(1)激光精密打孔
隨著技術的進步(bù),傳統的打孔方(fāng)法在許多場合(hé)已(yǐ)不能滿足需求。例如在堅硬的碳化鎢合金上(shàng)加工直徑為幾十微米的小孔;在硬而脆的(de)紅、藍寶石上加工幾百微米(mǐ)直徑的深孔等,用常規的機械加工方法無法實現。而激光束的瞬時功率(lǜ)密度高達108 W/cm2,可(kě)在短時間內將(jiāng)材料加熱到熔點或沸點,在上述材料(liào)上實現打(dǎ)孔。與電子束(shù)、電解、電火花、和機械打孔相比,激光打孔質量好、重複精度高、通(tōng)用性強、效率高、成本低及綜合技術經(jīng)濟效益顯著。國外在激光精密打孔(kǒng)已經達到很(hěn)高的水平。瑞士某公司利(lì)用固體激光器給飛機(jī)渦輪(lún)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(yǔ)深度之比可達 1∶80。激光束還可以在脆性材料如陶瓷上加(jiā)工各種微小的異型孔如盲孔、方孔等,這是(shì)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(mì)切(qiē)割有很多優點。例如,它能(néng)開出狹(xiá)窄的切口、幾乎沒(méi)有切割殘渣、熱影響區小、切割噪聲(shēng)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機械衝力和壓力,故適(shì)宜(yí)於切割玻璃、陶瓷和(hé)半導體等既硬又脆的材料,加上激光光斑小、切縫窄,所以特別適(shì)宜(yí)於對細小部件作各種精密切割。瑞士(shì)某(mǒu)公司利用(yòng)固體激光器進行精密切割,其尺寸精(jīng)度已經達到很高的水平(píng)。
激光精密切割的一個典型應用就是切割印(yìn)刷電路板PCB(Printed circuits Boards)中表(biǎo)麵(miàn)安裝用模板(SMT stencil)。傳統的SMT模板加工方法是化學刻蝕法,其(qí)致命(mìng)的缺點就是加工的(de)極限尺寸不(bú)得小於板厚(hòu),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(gōng),不僅可以克服這些缺點,而且能夠對成品模板進行再加工,特別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於化學刻蝕到現在的略(luè)低於前者。但由於用於激光加工的整(zhěng)套設備技術含量高,售價亦很(hěn)高,目前僅美國、日本、德國等少(shǎo)數國家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,尤其可焊高熔(róng)點的材(cái)料和異種金屬,並且不需要添加材料。國外利用固(gù)體YAG激光器(qì)進行縫(féng)焊和點焊,已有很(hěn)高的水(shuǐ)平。另外(wài),用激光(guāng)焊接(jiē)印刷電路的引出線,不需要使用(yòng)焊(hàn)劑,並可減少熱衝(chōng)擊,對電路管芯無影響,從而保證了集成電路管芯(xīn)的質量。 經過二十多年的努力,在(zài)激光精密加工工藝與成套設備方麵,我(wǒ)國雖然已(yǐ)在陶瓷激光劃片與微小型金屬零件的激光點焊、縫(féng)焊與氣密性焊接以及打標等領域得(dé)到應用,但在激光精密加工技術中技術含量很高、應用市場廣闊的微電子線路模板精密切割與刻(kè)蝕工藝、陶瓷片與印刷電路(lù)板上各種規格尺(chǐ)寸的通孔、盲孔(kǒng)與異型孔、槽(cáo)的激光精密加工等方麵,尚(shàng)處於研究與開發階段,未見(jiàn)有相(xiàng)應的工業化樣機問世。國(guó)內的廣大用戶一般采用進口模板或到香港等地委托加工(gōng),其價格高、周期長,嚴重(chóng)影響了產品開發周期;近年來,國外少(shǎo)數大公司看到我國在激光精密加工業中巨大的潛在市場,已開始在我國設立分公司。但高昂的加工費用增加(jiā)了產品成本,仍使許多(duō)企業望而卻步。