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    激光微加工在精密電子領域的應用

    來源:激光網  發布時間:2019-06-19

         傳統加工工藝的優勢與不足

         據了解,電子器械激光微加工系統解決方案主要分為三大部分,一是激光切割機,二是配套的激光打標機,三是配套的激光焊接機。對激光微加工設備的需求,主要還是在于電子器械的結構特點。一方面電子器械有形狀多樣,材料多樣,結構比較復雜,另一方面,它的管壁比較薄,加工精度比較高的要求。

         典型案例包括SMT模板、筆記本電腦的外殼殼體、手機后蓋、觸控筆館、電子煙管、介質飲料吸管、汽車閥芯、閥芯管、散熱管、電子管等產品。目前,傳統的加工工藝如車削、銑削、磨削、線切割、沖壓、高速鉆、化學蝕刻、注塑成型、MIM工藝、3D打印等,各具優勢,也各有不足。

         如車削,它架構材料的品種非常的廣泛,它表面加工質量好,加工成本適中,但是它不適合加工薄壁。銑削、磨削也是如此。線切割的表面真的也非常的好,但是加工效率低。沖壓的效率非常高,成本也比較低,加工的形狀也比較好,但是它的加工的沖壓邊緣的毛刺以及它的指示精確度相對是比較低。化學蝕刻的效率很高,但是最關鍵就是說它的環保問題,是現在各個層次日益突出的一個要求。近幾年深圳對環保要求非常嚴格,所以很多從事化學蝕刻的工廠都往外搬,這就是電子器械架構存在的一些主要問題。

         而激光技術在精密薄壁件精細加工領域,則具有與傳統機加工工藝互補性強的特點,成為市場需求越來越廣闊的新工藝。

         在精密薄壁件精細加工領域,微加工的切管設備與傳統機加工工藝互補性強,在激光切割方面,可加工金屬與非金屬材料的任意復雜開口形狀,打樣方便,打樣成本低。精細加工精度高(±0.01mm),切割縫寬小,加工效率高,掛渣少。加工良率高,一般不低于98%;在激光焊接方面,目前大部分還處在金屬里面的互相連接,有一部分是非金屬材料的焊接,比如醫療管件和管件的密封焊接,汽車的透明注塑件焊接;激光打標可在金屬與非金屬材料工件表面鐳雕任何圖形(流水號、二維碼、logo標識等)。而激光切割不足的地方在于它的成本還是比機械加工高。

         目前在激光微加工設備在電子器械加工的應用,主要有以下相關應用。激光切割方面,包括SMT不銹鋼模板、銅、鋁、鉬、鎳鈦、鎢、鎂、鈦片、鎂合金、不銹鋼、碳纖維ABCD件、陶瓷、FPC電子電路板、觸控筆不銹鋼管件、鋁音響、凈化器等智能家電等;激光切割、挖盲槽以及焊接方面,包括不銹鋼、復合材料電池蓋等;激光切割、焊接、打標方面,包括鋁、不銹鋼、陶瓷、塑料、手機零件、電子陶瓷等。

         激光切割工藝原理及影響因素

         激光在中國從開始應用到現在大概近30年,用了各種各樣不同的激光設備。激光切割的工藝原理是激光切割過程是激光從激光器中打出,經過光路傳輸系統并通過激光切割頭最終聚焦在原材料的表面,同時將一定壓力的輔助氣體(如氧氣、壓縮空氣、氮氣、氬氣等)吹在激光與材質作用區域,用于去除切口的碎渣并冷卻激光作用區。



         切割質量主要是看切割尺寸精度的高低和切割表面質量的好壞,切割表面質量包括:切口寬度、切口表面粗糙度、熱影響區的寬度、切口斷面的波紋以及切口斷面或下表面掛渣情況。

         影響切割質量的因素很多,主要因素可以分為三類:一是被加工工件特性;二是機器本身的性能(機械系統精度、工作臺的振動等)和光學系統的影響(波長、輸出功率、頻率、脈寬、電流、光束模式、光束形狀、直徑、發散角、焦距、焦點位置、焦深、光斑直徑等);三是加工工藝參數(材料的進給速度、精度,輔助氣體參數,噴嘴的形狀和孔尺寸,激光切割路徑的設置等)。



         產品優勢與應用案例

         據了解,激光微加工設備針對各個方面進行自主研發以及應用。從Yunco Precision激光微加工系統關鍵功能部件分解圖可以看出,精密運動平臺包括直線軸、旋轉軸、Auto-Feeding進給系統,全球僅Aerotech、Nutec、Yunco提供該平臺。它的創新點是在于關鍵的功能模塊化的設計,第二個是軟件在線誤差測量和補正加工技術,第三個是個性化系統設計能力,第四個是參數化激光向心和垂直入射加工技術,第五是高柔性系統工藝能力,第六個是開放性數控軟件平臺。


         基于多項技術創新,用于電子器械領域的激光微加工系統,包括筆電類產品、手機類產品、觸控筆管件、智能家電、電子陶瓷、電子基板、柔性電路板、電子管類器械與電子平面器械。針對各類不同細分領域,都有相應配套的解決方案。


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