锐科紫外纳秒激光器最全应用案例？一文揭秘！

2024-06-05 18:09

随着激光技术的不断发展，不同功率、波长以及频率的激光器不断被推向市场。根据光源与物质的作用特点，将选用特定的激光器，如红外激光器主要用于钢铁、铜和铝等金属零件的焊接、切割等加工；绿光激光器可用于太阳能电池划片、掺杂、3C电子和半导体铜箔切割、焊接以及晶圆退火等加工；紫外激光器可用于塑料、纸盒包装、医疗器械、消费电子产品等的切割、打标。紫外脉冲激光器具有短波长、短脉冲、光束质量优、高峰值功率等优点，与绿光、红外相比，具有更小的热效应等优势。近年来我国紫外激光器市场发展迅速，并广泛幅射至医疗、日用、航空航天、半导体、电子等领域。锐科凭借其深厚的激光器研发能力，已自主研发RFL－PUV系列紫外纳秒激光器，并广泛应用于各行各业的微加工。

01 锐科激光 RFL－PUV紫外纳秒激光器的介绍

锐科RFL－PUV系列紫外纳秒激光器是适用于微加工行业的一款成熟工具，它在解决不同类型材料的标记、切割、去除（减材）、打孔等方面均有理想的效果。相较于市场同类产品，锐科RFL－PUV产品具有诸多优势：

· 电光转化效率更高，能耗更低；

· 光束质量更优，M²＜1．2，加工效率提升明显，工艺质量高；

· 脉宽窄，低于同类型激光器，加工热效应更小，可实现高频稳定加工；

· 重量轻，5W级整机重量低至2．87kg，体积最小可达同类型激光器一半；

· 结构简化，集激光电源、激光头、扩束镜以及振镜连接板为一体，即拆即用。

图1 锐科RFL－PUV系列紫外纳秒激光器

锐科现有紫外纳秒系列产品型号包括RFL－P5UV、RFL－P5UV－S和RFL－P10UV，并可以结合客户需求进行非标定制。经过不断的工艺开发和优化，RFL－PUV系列激光器在覆铜板（DBC）去除、PBC开窗、飞行打标、线材标记、PCB／FPC切割、木材切割、石墨打孔和玻璃加工等应用领域均有成熟的工艺表现。（更多产品介绍点击：一图识机｜锐科紫外纳秒“三剑客”，为什么是“打码”高手？）

02 锐科紫外纳秒激光器的四大工艺应用案例

2．1去除（减材）

2．1．1覆铜板去除

覆铜板由于其具有良好的导热性能和导电性，是重要的电子封装材料，传统的覆铜层去除主要通过覆膜显影、蚀刻完成，该工艺流程复杂繁琐。为优化覆铜板铜层去除步骤，锐科选用RFL－P10UV激光器进行铜层的去除测试，去除效果如图2所示，铜层去除比较干净，与陶瓷相比底色差别不大，正反面雕刻，陶瓷边界未产生裂纹。

图2 覆铜板去除前后对比

2．1．2 PCB板开窗

PCB上导线覆有油漆层，可以防止短路对器件造成伤害。所谓开窗就是去掉导线上的油漆层，让导线裸露以便上锡处理。选用RFL－P5UV激光器可以实现PCB板表面油漆层的去除，通过调整激光参数还可以控制不同铜层的去除，实现精确开窗加工。

图3 PCB板开窗前后对比

2．2标记

2．2．1线材绝缘层标记

线缆行业为了使产品能够清晰分辨品牌、种类、规格等，常常会在线缆上进行标识，传统的标识方式是采用油墨喷码机进行喷码，这种方式不仅成本高而且污染大，并且油墨在线缆表面的附着性较差，经过机械运输、环境老化、人为擦碰后很容易被磨损破坏，难以满足行业的实际需求。激光标记可以有效地解决油墨喷码机的难题，且激光标记的线条均匀、清晰，可读性更高。

选用RFL－P10UV激光器在线缆上进行激光标记，匹配大幅面场镜，可以在线缆上实现字符的清晰标记，加工125mm幅面的字符仅需0．2s，可跟随流水线工作，与工业自动化配合进行飞行打标，满足产线高节拍要求。

图4 加工效果（左）相机拍摄；（右）显微镜观察

除了常规线材的标记，使用紫外激光器在电线和电缆上直接印刷也在航空和航天工业中得到了OEM和最终用户的广泛测试和接受，该领域的线材标记一直被国外公司垄断，为了推进航空航天领域线材标记国产化，采用RFL－P5UV激光器在电线绝缘层上进行字符标记，标记所用线缆为航空航天领域专用线材（电线规格BMS），在2000mm／s的运动速度下单次加工即可在电线上实现字符的清晰标记，字符标记深浅均一、线条均匀，边缘无烧蚀发黑现象。

图5 航天线缆加工效果（左）相机拍摄；（右）显微镜观察

2．2．2玻璃打标

玻璃制品广泛用于建筑、日用、医疗、化学、家居等领域，在玻璃上雕刻、印刷、镭射图案、花纹已经是一种很常见的技术。选用RFL－P5UV激光器可以在玻璃表面或内层进行图形、文字、LOGO等个性加工，效果可呈现白色或黑色，标记精细、清晰美观。相较于超快激光标记，该款激光器加工效率更高，且超快激光器一般造价昂贵，在玻璃打标领域，锐科RFL－PUV系列激光器性价比更高。

图6 玻璃标记效果内部标记（左）；表面标记（右）

2．2．3医疗器械打标

激光是满足医疗行业FDA和MDR标准的打标技术，可实现在所有医疗设备和器械上打标唯一设备标识符（UDI）。医疗器械上的激光打标可以获得耐灭菌消毒的永久标识，采用RFL－PUV系列激光器可以在医疗器械上获得永久和高对比度的标识，加工图7案例大小的幅面仅用15s左右，加工效率高。

图7 医疗器械标记

2．2．4其他非金属标记

在日常生活中，为了使产品能够清晰分辨品牌、种类、日期等，常常会在包装上进行防伪标识，采用RFL－PUV系列激光器可以轻松实现塑料包装袋、试剂盒、胶带、瓶盖等的标记。

图8 非金属标记

2．3切割

2．3．1 PCB切割

PCB板结构复杂、精细，激光加工技术可以实现该类材料的精密切割，选用RFL－P10UV激光器对1．2mm厚度的PCB板进行加工，切割断面光滑。

图9 PCB板切割效果（左）相机拍摄；（右）显微镜观察断面图

2．3．2 木材切割

紫外激光作为一种冷光源在切割加工中具有其独特的优势，选用锐科RFL－P10UV激光器在薄木片上进行特定图形切割可以实现材料的精密加工，切割后的木材边缘无发黑烧焦现象，切割面光滑无毛刺，美观性较好，在木制工艺品加工方面具有极高的性价比。

图10 木材切割效果

2．4打孔——石墨片打孔

石墨片是一种全新的导热散热材料，屏蔽热源与组件的同时可改进消费类电子产品的性能。选用RFL－P10UV激光器可在石墨片上进行阵列孔加工，通过螺旋线的方式进行加工，加工1600个孔仅在10秒以内。

图11 石墨片阵列孔加工效果（左）相机拍摄；（右）显微镜观察

上述几个案例分别列举了锐科RFL－PUV系列激光器在去除、标记、切割、钻孔等领域的全应用，为材料微加工提供了应用解决方案。锐科RFL－PUV系列紫外纳秒激光器具有体积小、重量轻、一体化、电光路集成、稳定性佳的优势，与未来工业化产品的便捷化、集成化发展相契合，并能依据客户特殊需求提供个性化解决方案，详细可点击锐科激光公众号主页右下方菜单栏根据区域联系锐科销售工程师进一步咨询。