A CO2 lézeres vágógép új jelölési technológiája

May 14, 2024 Hagyjon üzenetet

Korábbi kísérletek az Nd alkalmazására: YAG lézerek jelölési folyamatokban sikertelenek voltak az 1,064 μm-es gyenge abszorpció miatt; Nem rakódik le elegendő energia a felületi rétegen a kívánt hatás eléréséhez. Ebből a célból a Synchron Laser Service (amely Dél-Lyonban, Michigan államban található) olyan felületkezelési technológiát fejlesztett ki, amely rövidebb hullámhossz-tartományban javítja a lézerfény kerámia abszorpcióját. Ez a folyamat gyorsan és enyhén elmeríti a kerámia felületet, és növeli a közeli infravörös lézerimpulzusok lerakódási energiáját kellően rövid távolságban ahhoz, hogy a szükséges olvadást és elpárologtatást generálja. Ezt a szabadalmaztatott felületkezelési technológiát az SPI Lasers (Southampton, Egyesült Királyság) szálas lézertechnológiával kombinálva az elért folyamatteljesítmény messze meghaladja a CO2 lézeres jelölőgépek használatával elért teljesítményt.


A felületkezelés nagymértékben elősegíti a szálas lézersugár integrálódását a kerámia felső felületébe a fúrási folyamat megkezdéséhez. A lézerimpulzusok és az anyagfelületek közötti fokozott kölcsönhatás, a testreszabott, nagy felbontású sugárátviteli rendszerrel kombinálva, amely egyenletes felületi foltméretet biztosít, azt jelenti, hogy kisebb morfológiák érhetők el kerámia hordozókon. A Synchron más létező lézertechnológiákat is figyelembe vett, remélve, hogy még finomabb vonalakat dolgoz fel; De a következtetés az, hogy egyetlen technológia sem képes elérni a célsebességet a maga egyedi módján, és bizonyos esetekben legalább 10-szer lassabb.


A CO2 lézerekkel összehasonlítva a szálas lézerek jobb konzisztenciát és megbízhatóságot mutatnak, ami finomabb morfológiai feldolgozást tesz lehetővé, beleértve a törés utáni élminőség több mint háromszoros növekedését. Az 5. ábra tovább szemlélteti az elérhető élminőséget, leírva a nyíl alakjának levágásával létrehozott eredeti élt. Fontos, hogy az új eljárással akár olyan gyártási sebességet is el lehet érni, ami CO2 lézerrel nem érhető el.


0,0150 hüvelyk vastag alumínium-oxid szubsztrátumon a jelölési sebesség meghaladja az 1300 hüvelyk/perc értéket, ami körülbelül kétszerese a CO2 lézerének (mindkettő 30%-on áthatol); De a megmunkálási sebesség legalább az átlagos, és a legtöbb esetben a sebesség meghaladja a CO2 lézerekét. A Synchron helyzete szerint a lézer helyett a mobil vezérlőrendszer használatának köszönhető, hogy a kimenet korlátozott.


Ez a legújabb módszer alumínium-oxid és alumínium-nitrid kerámiák feldolgozására használható. Alumínium-oxid használata esetén a folyamat határértéke elérheti a körülbelül 0,060 hüvelyk aljzatvastagságot, bár a vastagabb anyagok az igényesebb alkalmazásokban hosszabb feldolgozási időt igényelnek. A vastagabb hordozók nagyobb hőelvezetést is biztosíthatnak, például a nagy fényerejű LED-es alkalmazásoknál.


Az alumínium-nitrid kerámiákat általában nehezebb feldolgozni, mint az alumínium-oxidot, mert jobb hővezető képességük van, így arányosan nagyobb teljesítményt igényel a feldolgozás. Másrészt finomabb morfológia érhető el, mivel a nyalábnak csak a legnagyobb sűrűségű része képes a kívánt folyamatot előidézni, és az anyag magas hővezető képessége minimalizálja a HAZ-t a nyaláb energiaeloszlási térképének mindkét oldalán. Ezzel az új módszerrel az előzetes eredmények kiválóak, és az ezzel az anyaggal végzett eljárás még finomhangolható.