Alumīnija oksīda keramika (Al₂O₃) tiek plaši izmantota elektroniskajos iepakojumos, sensoros un precīzās konstrukcijas komponentēs, jo tai ir augsta cietība, lieliska elektriskā izolācija un augsta -temperatūras izturība. Tomēr tradicionālā mehāniskā apstrāde bieži izraisa šķelšanos un plaisāšanu, padarot lāzera bezkontakta apstrādi par vienu no vēlamajiem risinājumiem mikro-caurumu izgatavošanai progresīvā keramikā.
Tātad, cik mazu caurumu ar lāzeru var urbt alumīnija oksīda keramikā?
Yuchang lāzera uzņemšanaYC-TC01 keramikas lāzera apstrādes iekārtaPiemēram, ar parasto infrasarkano staru šķiedru nanosekundes lāzeru (1064 nm) alumīnija oksīda keramikā ideālos apstākļos var sasniegt minimālo cauruma diametru aptuveni 50 μm. Tomēr šo ierobežojumu parasti var sasniegt tikai uz keramikas pamatnēm, kuru biezums ir aptuveni 500 μm. Pamatnēm, kas biezākas par 500 μm, stabilais rūpnieciskā cauruma diametrs parasti ir aptuveni 80–200 μm.
YC{0}}TC01 vienā platformā integrē lāzergriešanas, urbšanas un skrejēšanas funkcijas. Tipiskās standarta konfigurācijas ietver: Lāzera jauda: 150 W, Impulsa platums: 50–200 ns, Punkta izmērs: 50 μm. Sistēma ir paredzēta cietiem un trausliem uzlabotiem keramikas materiāliem, piemēram, alumīnija oksīdam, silīcija nitrīdam un cirkonija oksīdam. Tas var sasniegt stabilu φ50–80 μm masveida ražošanu caur caurumiem keramikas pamatnēs, padarot to piemērotu lietojumiem, kuriem nepieciešama augsta precizitāte, elastība un apstrādes efektivitāte.
Iekārta īpaši labi darbojas mazās-pakešu un daudzveidīgās{1}}ražošanas vidēs.
Keramikas plāksnēm, kas biezākas par 3 mm, tipiskais cauruma diametrs palielinās līdz aptuveni φ200–500 μm, savukārt cauruma konuss kļūst pamanāmāks un izejas diametrs mēdz kļūt mazāks.
Vai UV lāzera urbšana var sasniegt augstāku precizitāti?
UV lāzera (355 nm) apstrādē dominē aukstā ablācija un "pīlinga" materiāla noņemšana. Siltuma -ietekmēto zonu var samazināt līdz aptuveni 10–50 μm, gandrīz bez acīmredzama pārstrādāšanas slāņa.
Tā kā fokusētās vietas izmēru var samazināt līdz aptuveni 20 μm, UV lāzeru sistēmas var iegūt stabilākus mazus caurumus{1}}alumīnija oksīda keramikā, vienlaikus ievērojami samazinot termiskos bojājumus, malu šķelšanos un mikroplaisas.
Infrasarkano staru šķiedru nanosekundes lāzeriem (1064 nm) parasti ir lielāki plankumu izmēri un spēcīgāki termiskie efekti. Tādos pašos urbšanas apstākļos malu nošķelšanās un plaisāšanas risks ir lielāks, salīdzinot ar UV lāzeru sistēmām.
Tāpēc, lai gan nanosekundes šķiedru lāzeri (1064 nm) ir nedaudz vājāki nekā UV nanosekundes lāzeri alumīnija oksīda mikro{1}}caurumu apstrādes iespējās, tie joprojām piedāvā svarīgas priekšrocības, tostarp zemākas izmaksas, augstu stabilitāti un vieglāku apkopi.
Galvenie faktori, kas ietekmē cauruma diametru
1. Koncentrēts vietas lielums (vistiešākais faktors)
Tā kā UV lāzeriem ir īsāki viļņu garumi nekā infrasarkanajiem lāzeriem (1064 nm), tie var sasniegt mazākus fokusētus punktus un tāpēc ir piemērotāki mikro-caurumu urbšanai. Apvienojumā ar augstas-precizitātes galvanometra sistēmām un dinamiskās fokusēšanas optiku pozicionēšanas precizitāte var sasniegt ±2 μm, ļaujot stabili kontrolēt caurumu diametru aptuveni 40 μm.
2. Materiāla biezums un cauruma dziļums
Plānas keramikas pamatnes (<1 mm): Easier to process small through-holes with higher yield rates
Thick ceramic substrates (>2 mm): Cauruma diametram ir tendence palielināties līdz ar urbšanas dziļumu
For deep holes (>5 mm), minimālais sasniedzamais diametrs parasti ir aptuveni 100 μm, savukārt konusveida kontrole kļūst arvien svarīgāka.
3. Apstrādes parametri
Viena impulsa{0}}punktu urbšana: Lielāks cauruma diametrs; spēcīga malu šķelšana (lielāka vai vienāda ar 100 μm). Rotācijas griešana / spirālveida skenēšana: mazākie un apaļākie caurumi; minimālais konuss (vēlamā metode diametriem φ50–80 μm).
Jauda: Pārāk liela jauda rada lielāku caurumu diametru un malu šķeldošanos; pārāk maza jauda novērš pilnīgu iekļūšanu. Jaudas līmeņi rūpīgi jāsaskaņo ar materiāla apstrādes slieksni.
Skenēšanas ātrums:Lielāki ātrumi rada mazāku caurumu diametru; Ātrums 200–400 mm/s nodrošina augstu-kvalitāti caur-caurumiem.
Palīdzības gāze: Skābeklis darbojas kā degšanas palīglīdzeklis; slāpeklis nodrošina dzesēšanu. Abas gāzes ietekmē iegūto cauruma diametru un malas kvalitāti.
4. Alumīnija oksīda tīrība
99% blīvs alumīnija oksīds: grūtāk apstrādājams; rada lielāku caurumu diametru un lielāku uzņēmību pret plaisāšanu.
96% porains alumīnija oksīds: salīdzinoši vieglāk apstrādājams; atvieglo mazāka-diametra caurumu izveidi.
Kopsavilkums un aprīkojuma izvēles ieteikumi
Masveida ražošanas lietojumprogrammas (izmaksu prioritāte)
Nanosekundes šķiedru lāzeri ir ieteicami stabilai 50 μm mikro- caurumu ražošanai uz 0,5–2 mm keramikas pamatnēm, nodrošinot lielisku izmaksu un uzticamības līdzsvaru.
Precīzas lietojumprogrammas (kvalitātes prioritāte)
UV pikosekundes lāzeri ir ieteicami 20–50 μm mikro-caurumu apstrādei ar minimālu šķelšanos un plaisāšanu, īpaši īpaši plānām keramikas substrātiem.
Īpaši precīzi lietojumprogrammas (pētniecība un augstākās kvalitātes{0}}ražošana)
Femtosekundes lāzera sistēmas var izveidot 5–10 μm mikro-caurumus ar ultra-aukstās apstrādes iespēju, padarot tās piemērotas mikro/nano{4}mēroga ražošanas lietojumiem.
YCLASER specializējas augstas{0} precizitātes lāzeriekārtās, kā arī sniedz līgumu apstrādes pakalpojumus dažādiem cietiem un trausliem materiāliem. Laipni aicināti klienti, kurus interesē cietu un trauslu materiālu lāzera risinājumi sazinieties ar mums, lai saņemtu bezmaksas paraugu testēšanu un apstrādes novērtējums.
