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    精密激光加工設備的應用
    發布時間:2020-04-23 14:58:43 人氣:
    (1)激光精密打孔
    隨著技術的進步,傳統的打孔方法在許多場合已不能滿足需求。例如在堅硬的碳化鎢合金上加工直徑為幾十微米的小孔;在硬而脆的紅、藍寶石上加工幾百微米直徑的深孔等,用常規的機械加工方法無法實現。而激光束的瞬時功率密度高達108 W/cm2,可在短時間內將材料加熱到熔點或沸點,在上述材料上實現打孔。與電子束、電解、電火花、和機械打孔相比,激光打孔質量好、重復精度高、通用性強、效率高、成本低及綜合技術經濟效益顯著。國外在激光精密打孔已經達到很高的水平。瑞士某公司利用固體激光器給飛機渦輪葉片進行打孔,可以加工直徑從20μm到80μm的微孔,并且其直徑與深度之比可達 1∶80。激光束還可以在脆性材料如陶瓷上加工各種微小的異型孔如盲孔、方孔等,這是普通機械加工無法做到的。
    (2)激光精密切割
    與傳統切割法相比,激光精密切割有很多優點。例如,它能開出狹窄的切口、幾乎沒有切割殘渣、熱影響區小、切割噪聲小,并可以節省材料 15%~30%。由于激光對被切割材料幾乎不產生機械沖力和壓力,故適宜于切割玻璃、陶瓷和半導體等既硬又脆的材料,加上激光光斑小、切縫窄,所以特別適宜于對細小部件作各種精密切割。瑞士某公司利用固體激光器進行精密切割,其尺寸精度已經達到很高的水平。
    激光精密切割的一個典型應用就是切割印刷電路板PCB(Printed circuits Boards)中表面安裝用模板(SMT stencil)。傳統的SMT模板加工方法是化學刻蝕法,其致命的缺點就是加工的極限尺寸不得小于板厚,并且化學刻蝕法工序繁雜、加工周期長、腐蝕介質污染環境。采用激光加工,不僅可以克服這些缺點,而且能夠對成品模板進行再加工,特別是加工精度及縫隙密度明顯優于前者,制作費也由早期的遠高于化學刻蝕到現在的略低于前者。但由于用于激光加工的整套設備技術含量高,售價亦很高,目前僅美國、日本、德國等少數國家的幾家公司能夠生產整機。
    (3)激光精密焊接
    激光焊接熱影響區很窄,焊縫小,尤其可焊高熔點的材料和異種金屬,并且不需要添加材料。國外利用固體YAG激光器進行縫焊和點焊,已有很高的水平。另外,用激光焊接印刷電路的引出線,不需要使用焊劑,并可減少熱沖擊,對電路管芯無影響,從而保證了集成電路管芯的質量。 經過二十多年的努力,在激光精密加工工藝與成套設備方面,我國雖然已在陶瓷激光劃片與微小型金屬零件的激光點焊、縫焊與氣密性焊接以及打標等領域得到應用,但在激光精密加工技術中技術含量很高、應用市場廣闊的微電子線路模板精密切割與刻蝕工藝、陶瓷片與印刷電路板上各種規格尺寸的通孔、盲孔與異型孔、槽的激光精密加工等方面,尚處于研究與開發階段,未見有相應的工業化樣機問世。國內的廣大用戶一般采用進口模板或到香港等地委托加工,其價格高、周期長,嚴重影響了產品開發周期;近年來,國外少數大公司看到我國在激光精密加工業中巨大的潛在市場,已開始在我國設立分公司。但高昂的加工費用增加了產品成本,仍使許多企業望而卻步。

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