(1)激光精密打(dǎ)孔
隨著技術的進步,傳統的打孔方法在許多(duō)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十微米的小孔;在硬而(ér)脆(cuì)的紅(hóng)、藍寶石上加工幾百微米直徑(jìng)的深孔等,用常規的機械加工方法無法實(shí)現。而激光束的瞬時(shí)功率(lǜ)密度(dù)高達108 W/cm2,可在短時間內將材料加熱到熔點或沸點,在上述材料(liào)上實現打(dǎ)孔。與電(diàn)子(zǐ)束、電解、電火花、和(hé)機械(xiè)打孔相比,激光打孔質量好、重複精度(dù)高、通用(yòng)性強、效(xiào)率高、成本低及綜合技(jì)術經濟效益顯著。國(guó)外(wài)在激光精密打孔已經達到很高的水平。瑞(ruì)士某公司利用固體激光器(qì)給飛機渦輪葉片進行打孔,可以加工直徑(jìng)從20μm到80μm的微孔,並且其(qí)直徑與深度之比可達 1∶80。激(jī)光束還(hái)可以在脆性材料(liào)如陶瓷上加工各(gè)種微小的異型孔如(rú)盲孔、方孔等(děng),這是普通機械加工無法做到的。
(2)激光精密切割
與傳統切割法相比,激光精密切割有很多優(yōu)點。例如,它能(néng)開出(chū)狹窄的切口、幾乎沒有切割殘渣、熱影響區(qū)小、切割噪聲小,並可以節省材料 15%~30%。由於激光(guāng)對被切割材料幾乎不產生機械衝力和壓力(lì),故適宜於切割玻璃、陶瓷和半導體等既硬又脆的材料,加上激光(guāng)光斑小、切縫窄,所以特別適宜於對細小部件作各種精密(mì)切割。瑞士某公司利(lì)用固體激光器(qì)進行精密切割,其尺(chǐ)寸精度已(yǐ)經達到很高的水平。
激光精密切(qiē)割的一個典型應用就是切割印刷電路板PCB(Printed circuits Boards)中(zhōng)表麵安裝(zhuāng)用模板(bǎn)(SMT stencil)。傳統的SMT模板加工方法是化學刻蝕法(fǎ),其致命的缺點就是加(jiā)工的極限尺寸不(bú)得(dé)小於板厚(hòu),並且化學刻蝕法工序繁雜、加工周(zhōu)期長、腐蝕介質(zhì)汙染環境。采用激光加工,不僅可以克服這些缺點,而(ér)且能(néng)夠對成品模板(bǎn)進(jìn)行再加工,特別(bié)是加工精度及縫隙密度明顯(xiǎn)優於前者,製作費也由早期的遠高(gāo)於化學刻蝕到現在的略低於前者。但(dàn)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(qián)僅美國、日本、德國等少數國家(jiā)的幾家公司能夠生產整機。
(3)激光精密焊接
激光焊接熱影響區很窄,焊縫小,尤其可焊高(gāo)熔點的材料和異(yì)種金(jīn)屬,並且不需要添加材料。國外利用固體YAG激光器進行縫焊和點焊(hàn),已有很高的水平。另外,用激光焊接印(yìn)刷電路的(de)引出線,不需要使用焊劑,並可減少熱衝擊,對(duì)電路管芯無影響,從而(ér)保證了集成電路管芯的質量(liàng)。 經過二十多年的努力,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(jī)光劃片與微小型金屬零件的激光(guāng)點焊、縫焊與(yǔ)氣密性焊接以及打標等領域得到應用,但在激光精密加工(gōng)技術中(zhōng)技術含量(liàng)很高、應用市場廣(guǎng)闊(kuò)的微電子(zǐ)線路模板精密切割與刻蝕工藝、陶瓷片與印刷(shuā)電路板上各種規格尺寸的(de)通孔、盲孔(kǒng)與異(yì)型孔(kǒng)、槽的激光精密加工等(děng)方麵,尚處於研究與開發(fā)階段,未見(jiàn)有(yǒu)相應的工業化樣機問世。國內的廣大用戶一般采用進口模板(bǎn)或到香港等地委托(tuō)加工,其價格高、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(jīng)密加工業中巨大(dà)的(de)潛在市場,已開始在我(wǒ)國設立分公司(sī)。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。