(1)激光精密打孔
隨著技術的進步,傳統的打孔方(fāng)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(jǐ)十微米的小孔;在硬而脆的紅、藍寶石上加工幾(jǐ)百(bǎi)微米直徑的深孔(kǒng)等,用常規的機械加工方(fāng)法無法實(shí)現。而激光束的(de)瞬(shùn)時功率密(mì)度高達(dá)108 W/cm2,可在短時(shí)間內將材(cái)料加熱到熔點或沸點,在上述材料上實現打(dǎ)孔。與電子(zǐ)束、電解、電火花、和機械打孔相比,激光打孔質量(liàng)好、重複精度(dù)高、通用性強、效率高、成本(běn)低及綜合技術經(jīng)濟效益顯著。國外在(zài)激光精密打孔已(yǐ)經達到很高(gāo)的水(shuǐ)平(píng)。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,並且其直徑與深度之比可達(dá) 1∶80。激(jī)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(shì)普通(tōng)機械加工無法做(zuò)到的。
(2)激(jī)光精密切割
與(yǔ)傳統切割法相比(bǐ),激光精密切割(gē)有很多優點。例如,它能開出狹窄的(de)切口、幾乎沒有(yǒu)切割殘渣、熱影響區小、切割噪聲小,並可以節省材料 15%~30%。由於激光對被切割材料幾乎不產生(shēng)機械衝力和(hé)壓力,故適宜於切(qiē)割玻璃、陶瓷和半導體(tǐ)等既硬又脆的(de)材料,加上(shàng)激光光斑小、切縫窄,所以特別(bié)適(shì)宜於對細小部件作各種(zhǒng)精密(mì)切割。瑞士某公司利用固(gù)體激光器進行精密切割,其尺寸精度(dù)已經達到很(hěn)高的水平。
激光精密切割(gē)的一個典型應用就是切割印刷電路板PCB(Printed circuits Boards)中表麵安裝用模板(SMT stencil)。傳統的SMT模板加工(gōng)方法是化學刻蝕(shí)法(fǎ),其致命的(de)缺點就是加工的極限尺寸不得小於板厚,並且化學刻蝕(shí)法工序繁雜、加工周期長、腐蝕介質(zhì)汙染環境。采用激(jī)光加工,不僅可以克服這(zhè)些缺點,而且(qiě)能夠(gòu)對成品模板進(jìn)行再加工,特別是加工精度及縫隙密(mì)度明顯優於(yú)前者,製作費也由早期的遠高於化學刻蝕到現在的(de)略低於前者。但由於用於(yú)激光加工的整(zhěng)套設備技術(shù)含量高,售價亦很高,目(mù)前僅美國、日本、德(dé)國等(děng)少數國家的幾家公司能夠生產整機。
(3)激光(guāng)精密焊接
激光焊接熱影響區很窄,焊縫小,尤其可焊(hàn)高熔(róng)點的材料和異種金屬,並且不需(xū)要添加(jiā)材料。國外利(lì)用固體YAG激光器進行縫焊和(hé)點焊,已(yǐ)有很高的水平。另外,用激光焊接印刷電(diàn)路的引出線(xiàn),不需要使用焊(hàn)劑,並可減少熱衝擊,對電路管芯無影響,從而保證了(le)集成電路(lù)管芯的質量。 經過二十多年的(de)努力,在激光精密加工工藝與成套設備方麵,我國雖然已在陶瓷激光劃片與微小型金屬零件的(de)激(jī)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(gāo)、應用市場廣闊的微電子(zǐ)線路模板精(jīng)密切割與刻蝕工藝、陶(táo)瓷(cí)片與(yǔ)印刷電路板上各(gè)種規格尺寸的通孔、盲孔與異型孔、槽的激光精(jīng)密加工等方麵,尚處於(yú)研究與開發階段,未見(jiàn)有相應的工業化樣(yàng)機問世。國內的廣(guǎng)大(dà)用戶一般采用進口模板(bǎn)或到(dào)香港等地委托加工,其(qí)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(jiā)工業中巨(jù)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。