用于微型电路的微型线圈由只有15~50 μm厚的极薄陶瓷膜构成,而在这种陶瓷膜上需要设置数千个显微小孔,由于企业盈利水平有赖于数百万件无差错的产品,因此电子工业企业积极寻求可以达到最高生产效率的方法。
通过采用Manz公司所开发的微秒激光器的工艺流程,钻一个孔只需0.35 μs,包含所需的缓冲时间在内,钻出100 000个微孔大约只需40 s的时间,而这项工作只是在一块130 mm×130 mm的面积上进行。
图1 为了达到更高的产量,Manz工程师们把激光光束分成两半并把激光引向两个独立控制的扫描仪上。由此,可以同时对两个陶瓷膜进行加工
同时加工 实现产量翻倍
加工数量甚至翻一番,这是因为Manz公司可以同时对两件陶瓷膜进行加工,激光光束被分为两半并被引向两个接受单独控制的扫描仪上,微孔的直径可以为15~50 μm,而孔的定位误差不得超过额定值的2 μm。在钻孔之后,每20~40件陶瓷膜被码垛起来并通过规矩仪进行校准,使各层钻孔保持重叠,然后从码垛中切割出直径为200 μm、高达100 000件铁心的线圈产品。
Manz公司的新型激光镗孔技术结合了超短波脉冲激光效能和远心镜头的光学精度于一身,为了同时实现对两个陶瓷膜的加工,激光光束首先被分配到两个独立控制的双轴振镜扫描仪上,而后再被引到一个远心镜头上。
6~10 ps之间的超短波激光脉冲长度
镜头负责把激光脉冲精确地聚焦到陶瓷膜上,在对陶瓷膜进行钻孔时,需要用到6~10 ps之间的超短波激光脉冲长度,以避免材料融化而产生弧坑,这是因为激光脉冲长度必须要短于材料热张驰时间才行。在采用远心镜头时会不可避免地出现象场弯曲,这种现象可以通过附加使用一种移动式石英玻璃透镜来得以补偿,因为这种透镜可以对聚焦位置进行移动,确切地说,激光镗孔即是一个“烧蚀”性的热切割过程。
可以采用新型激光技术进行钻孔,并非只有有源或无源的电子原件的陶瓷膜,电子装置上的扬声器的开孔、操作元件或摄像机陶瓷外壳上的小孔均可采用激光技术进行钻孔。此外,激光加工也更优于机械刀具加工,后者在加工陶瓷材料时往往会因为陶瓷材料的硬度而很快达到加工极限。
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