CO2-laserleikkauskoneen uusi merkintätekniikka

May 14, 2024 Jätä viesti

Aiemmat yritykset soveltaa Nd: YAG-lasereita merkintäprosesseihin epäonnistuivat heikon absorption vuoksi 1,064 μm:ssä; Pintakerrokseen ei kerrostu tarpeeksi energiaa halutun vaikutuksen aikaansaamiseksi. Tätä tarkoitusta varten Synchron Laser Service (sijaitsee Etelä-Lyonissa, Michiganissa, USA:ssa) on kehittänyt pintakäsittelyteknologiaa parantamaan laservalon keraamista absorptiota lyhyemmällä aallonpituusalueella. Tämä prosessi upottaa keraamisen pinnan nopeasti ja hieman ja lisää lähi-infrapunalaserpulssien kerrostumisenergiaa riittävän lyhyellä etäisyydellä synnyttääkseen tarvittavan sulamisen ja höyrystymisen. Yhdistämällä tämä patentoitava pintakäsittelytekniikka SPI Lasers (sijaitsee Southamptonissa, Iso-Britannia) kuitulaserteknologiaan, saavutettu prosessin suorituskyky ylittää huomattavasti CO2-lasermerkintäkoneilla saavutetun.


Pintakäsittely parantaa huomattavasti kuitulasersäteen integrointia keramiikan yläpintaan porausprosessin aloittamiseksi. Tehostettu vuorovaikutus laserpulssien ja materiaalipintojen välillä yhdistettynä räätälöityyn korkearesoluutioiseen säteen siirtojärjestelmään, joka varmistaa tasaisen pintapistekoon, mahdollistaa pienempien morfologioiden saavuttamisen keraamisilla alustoilla. Synchron on myös harkinnut joitain muita olemassa olevia laserteknologioita toivoen voivansa käsitellä vieläkin hienompia viivoja; Mutta johtopäätös on, että mikään tekniikka ei voi saavuttaa tavoitenopeutta ainutlaatuisella tavallaan, ja joissain tapauksissa se on vähintään 10 kertaa hitaampi.


CO2-lasereihin verrattuna kuitulasereilla on parempi konsistenssi ja luotettavuus, mikä mahdollistaa hienomman morfologian käsittelyn, mukaan lukien yli kolminkertaisen reunan laadun paranemisen murtuman jälkeen. Kuvio 5 havainnollistaa edelleen saavutettavissa olevaa reunan laatua, kuvaamalla nuolen muotoa leikkaamalla muodostettua alkuperäistä reunaa. Tärkeää on, että uudella prosessilla voidaan saavuttaa jopa sellaisia ​​tuotantonopeuksia, joita ei voida saavuttaa CO2-lasereilla.


0,0150 tuuman paksuisella alumiinioksidisubstraatilla merkintänopeus ylittää 1 300 tuumaa minuutissa, mikä on noin kaksi kertaa suurempi kuin CO2-laserin (molemmat tunkeutuvat 30 %); Mutta koneistusnopeus on vähintään keskimääräinen, ja useimmissa tapauksissa nopeus ylittää CO2-laserien nopeuden. Synchronin tilanteen mukaan teho on rajoitettu johtuu laserin sijaan liikkuvan ohjausjärjestelmän käytöstä.


Tätä uusinta menetelmää voidaan käyttää alumiinioksidin ja alumiininitridikeramiikan käsittelyyn. Alumiinioksidia käytettäessä prosessiraja voi saavuttaa jopa noin 0,060 tuuman substraatin paksuuden, vaikka paksummat materiaalit vaativammissa sovelluksissa vaativat pidempiä käsittelyaikoja. Paksummat substraatit voivat myös tuottaa enemmän lämpöä, kuten kirkkaissa LED-sovelluksissa.


Alumiininitridikeramiikka on yleensä vaikeampi prosessoida kuin alumiinioksidi, koska sen lämmönjohtavuus on parempi, mikä vaatii suhteellisesti suurempaa käsittelytehoa. Toisaalta hienompi morfologia voidaan saavuttaa, koska vain säteen suurin tiheys voi tuottaa vaaditun prosessin ja materiaalin korkea lämmönjohtavuus minimoi HAZ:n säteen energian jakautumiskartan molemmilla puolilla. Alustavat tulokset tällä uudella menetelmällä ovat erinomaisia, ja tätä materiaalia käyttävää prosessia voidaan vielä hienosäätää.