紫外激光切割机的应用

   由于消费类电子行业需求大幅增长，产品小型化、快速化及零件价格高等特点，传统的加工方法已不能满足顾客更高的精确度和良率要求，激光切割技术应运而生。随着紫外激光技术的逐步成熟和稳定性提高，激光加工行业已经由红外激光向紫外激光转变。与此同时，由于紫外激光的应用日益普及，使激光应用向更广阔的领域迈进。

    激光束在聚焦后照射到材料上，使被切割材料的温度迅速上升，然后将其融化或蒸发。它是一种切削材料，它是利用激光与被切削材料的相对运动，在切削材料上产生切缝。常规激光切割CO2(CO2)光斑大、热影响范围大、切边不光滑、发黑等特点，主要应用于木材、布类、塑料和较厚的金属材料加工，而且热效应较大。对于较高精度的材料，常选用紫外激光作为切割光源，通过热效应与YAG和CO2激光进行切割，UV激光直接破坏被加工材料的化学键，以达到切割的目的，属于“冷”工艺。此外，紫外激光波长短、能量集中、切缝宽度小，热影响范围小，因而在精密切削和微加工领域有广泛的应用。

    在激光切割过程中，切缝宽度与光束模式、偏振性、聚焦后光斑直径有直接关系。实践中用TEM00模态，圆偏振，但激光模式一般不是理想基模，当功率增加或使用时间较长时，会发生变化。光斑直径是指光强下降到中心值1/e2的一点所确定的范围，它含有86.5%的光束能量，在理想情况下，直径范围内的激光能进行切割，而在距离以外的距离不与材料发生作用时，切割宽度等于光斑直径。但是在实际操作中，由于材料的导热性、熔点、沸点及激光功率的差异，以及激光功率的不同，切缝宽度不等于光斑直径，其关系要根据激光能量的输入和材料的特性来确定。但是，在大多数情况下，切割宽度都要稍大于光斑直径，减小光斑直径，则会减小切割缝的宽度。

    下面就是针对紫外激光切割技术在高端行业中的应用做一简要介绍。

    1、UV激光切片。

    蓝宝石衬底表面坚硬，一般刀轮难以切割，且磨耗大，良率低，切割道较多在30微米以上，不但使使用面积减小，而且产品产量也有所下降。随着蓝白光LED行业的快速发展，蓝宝石基片的切割需求不断增加，这对提高生产效率、产品合格率提出了更高的要求。

    2、紫外线激光陶瓷切割。

    近一个世纪以来，电子陶瓷的应用逐渐成熟，应用范围越来越广泛，如散热衬底、压电材料、电阻、半导体、生物应用等，除传统陶瓷加工工艺外，陶瓷加工由于应用种类的增加，进而进入激光加工领域。根据陶瓷材料的类型，可分为功能陶瓷、结构陶瓷和生物陶瓷。可以用来加工陶瓷的激光有CO2、YAG、绿光激光等，但随着元件越来越小，紫外激光加工成为一种必要的加工方法，可以加工多种类型的陶瓷。

    3、是紫外线激光切割。

    在智能手机兴起的带动下，紫外激光的应用也逐步拥有了发展的空间。以前由于手机功能不多，加上激光加工的成本高，激光加工在手机市场上所占的地位并不大，但如今智能手机多功能、高度集成，在有限的空间里要集成几十种传感器和数百种功能器件，而且元件成本较高，所以对于精度、良率和加工要求都有很大的提高，紫外激光在手机工业中的应用也越来越广泛。

    4、紫外线ITO干蚀刻蚀

    触屏功能是智能手机的特点，电容式触摸屏能实现多点触摸屏，对应电阻式触摸屏，其使用寿命更长，响应更快，所以电容式触摸屏已经成为智能手机选择的主流。

    以往ITO线路腐蚀采用的是湿蚀刻方法，利用黄光工艺制作线路，再用蚀刻液除去ITO膜在表面形成线路，不仅费时而且污染严重。

    切割5UV激光线路板。

    用激光来切割线路板刚开始是用来切割柔性线路板，因为线路板种类很多，早期加工都是用模压成型，但由于模具制造成本高，制造周期长，采用紫外激光加工可省去模具制造成本和周期，大大缩短了制作样品的时间。