随着激光切割技术的迅猛发展,激光技术的应用已与多个学科领域相结合,在工业激光应用中,激光被用于四大加工领域:切割、焊接、标记与热处理。其中激光切割占据了当今工业应用的主导。切割的对象为:金属、石英、塑料、陶瓷、木材、纸张等,气质冷热扎钢板为大宗,与机械切割、等离子切割、电弧切割相比,激光切割机具有很大的优势。激光切割工艺已广泛推广、应用到各个领域,而且目前激光切割技术多被用于汽车等大型器件的成型切割,而用在对封装材料的去除方面还很少。
激光切割的特点:
热切割法主要有3种,氧气切割、等离子弧切割和激光切割。将3中方法比较,就可以看出激光切割技术的优点:
缝宽度小,小可至0.10mm,材料的利用率高,并且精确切割形状复杂、有尖叫的零件,尺寸精度可达±0.05mm;
激光切割的工件变形小,周边热影响区很小,约为0.08~0.1mm;是氧气切割的1/10,等离子切割的1/6;
激光切割时只需定位而不需夹紧,划线,去油等准备工序,因而工件无机械应力及表面损伤;
适用范围广,能切割易碎的脆性材料,以及极软、极硬的材料;
切口平行度好,表面粗糙度小,切边洁净,可直接用于焊接或后续工作;
加工灵活性好,既能切割平面工件,又能切割异性工件,可从任何一点开始(先穿孔),切口可向任何方向行进;
切割速度快,为机械方法的20倍。根据材料厚度和切割速度的关系,在厚度20mm以下的钢板材料中,加工的速度能力高。特别适用于中、薄板的高精度、高速度切割;
加工切割的深宽比高,对于非金属可达100:1以上,对于金属也可达20:1左右,还可以切割不穿透的盲槽;
无工具磨损,易于数控或计算机控制,并可多工位操作;
噪声和振动小,对环境基本无污染。
主要针对的封装材料有:(1)带器件PCB电路板或模块上树脂类保护物的去除;(2)芯片表面涂覆物的去除;(3)金属或陶瓷类芯片外封装的剥离,要求对每一件器件的封装材料去除后不损伤器件。
用于去除封装材料的激光切割系统主要由激光器、激光扫描系统、三维移动平台、图像监视系统、计算机控制系统组成。由于样品的封装材料种类较多(如:沥青、环氧树脂、陶瓷、金属等材料),几何形状各不相同,要实现无损伤的剥离样品的封装物,根据实验结果分析,选择合适波长的激光器和激光器工作方式及确定适当的功率,实现对被处理材料的安全去除,采用扫面方式在计算机控制下对样品进行处理,此方法高精度,可实现非接触切割,便于实现自动化。