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激光技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用

發(fā)布日期:2019-09-19

  激光技術(shù)與原子能、半導(dǎo)體及計(jì)算機(jī)一起,是二十世紀(jì)具負(fù)盛名的四項(xiàng)重大發(fā)明。

  激光作為上世紀(jì)發(fā)明的新光源,它具有方向性好、亮度高、單色性好及高螚量密度等特點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、通訊、信息處理、衛(wèi)生、軍事、文化教育以及科研等方面。據(jù)統(tǒng)計(jì),從優(yōu)良的光纖到常見的條形碼掃描儀,每年與激光相關(guān)產(chǎn)品和服務(wù)的市場價(jià)值高達(dá)上萬億美元。中國激光產(chǎn)品主要應(yīng)用于工業(yè)加工,占據(jù)了40%以上的市場空間。

  激光加工作為激光系統(tǒng)常用的應(yīng)用,主要技術(shù)包括激光焊接、激光切割、表面改性、激光打標(biāo)、激光鉆孔、微加工及光化學(xué)沉積、立體光刻、激光刻蝕等。

  激光加工設(shè)備就是利用激光加工技術(shù)改造傳統(tǒng)制造業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備之一,主要產(chǎn)品則包括各類激光打標(biāo)機(jī)、焊接機(jī)、切割機(jī)、劃片機(jī)、雕刻機(jī)、熱處理機(jī)、三維成型機(jī)以及毛化機(jī)等。這類產(chǎn)品已經(jīng)或正在進(jìn)入各工業(yè)領(lǐng)域。

  具體應(yīng)用

  一、在服裝行業(yè)的應(yīng)用

  因?yàn)榧す饧庸すに嚲哂凶詣?dòng)化程度高、加工精細(xì)高、速度快、效率高、操作簡單方便等特點(diǎn),適應(yīng)了全部服裝生產(chǎn)技術(shù)潮流所以激光加工技術(shù)以及設(shè)備正在以驚人的速度在服裝行業(yè)內(nèi)推廣和普及。

  1、激光切割應(yīng)用

  激光切割過程中,不會(huì)使布料變形或起皺,激光切割尺寸精度高,激光切割形狀可隨著圖稿進(jìn)行任意更改,增加了設(shè)計(jì)的實(shí)用性和創(chuàng)造性。另外,激光切割技術(shù)是用“激光刀”代替金屬刀,激光切割任何面料,能瞬間將切口熔化并凝固,縫隙小、精細(xì)度高達(dá)到自動(dòng)“鎖邊”的功能。傳統(tǒng)工藝用刀模切割或熱加工,切口易脫絲、發(fā)黃、發(fā)硬。

  2、激光雕刻應(yīng)用

  激光雕刻是利用軟件技術(shù),按設(shè)計(jì)圖稿輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)雕刻。激光雕刻是激光加工技術(shù)在服裝行業(yè)中運(yùn)用成熟、廣泛的技術(shù),能雕刻任何復(fù)雜圖形標(biāo)志,還可以進(jìn)行射穿的鏤空雕刻和表面雕刻,從而雕刻出深淺不一、質(zhì)感不同、具有層次感和過渡顏色效果的各種圖案。

  3、激光打標(biāo)應(yīng)用

  激光打標(biāo)具有打標(biāo)精度高、速度快、標(biāo)記清晰等特點(diǎn)。激光打標(biāo)兼容了激光切割、雕刻技術(shù)的各種優(yōu)點(diǎn),可以在各種材料上進(jìn)行精細(xì)加工,還可以加工尺寸小且復(fù)雜的圖案,激光標(biāo)記具有不磨損的防偽性能。

  二、在電子工業(yè)中的應(yīng)用

  激光加工技術(shù)屬于非接觸性加工方式,所以不產(chǎn)生機(jī)械擠壓或機(jī)械應(yīng)力,特別符合電子行業(yè)的加工要求。另外,還由于激光加工技術(shù)的效率高率、零污染、高精度、熱影響區(qū)小,因此在電子工業(yè)中能夠廣泛應(yīng)用。

  1、激光劃片

  激光劃技術(shù)是生產(chǎn)集成電路的關(guān)鍵技術(shù),其劃線細(xì)、精度高(線寬為15-25μm,槽深5-200μm)、加工速度快(可達(dá)200mm/s),成品率達(dá)99.5%以上。集成電路生產(chǎn)過程中,在一塊基片上要制備上千個(gè)電路,在封裝前要把它們分割成單個(gè)管芯。傳統(tǒng)的方法是用金剛石砂輪切割,硅片表面因受機(jī)械力而產(chǎn)生輻射狀裂紋。用激光劃線技術(shù)進(jìn)行劃片,把激光束聚焦在硅片表面,產(chǎn)生高溫使材料汽化而形成溝槽。通過調(diào)節(jié)脈沖重疊量可精細(xì)控制刻槽高層度,使硅片很容易沿溝槽整齊斷開,也可進(jìn)行多次割劃而直接切開。由于激光被聚焦成較小的光斑,熱影響區(qū)較小,切劃50μm深的溝槽時(shí),在溝槽邊25μm的地方溫升不會(huì)影響有源器件的性能。激光劃片是非接觸加工,硅片不會(huì)受機(jī)械力而產(chǎn)生裂紋。因此可以達(dá)到提高硅片利用率、成品率高和切割質(zhì)量好的目的。還可用于單晶硅、多晶硅、非晶硅太陽能電池的劃片以及硅、鍺、化稼和其它半導(dǎo)體襯底材料的劃片與切割。

  2、激光微調(diào)

  激光微調(diào)技術(shù)可對電阻進(jìn)行自動(dòng)精細(xì)微調(diào),精度可達(dá)0.01%一0.002%,比傳統(tǒng)方法的精度和效率高,集成電路、傳感器中的電阻是一層電阻薄膜,制造誤差達(dá)上15一20%,只有對之進(jìn)行修正,才能提高那些高精度器件的成品率。激光可聚焦成很小的光斑,螚量集中,加工時(shí)對鄰近的元件熱影響較小,不產(chǎn)生污染,又易于用計(jì)算機(jī)控制,因此可以滿足快速微調(diào)電阻使之達(dá)到精細(xì)的預(yù)定值的目的。加工時(shí)將激光束聚焦在電阻薄膜上,將物質(zhì)汽化。微調(diào)時(shí)首先對電阻進(jìn)行測量,把數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)好的修調(diào)方法指令光束使激光按一定路徑切割電阻,直至阻值達(dá)到設(shè)定值,同樣可以用激光技術(shù)進(jìn)行片狀電容的電容量修正及混合集成電路的微調(diào)。優(yōu)越的精度,使激光微調(diào)系統(tǒng)在小型化精細(xì)線形組合信號器件方面提高了產(chǎn)量和電路功能。

  3、激光打標(biāo)

  激光打標(biāo)是利用高螚量密度的激光對工件進(jìn)行局部照射,使表層材料汽化或發(fā)生顏色變化的化學(xué)反應(yīng),從而留下長期性標(biāo)記的一種打標(biāo)方法。激光打標(biāo)有雕刻和掩模成像兩種方式:掩模式打標(biāo)用激光把模版圖案成像到工件表面而燒蝕出標(biāo)記。雕刻式打標(biāo)是一種高速全功能打標(biāo)系統(tǒng)。激光束經(jīng)二維光學(xué)掃描振鏡反射后經(jīng)平場光學(xué)鏡頭聚焦到工件表面,在計(jì)算機(jī)控制下按設(shè)定的軌跡使材料汽化,可以打出各種文字、符號和圖案等,字符大小可以從毫米到微米量級,激光標(biāo)記是長期性的,不易磨損,這對產(chǎn)品的防偽有特殊的意義。已大量用在給電子元器件、集成電路打商標(biāo)型號、給印刷電路板打編號等。紫外波段激光技術(shù)發(fā)展很快,由于材料在紫外波激光作用下發(fā)生電子能帶躍遷,打破或削弱分子間的結(jié)合鍵,從而實(shí)現(xiàn)剝蝕加工,加工邊緣十分齊整,因此在激光標(biāo)記技術(shù)中異軍突起,尤其受到微電子行業(yè)的重視。

  4,激光玻璃內(nèi)雕、表面雕刻、鏡子剝漆去銀

  激光玻璃內(nèi)雕技術(shù)是目前全部上先進(jìn)、流行的玻璃內(nèi)雕刻加工方法之一,激光玻璃內(nèi)雕刻加工不僅制作圖像獨(dú)特,藝術(shù)風(fēng)格迥異,雕琢細(xì)膩,圖文或精美華麗,或容雍華、或氣派豪華、行神兼?zhèn),能滿足人們?nèi)找嫣岣叩膶徝雷非蟆.a(chǎn)品市場前景十分可觀。

  激光內(nèi)雕將會(huì)是工藝玻璃深加工行業(yè)一次變革,它節(jié)能、環(huán)保、自動(dòng)化程度高,可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn),還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作,將會(huì)大幅度降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度和改善工作環(huán)境,并且大幅度提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品檔次,是傳統(tǒng)工藝玻璃加工工藝?yán)硐氲纳墦Q代。

  內(nèi)雕刻玻璃應(yīng)用方面很廣泛,夜場,KTV,酒吧,私人會(huì)所等等,甚至更大的范圍,沒有做不到,只有你想不到。超白玻璃配合上激光內(nèi)雕的使用,無論是茶幾,廣告版,或者是細(xì)小到象馬賽克大小的應(yīng)用場合,也可以無缺的體驗(yàn)出來。

  KTV,酒吧,夜場等的背景,地板,隔斷的大幅面積使用,因?yàn)橥腹饴瘦^高也因?yàn)榫哂邪踩⒚烙^等優(yōu)勢開始在建筑玻璃幕墻中廣泛應(yīng)用。

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