以及用于焊接目的的电池箔中的活性层去除方面,显示出良好的加工结果。在元器件或零件的生产过程中,这种选择性和定制的层去除过程通常是无法实现的,因为简单的掩盖该区域并不是一种可行的方法。

激光在选择电路的精确电阻值时非常有用。当用于电阻或电容修整时,作为动态迭代去除和测量调整过程的一部分,其中每个元件的去除面积可能不同,激光加工技术在这类应用中的表现非常优秀。

图 6 中给出了使用光纤激光技术产生阻焊层的两个实例。对于每个部分,激光选择性地去除金层。在金涂层之后,激光可以用于选择性地去除材料 ;这是一个快速的加工过程,工作得很好。

单模光纤激光打标机是一种具有成本效益的微加工工具,用于为各种应用提供钻孔、切割、划线和烧蚀加工。当然,它更可以用于打标!这种台式微型加工中心,能提供诸多优势,以最大限度地提高投资回报率。

本文由武汉嘉信激光有限公司(www.jxlaser.com )编辑整理

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