Керамика од алуминијума (Ал₂О₃) се широко користи у електронским паковањима, сензорима и прецизним структурним компонентама због своје велике тврдоће, одличне електричне изолације и високе{0}}отпорности на температуру. Међутим, традиционална механичка обрада често узрокује ломљење и пуцање, што ласерску бесконтактну обраду чини једним од пожељних решења за израду микро-отвора у напредној керамици.
Дакле, колико мала рупа може ласерско бушење у керамици од алуминијума?
Узимајући Иуцханг ласерИЦ-ТЦ01 керамичка машина за ласерску обрадукао пример, конвенционални инфрацрвени ласер наносекундни ласер (1064 нм) може постићи минимални пречник рупе од приближно 50 μм на керамици од алуминијума под идеалним условима. Међутим, ово ограничење је обично достижно само на керамичким подлогама дебљине око 500 μм. За подлоге дебље од 500 μм, стабилни индустријски пречник рупе- обично се креће од приближно 80–200 μм.
ИЦ-ТЦ01 интегрише функције ласерског сечења, бушења и урезивања у једну платформу. Типичне стандардне конфигурације укључују: Снага ласера: 150 В, Ширина импулса: 50–200 нс, Величина тачке: 50 μм. Систем је дизајниран за тврде и ломљиве напредне керамичке материјале као што су глиница, силицијум нитрид и цирконијум. Може постићи стабилну масовну производњу од φ50–80 μм кроз рупе у керамичким подлогама, што га чини погодним за апликације које захтевају високу прецизност, флексибилност и ефикасност обраде.
Машина ради посебно добро у малим{0}}серијским и више{1}}производним окружењима.
За керамичке плоче дебље од 3 мм, типични пречник рупе се повећава на приближно φ200–500 μм, док конус рупа постаје уочљивији и излазни пречник има тенденцију да постане мањи.
Може ли УВ ласерско бушење постићи већу прецизност?
У обради УВ ласером (355 нм) доминирају хладна аблација и уклањање материјала типа „пилинг-“. Зона захваћена топлотом{3}}може да се смањи на приближно 10–50 μм, без готово никаквог очигледног слоја преливања.
Пошто се величина фокусиране тачке може смањити на око 20 μм, УВ ласерски системи могу да постигну стабилније мале пролазне-рупе у керамици од алуминијума уз значајно смањење термичких оштећења, ломљења ивица и микропукотина.
Наносекундни ласери са инфрацрвеним влакнима (1064 нм) генерално имају веће величине тачке и јаче термичке ефекте. Под истим условима бушења, ризик од ивица и пуцања је већи у поређењу са УВ ласерским системима.
Стога, иако су ласери са наносекундним влакнима (1064 нм) нешто слабији од УВ наносекундних ласера са способношћу обраде микро-рупа од алуминијума, они и даље нуде важне предности укључујући нижу цену, високу стабилност и лакше одржавање.
Кључни фактори који утичу на пречник рупе
1. Фокусирана величина тачке (најдиректнији фактор)
Пошто УВ ласери имају краће таласне дужине од инфрацрвених ласера (1064 нм), они могу да постигну мање фокусиране тачке и стога су погоднији за микро-бушење рупа. У комбинацији са-прецизним галванометарским системима и оптиком за динамичко фокусирање, тачност позиционирања може да достигне ±2 μм, омогућавајући стабилну контролу пречника рупа од око 40 μм.
2. Дебљина материјала и дубина рупе
Танке керамичке подлоге (<1 mm): Easier to process small through-holes with higher yield rates
Thick ceramic substrates (>2 мм): Пречник рупе се повећава са дубином бушења
For deep holes (>5 мм), минимални достижни пречник је углавном око 100 μм, док контрола конуса постаје све важнија.
3.Параметри обраде
Једно{0}}импулсно бушење на тачки: Већи пречник рупе; озбиљно ломљење ивица (веће или једнако 100 μм). Ротационо сечење / спирално скенирање: Најмање и најокруглије рупе; минимални конус (пожељна метода за пречнике од φ50–80 μм).
Повер: Претерано велика снага доводи до већег пречника рупа и ломљења ивица; претерано мала снага спречава потпуни продор. Нивои снаге морају бити пажљиво усклађени са прагом обраде материјала.
Брзина скенирања:Веће брзине резултирају мањим пречникима рупа; брзине од 200–400 мм/с дају висок-квалитет кроз-рупе.
Ассист Гас: Кисеоник делује као помоћ при сагоревању; азот обезбеђује хлађење. Оба гаса утичу на резултујући пречник рупе и квалитет ивица.
4.Алумина Пурити
99% густа глиница: Теже за обраду; доводи до већег пречника рупа и веће подложности пуцању.
96% порозне глинице: Релативно лакши за обраду; олакшава прављење рупа мањих{1}}пречника.
Резиме и препоруке за избор опреме
Апликације за масовну производњу (приоритет трошкова)
Ласери са наносекундним влакнима се препоручују за стабилну производњу 50 μм микро-рупа на керамичким подлогама од 0,5–2 мм, нудећи одличан баланс цене и поузданости.
Прецизне апликације (приоритет квалитета)
УВ пикосекундни ласери се препоручују за обраду микро-отвора од 20–50 μм са минималним ломљењем и пуцањем, посебно за ултра{3}}утратанке керамичке подлоге.
Примене екстремне прецизности (истраживање и врхунска{0}}производња)
Фемтосекундни ласерски системи могу да постигну микро-рупе од 5–10 μм са могућношћу ултра-хладне обраде, што их чини погодним за микро/нано-производне апликације.
ИЦЛАСЕР је специјализован за високо{0}}прецизну ласерску опрему и такође пружа услуге уговорне обраде за различите тврде и ломљиве материјале. Купци заинтересовани за ласерска решења тврдих и крхких материјала су добродошли контактирајте нас за бесплатно тестирање узорака и обрада евалуације.
