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激光技術與原子能 、半導體及計算機一起 ,是二十世紀最負盛名的四項重大發明 。

激光作為上世紀發明的新光源 ,它具有方向性好 、亮度高 、單色性好及高能量密度等特點 ,已廣泛應用於工業生產 、通訊 、信息處理 、醫療衛生 、軍事 、文化教育以及科研等方麵 。據統計 ,從高端的光纖到常見的條形碼掃描儀 ,每年與激光相關產品和服務的市場價值高達上萬億美元 。中國激光產品主要應用於工業加工 ,占據了40%以上的市場空間 。

激光加工作為激光係統最常用的應用 ,主要技術包括激光焊接 、激光切割 、表麵改性 、激光打標 、激光鑽孔 、微加工及光化學沉積 、立體光刻 、激光刻蝕等 。

激光加工設備就是利用激光加工技術改造傳統製造業的關鍵技術設備之一 ,主要產品則包括各類激光打標機 、焊接機 、切割機 、劃片機 、雕刻機 、熱處理機 、三維成型機以及毛化機等 。這類產品已經或正在進入各工業領域 。

在服裝行業的應用

因為激光加工工藝具有自動化程度高 、加工精確高 、速度快 、效率高 、操作簡單方便等特點 ,適應了國際服裝生產技術潮流所以激光加工技術以及設備正在以驚人的速度在服裝行業內得到推廣和普及 。

1 、激光切割應用

激光切割過程中 ,不會使布料變形或起皺 ,激光切割尺寸精度高 ,激光切割形狀可隨著圖稿進行任意更改 ,增加了設計的實用性和創造性 。另外 ,激光切割技術是用“激光刀”代替金屬刀 ,激光切割任何麵料 ,能瞬間將切口熔化並凝固 ,縫隙小 、精確度高達到自動“鎖邊”的功能 。傳統工藝用刀模切割或熱加工 ,切口易脫絲 、發黃 、發硬 。

2 、激光雕刻應用

激光雕刻是利用軟件技術 ,按設計圖稿輸入數據進行自動雕刻 。激光雕刻是激光加工技術在服裝行業中運用最成熟 、最廣泛的技 術 ,能雕刻任何複雜圖形標誌 ,還可以進行射穿的鏤空雕刻和表麵雕刻 ,從而雕刻出深淺不一 、質感不同 、具有層次感和過渡顏色效果的各種圖案 。

3 、激光打標應用

激光打標具有打標精度高 、速度快 、標記清晰等特點 。激光打標兼容了激光切割 、雕刻技術的各種優點 ,可以在各種材料上進行精密加工 ,還可以加工尺寸小且複雜的圖案 ,激光標記具有永不磨損的防偽性能 。
激光加工在電子行業應用

在電子工業中的應用

激光加工技術屬於非接觸性加工方式 ,所以不產生機械擠壓或機械應力 ,特別符合電子行業的加工要求 。另外 ,還由於激光加工技術的高效率 、無汙染 、高精度 、熱影響區小 ,因此在電子工業中得到廣泛應用 。

1 、激光劃片

激光劃技術是生產集成電路的關鍵技術 ,其劃線細 、精度高(線寬為15-25μm ,槽深5-200μm) 、加工速度快(可達200mm/s) ,成品率達 99.5%以上 。集成電路生產過程中 ,在一塊基片上要製備上千個電路 ,在封裝前要把它們分割成單個管芯 。傳統的方法是用金剛石砂輪切割 ,矽片表麵因受機械力而產生輻射狀裂紋 。用激光劃線技術進行劃片 ,把激光束聚焦在矽片表麵 ,產生高溫使材料汽化而形成溝槽 。通過調節脈衝重疊量可精確控製刻槽深度 ,使矽片很容易沿溝槽整齊斷開 ,也可進行多次割劃而直接切開 。由於激光被聚焦成極小的光斑 ,熱影響區極小 ,切劃50μm深的溝槽時 ,在溝槽邊25μm的地方溫升不會影響有源器件的性能 。激光劃片是非接觸加工 ,矽片不會受機械力而產生裂紋 。因此可以達到提高矽片利用率 、成品率高和切割質量好的目的 。還可用於單晶矽 、多晶矽 、非晶矽太陽能電池的劃片以及矽 、鍺 、砷化稼和其他半導體襯底材料的劃片與切割 。

2 、激光微調

激光微調技術可對指定電阻進行自動精密微調 ,精度可達0.01%一0.002% ,比傳統方法的精度和效率高 ,成本低 。集成電路 、傳感器中的電阻是一層電阻薄膜 ,製造誤差達上15一20% ,隻有對之進行修正 ,才能提高那些高精度器件的成品率 。激光可聚焦成很小的光斑 ,能量集中 ,加工時對鄰近的元件熱影響極小 ,不產生汙染 ,又易於用計算機控製 ,因此可以滿足快速微調電阻使之達到精確的預定值的目的 。加工時將激光束聚焦在電阻薄膜上 ,將物質汽化 。微調時首先對電阻進行測量 ,把數據傳送給計算機 ,計算機根據預先設計好的修調方法指令光束定位器使激光按一定路徑切割電阻 ,直至阻值達到設定值 ,同樣可以用激光技術進行片狀電容的電容量修正及混合集成電路的微調 。優越的定位精度 ,使激光微調係統在小型化精密線形組合信號器件方麵提高了產量和電路功能 。

3 、激光打標

激光打標是利用高能量密度的激光對工件進行局部照射 ,使表層材料汽化或發生顏色變化的化學反應 ,從而留下永久性標記的一種打標方法 。激光打標有雕刻和掩模成像兩種方式:掩模式打標用激光把模版圖案成像到工件表麵而燒蝕出標記 。雕刻式打標是一種高速全功能打標係統 。激光束經二維光學掃描振鏡反射後經平場光學鏡頭聚焦到工件表麵 ,在計算機控製下按設定的軌跡使材料汽化 ,可以打出各種文字 、符號和圖案等 ,字符大小可以從毫米到微米量級 ,激光標記是永久性的 ,不易磨損 ,這對產品的防偽有特殊的意義 。已大量用在給電子元器件 、集成電路打商標型號 、給印刷電路板打編號等 。紫外波段激光技術發展很快 ,由於材料在紫外波激光作用下發生電子能帶躍遷 ,打破或削弱分子間的結合鍵 ,從而實現剝蝕加工 ,加工邊緣十分齊整 ,因此在激光標記技術中異軍突起 ,尤其受到微電子行業的重視 。

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