Инженеры-прикладники IPG Photonics разработали как технику эксимерного лазера, так и твердотельного лазера для высококачественного сверления микроотверстий. Эксимер использует проекционный шаблон, в то время как твердотельный — гальванометр, обеспечивающий высокую производительность и высококачественное лазерное сверление. Здесь мы продемонстрируем примеры техник сверления микроотверстий в металлах, полимерах, стекле, керамике и оксиде алюминия.

Микросверлением получают как сквозные, так и несквозные отверстия, кроме того, оно также может потребоваться для формирования вертикальных боковых стенок или конусообразных боковых стенок, в зависимости от применения. Диаметры отверстий можно уменьшить до 2 микрон без нарушения субмикронной точности размещения. Скорость сверления составляет до 1000 отверстий в секунду.

У каждого материала есть свои особенности: от тепловой аффектации и до лазерной связи. Компания IPG предлагает большой диапазон лазеров и технологий доставки луча для оптимизации любых видов работ, где подобные устройства могут использоваться в качестве высокоскоростных и полностью автоматизированных производственных решений.

Существует повышенный интерес к лазерному изготовлению изменяемой формы и малого размера (<100 микрон) с регулируемой или нулевой конусностью, на большом разнообразии материалов, и охватывающих широкий диапазон толщин до нескольких миллиметров.

Требования к качеству и производительности продолжают ужесточаться, выдвигаются более жесткие допуски к характеристикам размеров и позиционирования. Следовательно, совершенствование технологии производства передовыми системами управления технологическими процессами и лазерные источники следует разрабатывать для удовлетворения все возрастающих потребностей промышленности.

Сверление керамики

ceramic drillingВысокоскоростные системы сверления керамики компании IPG оптимизированы для сверления микроотверстий (обычно диаметр <100 мм) в керамических материалах из оксида алюминия, нитрида алюминия и аналогичных для упаковки электронных устройств и использования в интерпозерах.

При обеспечении минимального размера отверстия вплоть до <10 микрон и максимальной скорости сверления >1000 отверстий в секунду, сверлильная головка по керамике как никогда лучше подходит для этих суб-100 мкм отверстий, которые трудно воплотить с помощью традиционных СО2-лазеров.

На рисунке показаны 20 000 отверстий, просверленных в алюминии толщиной 380 мкм.

Система: сверлильный станок для керамики

Лазеры: квазинепрерывные одномодовые волоконные лазеры, многомодовые квазинепрерывные лазеры, 10-пикосекундные импульсные лазеры

Сверление металла

metal drillingСлепые и сквозные отверстия в нержавеющей стали, латуни, молибдене и сплавах.

Кольцеобразные и непостоянные формы.

Уменьшение выходных отверстий до диаметра 5 микрон.

Здесь показаны семь 100 мм отверстий в молибдене толщиной 100 мм.

Система: многоосное сверление

Лазеры: квазинепрерывные одномодовые волоконные лазеры, многомодовые квазинепрерывные лазеры, 10-пикосекундные импульсные лазеры

Сверление термоотверждающегося пластика

kaptonМинимальные топологические размеры до 2 микрон.

Справа: сопло для напыления с квадратным коническим зенкером.

Система: аппарат для сверления/резки полимерной пленки

Лазеры: 10-пикосекундные импульсные лазеры, наносекундные импульсные лазеры с зеленым излучением, ультрафиолетовые наносекундные импульсные лазеры

Сверление термоотверждающегося пластика

thermoplastic drillingСквозные и слепые отверстия в термоотверждающемся пластике. Диаметр отверстия до 2 микрон. Обычно используется УФ обработка с большим полем обзора подачи луча для сверления множества отверстий для обеспечения высокой производительности.

Справа: решетка из отверстий диаметром 30 мкм на 1 мм сополимере акрилонитрила бутадиена и стирола.

Система: микроструйная система сверления

Лазеры: 10-пикосекундные импульсные лазеры, наносекундные импульсные лазеры с зеленым излучением, ультрафиолетовые наносекундные импульсные лазеры

Сверление зондовой платы из нитрида кремния

microhole drillingЛазерное изготовление отверстий с переменной формой и малого размера (<100 микрон), с регулируемой или нулевой конусностью, на многих разнообразных материалах. Лазерные системы микрообработки компании IPG используют запатентованную технологию подачи луча для высокоскоростного сверления, при которой создаются микроотверстия менее чем за 1 секунду в материале толщиной менее 250 мкм и менее чем за 2 секунды в нитриде кремния толщиной 380 мкм.

На рисунке показаны отверстия размером 65 x 65 мкм с боковыми стенками 10 мкм в нитриде кремния толщиной 200 мкм.

Система: система сверления зондовых плат

Лазеры: 10-пикосекундные лазеры, ультрафиолетовые наносекундные импульсные лазеры

Сверление стекла

cover5Лазеры с высокой скоростью повторения и короткой длиной волны идеальны для микросверления стекла. Эти лазеры в сочетании с претенциозным микрообрабатывающим комплексом обеспечивают правильную круглую форму отверстий, минимальную конусность, отсутствие трещин и минимальное раздробление.

На рисунке показано сверление отверстий диаметром 1 мкм в стекле.

Системы: микроструйная система сверления, двойная лазерная система R+D

Лазеры: квазинепрерывные одномодовые волоконные лазеры, многомодовые квазинепрерывные лазеры, 10-пикосекундные импульсные лазеры