(1)激光精密打孔
隨著技(jì)術的進步,傳統(tǒng)的打孔方法在許多場合已不能(néng)滿足需求(qiú)。例如在堅硬的碳化鎢合金上加工直徑為(wéi)幾(jǐ)十微米的小孔;在硬而脆的紅(hóng)、藍寶石上(shàng)加工幾百微米(mǐ)直徑的深孔等,用常規的機(jī)械加工方法無(wú)法實現。而激光束的瞬時功率密度高達108 W/cm2,可在短(duǎn)時間內將材料加熱(rè)到熔點或沸點,在上述材料上實現打孔。與電子束、電解、電火(huǒ)花、和機械打(dǎ)孔相比,激光打(dǎ)孔(kǒng)質量好、重複精度高、通用性強、效率高、成本低及綜合技(jì)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(sī)利用固體激光器給飛機渦輪葉片進行打孔,可以加工(gōng)直徑從20μm到80μm的微孔,並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(yǔ)傳(chuán)統切割(gē)法相比,激光精密切割有很(hěn)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(gē)噪聲小(xiǎo),並可以節省材料(liào) 15%~30%。由於激光對被切割材料幾乎不(bú)產生機械衝力和壓力,故適宜(yí)於(yú)切割玻璃、陶瓷和半導體等既硬又脆(cuì)的材料,加上激光光斑小、切縫窄,所以特別(bié)適宜於對細小部件作各種精密切割(gē)。瑞士某公司利用固體激光器進行精密切割,其尺(chǐ)寸精度已經達到很高的水平。
激光精密切割的一個(gè)典型應用就是切(qiē)割印刷電路板PCB(Printed circuits Boards)中表(biǎo)麵安裝用模板(SMT stencil)。傳(chuán)統的SMT模板加工方法是化學刻蝕(shí)法,其致命的缺(quē)點就是加(jiā)工的極限尺寸不得小於板厚,並且化學刻蝕法工序繁雜、加工周期長、腐蝕介質汙染環境。采用激光加工,不僅可以克服這些缺點,而且能夠對成品(pǐn)模板進行(háng)再加工,特別是加(jiā)工精度及(jí)縫隙密度明顯優(yōu)於(yú)前者,製作費也(yě)由早期的遠高於化學刻蝕到現在的略低於(yú)前者。但由於用於激光加工的整套設備技術含量高,售價亦很高,目前僅美國(guó)、日本、德國等少數(shù)國家的幾家公司能夠生產整(zhěng)機。
(3)激(jī)光精密焊接
激光焊接熱影響區很窄,焊縫小,尤其可焊(hàn)高熔點的材料(liào)和異種(zhǒng)金屬,並且不需要添加材料。國外利用固體(tǐ)YAG激光器進行縫焊(hàn)和點焊,已有很(hěn)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(jì),並可減(jiǎn)少熱衝擊,對電(diàn)路管芯無影響,從而保證了集成(chéng)電路管芯(xīn)的質量。 經過二十多年的努力,在激光(guāng)精密加工工藝與成套設備方麵,我(wǒ)國雖然已在陶瓷激光(guāng)劃片與微小(xiǎo)型金屬零(líng)件的激(jī)光點焊、縫焊與氣密性焊接以及打標等領域得到應用,但(dàn)在激(jī)光精密加工技術中技術含量很高、應用市(shì)場廣闊的微電子線路模板(bǎn)精密切(qiē)割與刻蝕工藝、陶瓷(cí)片與印刷電路板上各種規格尺寸的通孔(kǒng)、盲孔與異(yì)型孔、槽的激光精密加工等方麵,尚處於研究與開發階段,未見有相應的工業(yè)化(huà)樣機問世。國內的廣(guǎng)大用(yòng)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(zhǎng),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(lì)分公司。但高昂的加工費用增加(jiā)了(le)產品成本,仍使許多企(qǐ)業望而卻步。