Aluminijeva keramika (Al₂O₃) naširoko se koristi u elektroničkom pakiranju, senzorima i preciznim strukturnim komponentama zbog svoje visoke tvrdoće, izvrsne električne izolacije i otpornosti na visoke -temperature. Međutim, tradicionalna mehanička obrada često uzrokuje lomljenje i pucanje, što lasersku bes{2}}kontaktnu obradu čini jednim od preferiranih rješenja za izradu mikro{3}}rupa u naprednoj keramici.
Dakle, koliko malu rupu laser može izbušiti u aluminij keramici?
Uzimanje Yuchang laseraYC-TC01 Stroj za lasersku obradu keramikena primjer, konvencionalni nanosekundni laser s infracrvenim vlaknima (1064 nm) može postići minimalni promjer otvora od približno 50 μm na aluminijevoj keramici pod idealnim uvjetima. Međutim, ovo je ograničenje obično moguće postići samo na keramičkim podlogama debljine oko 500 μm. Za podloge deblje od 500 μm, stabilni industrijski promjer-rupe općenito se kreće od približno 80–200 μm.
YC-TC01 integrira funkcije laserskog rezanja, bušenja i piskanja u jednu platformu. Tipične standardne konfiguracije uključuju: Snaga lasera: 150 W, Širina impulsa: 50–200 ns, Veličina točke: 50 μm. Sustav je dizajniran za tvrde i lomljive napredne keramičke materijale kao što su glinica, silicij nitrid i cirkonij. Može postići stabilnu masovnu proizvodnju od φ50–80 μm kroz rupe u keramičkim podlogama, što ga čini prikladnim za primjene koje zahtijevaju visoku preciznost, fleksibilnost i učinkovitost obrade.
Stroj se posebno dobro ponaša u malim-serijskim i više-različitim proizvodnim okruženjima.
Za keramičke ploče deblje od 3 mm, tipični promjer otvora povećava se na približno φ200-500 μm, dok sužavanje otvora postaje uočljivije, a izlazni promjer ima tendenciju da postane manji.
Može li UV lasersko bušenje postići veću preciznost?
Obradom UV laserom (355 nm) dominira hladna ablacija i uklanjanje materijala tipa "-ljuštenja". Zona pod utjecajem topline- može se smanjiti na otprilike 10–50 μm, gotovo bez vidljivog ponovnog sloja.
Budući da se veličina fokusirane točke može smanjiti na oko 20 μm, UV laserski sustavi mogu postići stabilnije male prolazne -rupe u keramici od aluminijskog oksida uz značajno smanjenje toplinskih oštećenja, pucanja rubova i mikropukotina.
Nanosekundni laseri s infracrvenim vlaknima (1064 nm) općenito imaju veću veličinu točke i jače toplinske učinke. Pod istim uvjetima bušenja, rizik od lomljenja rubova i pucanja veći je u usporedbi s UV laserskim sustavima.
Stoga, iako su nanosekundni laseri s vlaknima (1064 nm) nešto slabiji od UV nanosekundnih lasera u sposobnosti obrade mikro-rupa od aluminijevog oksida, oni i dalje nude važne prednosti uključujući nižu cijenu, visoku stabilnost i lakše održavanje.
Ključni čimbenici koji utječu na promjer rupe
1. Veličina fokusirane točke (najizravniji faktor)
Budući da UV laseri imaju kraće valne duljine od infracrvenih lasera (1064 nm), mogu postići manje fokusirane točke i stoga su prikladniji za bušenje mikro-rupa. U kombinaciji s-preciznim galvanometarskim sustavima i optikom za dinamičko fokusiranje, točnost pozicioniranja može doseći ±2 μm, što omogućuje stabilnu kontrolu promjera otvora oko 40 μm.
2. Debljina materijala i dubina rupe
Tanke keramičke podloge (<1 mm): Easier to process small through-holes with higher yield rates
Thick ceramic substrates (>2 mm): promjer rupe ima tendenciju povećanja s dubinom bušenja
For deep holes (>5 mm), minimalni mogući promjer općenito je oko 100 μm, dok kontrola konusa postaje sve važnija.
3. Parametri obrade
Bušenje s jednim-pulsom: Veći promjer rupe; ozbiljno pucanje rubova (Veće ili jednako 100 μm). Rotacijsko rezanje / spiralno skeniranje: Najmanje i okrugle rupe; minimalno suženje (poželjna metoda za promjere φ50–80 μm).
Vlast: Pretjerano velika snaga rezultira većim promjerima rupa i pucanjem rubova; pretjerano niska snaga sprječava potpuno prodiranje. Razine snage moraju se pažljivo uskladiti s pragom obrade materijala.
Brzina skeniranja:Veće brzine rezultiraju manjim promjerima rupa; brzine od 200–400 mm/s daju visoko{2}}kvalitetne-rupe.
Pomoćni plin: Kisik djeluje kao pomoć pri izgaranju; dušik osigurava hlađenje. Oba plina utječu na rezultirajući promjer rupe i kvalitetu ruba.
4. Čistoća glinice
99% gustog aluminijevog oksida: Teže za obradu; rezultira većim promjerima otvora i većom osjetljivošću na pucanje.
96% porozni aluminij: Relativno lakši za obradu; olakšava stvaranje rupa manjeg-promjera.
Sažetak i preporuke za odabir opreme
Aplikacije za masovnu proizvodnju (prioritet troškova)
Laseri s nanosekundnim vlaknima preporučuju se za stabilnu proizvodnju mikro-rupa od 50 μm na keramičkim podlogama od 0,5–2 mm, nudeći izvrsnu ravnotežu cijene i pouzdanosti.
Precizne aplikacije (prioritet kvalitete)
UV pikosekundni laseri preporučuju se za obradu mikro-rupa od 20–50 μm s minimalnim lomljenjem i pucanjem, posebno za ultra-tanke keramičke podloge.
Primjene ekstremne preciznosti (istraživanje i vrhunska-proizvodnja)
Femtosekundni laserski sustavi mogu postići mikro-rupe od 5–10 μm s mogućnošću ultra-hladne obrade, što ih čini prikladnima za proizvodne primjene u mikro/nano-razmjerima.
YCLASER je specijaliziran za visoko{0}}preciznu lasersku opremu, a također pruža ugovorne usluge obrade raznih tvrdih i lomljivih materijala. Kupci zainteresirani za tvrde i lomljive materijale laserska rješenja su dobrodošli kontaktirajte nas za besplatno testiranje uzoraka i evaluacija obrade.
