Keďže dopyt po keramických substrátoch neustále rastie v oblasti polovodičových obalov, výkonovej elektroniky, modulov LED a elektronických komponentov, výrobcovia sú pod čoraz väčším tlakom na zlepšenie efektívnosti výroby bez zníženia kvality.
Spomedzi dnešných technológií laserového vŕtania sa vláknové laserové príklepové vŕtanie QCW stalo jedným z najrýchlejších riešení na výrobu mikrodier s vysokou{0}}hustotou v keramike z oxidu hlinitého. Jeho vysoký špičkový výkon, krátke trvanie impulzu a kompatibilita so systémami lietajúceho vŕtania umožňujú výnimočne vysokú priepustnosť pre sériovú výrobu.
Ale ako rýchlo je QCW laserové príklepové vŕtanie v skutočných výrobných prostrediach? Ešte dôležitejšie je, že vyššia rýchlosť vŕtania sa vždy premieta do vyššej efektivity výroby?
Tento článok skúma faktory, ktoré určujú rýchlosť vŕtania, priepustnosť a celkový výrobný výkon.
Čo je laserové príklepové vŕtanie QCW?
Laserové príklepové vŕtanie QCW vytvára diery zaostrovaním viacerých- laserových impulzov s vysokou energiou do pevnej polohy, kým materiál úplne neprenikne.
Na rozdiel od špirálového trepaningu laserový lúč nesleduje kruhovú dráhu rezu. Namiesto toho sa materiál odstraňuje vertikálne prostredníctvom opakovaných impulzov, čím sa minimalizuje pohyb skenera a skracuje sa čas obrábania.
V kombinácii s vysokorýchlostným{0}}skenovaním galvanometrom sú vláknové lasery QCW vhodné pre veľké polia identických mikrodier.
Prečo je vŕtanie QCW také rýchle?
Výnimočná rýchlosť príklepového vŕtania QCW pochádza z niekoľkých technických výhod.
Vysoký špičkový výkon
Vláknové lasery QCW poskytujú veľmi vysoký špičkový výkon v extrémne krátkych trvaní impulzov. To umožňuje odstrániť viac keramického materiálu pri každom impulze v porovnaní s mnohými kontinuálnymi -vlnami alebo laserovými zdrojmi s nižšou{2}} energiou.
Minimálny pohyb skenera
Pretože laser zostáva pri vŕtaní každého otvoru stacionárny, pohyb skenera je obmedzený hlavne na umiestnenie medzi otvormi. To výrazne skracuje čas-spracovania.
Schopnosť lietajúceho vŕtania
Moderné galvanometrové systémy môžu vykonávať vŕtanie, zatiaľ čo skenovacie zrkadlá zostávajú v nepretržitom pohybe.
Namiesto zastavenia pri každom mieste otvoru laser synchronizuje vyžarovanie impulzov s pohybom skenera, čím výrazne zlepšuje priepustnosť pre husté polia otvorov.
Optimalizované ovládanie pohybu
Pokročilý riadiaci softvér minimalizuje oneskorenia zrýchlenia a spomalenia, čím ďalej zvyšuje rýchlosť výroby počas-výroby vo veľkom meradle.
Typická rýchlosť vŕtania
Skutočná rýchlosť vŕtania závisí od niekoľkých parametrov procesu, vrátane hrúbky materiálu, priemeru otvoru, výkonu lasera a požiadaviek na kvalitu.
Typický priemyselný výkon je zhrnutý nižšie.
| Aplikácia | Typický výkon |
| Tenké substráty z oxidu hlinitého (menej alebo rovné 0,635 mm) | Výborne |
| Priemer otvoru Väčší alebo rovný 100 μm | Výborne |
| Pole veľkých otvorov | Výborne |
| Hrubé keramické substráty | Mierne |
| Ultra{0}}malé mikrootvory (<100 μm) | Mierne |
Za optimalizovaných podmienok letmého vŕtania môžu vláknové laserové systémy QCW dosiahnuť rýchlosť vŕtania až 300 otvorov za sekundu pre tenké substráty z oxidu hlinitého s relatívne veľkými priemermi otvorov.
Skutočná produktivita sa líši v závislosti od konkrétnej aplikácie a požiadaviek procesu.
Aké faktory ovplyvňujú rýchlosť vŕtania?
Dosiahnuteľnú rýchlosť vŕtania určuje niekoľko premenných.
Hrúbka materiálu
Hrúbka materiálu je jedným z najdôležitejších faktorov.
Tenké substráty vyžadujú na prenikanie menej laserových impulzov, čo má za následok kratšie cykly vŕtania.
So zvyšujúcou sa hrúbkou sú potrebné ďalšie impulzy, čím sa znižuje celková priepustnosť.
Priemer otvoru
Väčšie otvory vo všeobecnosti viac profitujú z príklepového vŕtania, pretože odstraňovanie materiálu zostáva efektívne.
Veľmi malé otvory vyžadujú prísnejšiu kontrolu rozmerov, čím sa často znižuje rýchlosť vŕtania, aby sa zachovala kvalita.
Požiadavky na kvalitu
Rýchlosť výroby je vždy spojená s kvalitou.
Aplikácie s prísnymi požiadavkami na kužeľ, vylamovanie hrán a mikro-trhliny si často vyžadujú zníženú rýchlosť spracovania alebo alternatívne metódy vŕtania.
Maximalizácia rýchlosti nie je vždy najekonomickejším riešením.
Parametre lasera
Výkon závisí aj od:
Špičkový výkon
Pulzná frekvencia
Trvanie impulzu
Kvalita lúča
Poloha zaostrenia
Pomôžte podmienkam plynu
Správna optimalizácia parametrov je nevyhnutná na dosiahnutie stabilnej-rýchlosti výroby.
Rýchlosť vs. efektívnosť výroby
Mnoho kupujúcich hodnotí laserové systémy kladením iba jednej otázky:
"Koľko dier za sekundu dokáže vyvŕtať?"
Samotná rýchlosť vŕtania však nepredstavuje celkovú efektivitu výroby.
Rýchlejší proces, ktorý generuje nadmerné odštiepenie, zúženie alebo praskanie, môže predĺžiť čas kontroly, čistenia a odmietnutia produktu.
Skutočný ukazovateľ výkonu by mal byť:
Kvalifikované diely za hodinu
Toto meranie zohľadňuje rýchlosť výroby aj výťažnosť produktu.
Pre štandardné priemyselné komponenty QCW príklepové vŕtanie často poskytuje vynikajúcu produktivitu.
V prípade elektronických aplikácií s vysokou{0}}spoľahlivosťou môže o niečo pomalší proces s vyššou výťažnosťou nakoniec produkovať prijateľnejšie diely.
Kedy je perkusné vŕtanie QCW najlepšou voľbou?
Príklepové vŕtanie QCW je vhodné najmä vtedy, keď výrobcovia požadujú:
Veľko{0}}objemová produkcia
Tenké substráty z oxidu hlinitého
Priemer otvorov nad približne 100 μm
Veľké polia rovnakých otvorov
Vynikajúca efektivita výroby
Typické aplikácie zahŕňajú:
LED keramické substráty
Všeobecné keramické PCB
Elektronické keramické komponenty
Senzorové substráty
Priemyselné keramické diely
Kedy by sa mal zvážiť iný proces?
Aj keď príklepové vŕtanie QCW ponúka výnimočnú rýchlosť, nie je ideálne pre každú aplikáciu.
Procesy, ako je špirálové trepanovanie, sú všeobecne preferované, keď:
Priemer otvoru je menší ako 100 μm
Nízky sklon je kritický
Vyžaduje sa minimálne odlamovanie hrán
Hrubé keramické substráty sú spracované
Musia byť splnené štandardy polovodičovej alebo lekárskej spoľahlivosti
Výber vhodného procesu vždy závisí od vyváženia priepustnosti a kvality.
Maximalizácia produktivity vŕtania QCW
Výrobcovia môžu ďalej zlepšiť efektivitu výroby optimalizáciou nastavenia zariadení a procesov.
Odporúčané postupy zahŕňajú:
Použitie technológie lietajúceho vŕtania pre polia otvorov
Optimalizácia dráh skenovania galvanometra
Obmedzenie zbytočných polohovacích pohybov
Prispôsobenie frekvencie impulzov hrúbke materiálu
Udržiavanie stabilného zaostrenia a asistenčných podmienok plynu
Tieto vylepšenia často poskytujú väčšie zvýšenie produktivity ako jednoduché zvýšenie výkonu lasera.
Záver
QCW laserové príklepové vŕtanieje jednou z najrýchlejších dostupných technológií laserového vŕtania pre keramické substráty z oxidu hlinitého.
Jeho vysoký špičkový výkon, minimálny pohyb skenera a kompatibilita so systémami lietajúceho vŕtania umožňujú extrémne vysokú priepustnosť pre-výrobu vo veľkom meradle. Za optimalizovaných podmienok je možné pre vhodné aplikácie dosiahnuť rýchlosť vŕtania až 300 otvorov za sekundu.
Rýchlosť vŕtania by sa však nikdy nemala hodnotiť izolovane. Najproduktívnejší výrobný proces je ten, ktorý dodáva najväčší počet kvalifikovaných dielov pri zachovaní konzistentnej kvality a nízkych prevádzkových nákladov.
Pre výrobcov spracovávajúcich tenké substráty z oxidu hlinitého a veľké polia mikro-dier zostáva laserové príklepové vŕtanie QCW vynikajúcou voľbou na maximalizáciu efektivity výroby.
Prečo si vybrať YCLASER?
YCLASER sa špecializuje na presné laserové spracovanie riešení pre pokročilú keramiku, vrátane oxidu hlinitého, nitridu hliníka, zirkónia, nitridu kremíka a karbidu kremíka.
Naše laserové vŕtacie systémy QCW sú navrhnuté tak, aby kombinovali vysokorýchlostnú{0}}výrobu so spoľahlivou kvalitou otvorov, čo výrobcom pomáha zvyšovať výkonnosť pri zachovaní vynikajúcej rozmerovej konzistencie.
Či už požadujete-veľkoobjemovú výrobu alebo prispôsobené riešenia laserového vŕtania, náš technický tím vám môže odporučiť optimálny proces na základe vášho materiálu, špecifikácií otvorov a výrobných cieľov.
Kontaktujte spoločnosť YCLASERprediskutovať vašu aplikáciu alebo požiadať o testovanie vzorky.
