Elektronika

Technika laserowa jest jedną z podstawowych metod produkcji towarzyszącą wytwarzaniu układów elektronicznych. To dzięki niej możliwe jest spawanie, cięcie, wiercenie i znakowanie poszczególnych komponentów oraz produktów końcowych przy zachowaniu wysokiej jakości oraz dużej efektywności obróbki.

Branża elektroniczna to nie tylko stopy miedzi czy żelaza, ale także kompozyty i tworzywa sztuczne. Produkcja wielkoseryjna sprawia, że wymagana jest duża niezawodność i wysoka prędkość procesu, co idealnie wpasowuje się w charakterystykę obróbki z zastosowaniem lasera. To właśnie takie cechy jak bezkontaktowa praca, precyzja i powtarzalność decydują o tym, że laser
jest narzędziem idealnym do tego rodzaju procesów, zdecydowanie wyróżniając się na tle konwencjonalnych metod wytwarzania.



Ablacja


Zastosowanie mikroobróbki laserowej, a w szczególności techniki ablacji, pozwala na precyzyjne, kontrolowane usuwanie kolejnych warstw materiału. Wiązka lasera sterowana za pomocą głowicy skanującej przemieszcza się po powierzchni elementu, odparowując tworzywo sztuczne, które osłania i izoluje ścieżki elektryczne. Przez odpowiednie sterowanie mocą i prędkością roboczą lico przewodnika pozostaje nienaruszone, a powtarzalność oraz szybkość pozycjonowania ogniska sprawia, że możliwe jest obrabianie wielu komponentów na raz.


Cięcie


Cięcie z wykorzystaniem promieniowania laserowego przynosi branży elektronicznej wiele zalet, gdyż to dzięki niemu możliwe jest obrabianie niemalże każdego materiału bez obaw o zużycie narzędzia. Duża dowolność w projektowaniu nawet skomplikowanych kształtów nie stanowi dla lasera przeszkód ze względu na znaczną swobodę prowadzenia wiązki i dużą szybkość wycinania kształtów. Dodatkowo zastosowanie głowic skanujących pozwala na skrócenie czasu pozycjonowania ogniska, umożliwiając obróbkę komponentów znajdujących się na taśmie produkcyjnej.



Spawanie


Spawanie z wykorzystaniem laserów w przypadku branży elektronicznej obejmuje wykonywanie połączeń punktowych lub spoin liniowych. Precyzja i powtarzalność procesu sprawiają, że z pomocą tej techniki można trwale łączyć nawet najmniejsze elementy - niezależnie od tego, czy są to fragmenty obudowy, czy ogniwa akumulatorów. Szybkość z jaką wykonywane są spoiny, sprawia, że ilość dostarczanego do materiału ciepła jest minimalna, co jest istotne w przypadku czułych układów elektronicznych. Dodatkowo zastosowanie lasera zwiększa elastyczność produkcji, ponieważ z łatwością można przeprogramować system w zależności od potrzeb, a dzięki wykorzystaniu głowic skanujących zapewnia możliwość łączenia wielu elementów na raz.

Opcja łączenia transparentnych dla lasera tworzyw sztucznych stwarza możliwość tworzenia spoin na granicy styku dwóch materiałów w sytuacji, gdy jeden element znajduje się na drugim. Minimalne nagrzanie elementu, nienaruszona powierzchnia materiału oraz duża wytrzymałość połączenia sprawiają, że technologia laserowa znacznie przewyższa w tym zakresie klasyczne techniki, takie jak np. zgrzewanie.



Wiercenie


Płytka PCB jest kompozytem złożonym zarówno z przewodnika elektrycznego, jak i warstwy dielektrycznej oraz rdzenia nadającego sztywność laminatowi. Zróżnicowanie używanych materiałów sprawia, że konwencjonalne metody wytwarzania mogłyby spowodować uszkodzenie płytki w trakcie obróbki, np. jej ukruszenie lub pęknięcie. Dzięki bezkontaktowości technologii laserowej, dużej precyzji procesu i minimalnemu obciążeniu mechanicznemu detalu wiercenie otworów w układach elektronicznych nie powoduje zniszczeń lub wad. Dzięki wierceniu laserowemu można uzyskać otwory służące do integracji płytki z obudową, jak również kanały stanowiące połączenie elektryczne pomiędzy kolejnymi warstwami przewodzącymi.


Znakowanie


Znakowanie płytek elektronicznych, płytek krzemowych i klawiatur numerycznych czy wykonywanie oznaczeń na obudowie to tylko niektóre przykłady zastosowań lasera do znakowania elementów w branży elektronicznej. W stosunku do konwencjonalnych metod technika laserowa charakteryzuje się możliwością nanoszenia kodów i symboli na bardzo małych powierzchniach - nawet o wymiarach 1 mm x 1 mm - z zachowaniem wysokiej jakości i dokładności całego procesu. Co więcej, nie następuje tutaj obciążenie mechaniczne czy termiczne, co jest istotne z punktu widzenia podzespołów elektronicznych. Ponadto dzięki dużej szybkości procesu możliwe jest znakowanie wielu elementów na raz.

Wśród technik znakowania laserowego należy wymienić dwie podstawowe metody:

  • wyżarzanie stosowane w procesach znakowania elementów wykonanych z metalu,
  • odbarwianie lub spienianie w przypadku części wykonanych z tworzywa sztucznego.


W skrócie

  • Rodzaje obróbki: ablacja, cięcie, spawanie, wiercenie, znakowanie
  • Obrabiane materiały: stopy miedzi, stopy żelaza, kompozyty, tworzywa sztuczne
  • Cel obróbki: trwałe łączenie mikroskopijnych elementów, wycinanie skomplikowanych kształtów, precyzyjna ablacja, wiercenie mikrootworów bez ukruszeń, łatwa indentyfikacja produktu
  • Zalety: wysoka precyzja i powtarzalność, wysoka elastyczność, bezkontaktowość, minimalne obciążenia mechaniczne, niewielka strefa wpływu ciepła
PolandEnglish