Tá an-aithne ar solúbthacht na léasar snáithín infridhearg bíogach nanacháise (ns), agus tá siad an-oiriúnach d’fhormhór na bhfeidhmchlár marcála agus greanta tionsclaíche. De ghnáth nuair a bhíonn fuinneamh na bíge níos lú ná cúpla millijoules agus mura sáraíonn an meánchumhacht 100W, bíonn sé éifeachtach maidir le minicíocht ard athrá na bíge, tonn leanúnach (CW) agus modhnú tonnfhada (QCW). Le déanaí, tosaíodh á n-úsáid i réimse micrea-líneála agus uigeacht dromchla léasair, agus fiú feidhmchláir iargúlta microcutting. Baineann baint an chuid is mó de na feidhmchláir seo le hábhar.
Maidir le húsáideoirí, is léir na buntáistí a bhaineann le léasair, amhail foinsí léasair ilchúraimí agus foirmeacha dlúth comhtháite a dhéantar aer-fhuaraithe go minic chun comhtháthú gan uaim a bhaint amach. Ar fud an domhain, ní mór do thionscail mar leictreonaic tomhaltóra, stóráil fuinnimh, agus trealamh míochaine níos mó feidhmeanna a chur le méideanna níos lú agus níos lú agus le pacáistiú ard-dlúis. Dá bhrí sin, tá gá le teicneolaíocht déantúsaíochta níos éifeachtaí chun cuidiú leis na táirgí seo a bheith ina réaltacht. Díreoidh an t-alt seo ar theicneolaíocht táthú léasair. Dá bhrí sin, is féidir leis an teicneolaíocht táirgthe seo arna réadú ag léasair tionsclaíocha (snáithín infridhearg nanashoicind) an cumas ard in-atrialltachta, cruinnis agus táirgeachta a sholáthar, chomh maith le costas íseal, ionas gur féidir léi freastal ar riachtanais an mhargaidh.
De réir réimsí feidhmchláir éagsúla, tá buntáistí difriúla ag cineálacha éagsúla léasair, lena n-áirítear léasair bíogacha YAG, léasair diosca, léasair snáithín (CW agus QCW), agus fiú léasair dé-óid. Go dtí seo, níor úsáideadh léasair bíogacha nanosecond ach i roinnt feidhmchlár ceannródaíoch, ach tá an scéal ag athrú, agus le déanaí cuireadh tús le léasair snáithín nanashoicind a chur i bhfeidhm ar naisc ábhartha.
Is é SPI an ceannródaí maidir le máistir-aimplitheoir cumhachta oscillator rialaithe (MOPA) a thabhairt isteach i léasair snáithín nanashoicind, agus cruthaíodh gur uirlis an-ilúsáideach é seo freisin toisc gur féidir leis an buille a rialú agus a choigeartú de réir riachtanais an fheidhmchláir. paraiméadar. Baintear é seo amach go príomha trí fhad na bíge agus minicíocht na bíge a athrú. Is féidir iad a aistriú freisin idir modhanna tonn bíogacha agus leanúnacha, ar gné an-tábhachtach í freisin mar gheall ar a bheith ar fáil i raon foinsí solais a bhfuil cáilíochtaí difriúla bhíoma acu, ionas gur féidir uirlisí éagsúla a sholáthar de réir an taisc reatha. Sa raon meánchumhachta agus buaicchumhachta, is féidir an léasair seo a mhodhnú sa raon milleasoicind le go mbeidh sé oiriúnach d’iarratais a éilíonn bíoga milleasoicind a bhfuil meánchumhacht íseal acu.
Táthú plaisteach
Glac táthú plaisteach mar shampla. I roinnt feidhmchlár a dteastaíonn cruinneas ard uathu, amhail feistí micreaflideacha, bainfidh úsáid léasair snáithín níos mó buntáistí ná foinsí léasair eile. Uaireanta beidh tionchar ag dáileadh fuinnimh an spota. Mar shampla, i bhfeiste leighis chasta, tá polaiméir trédhearcach táthaithe le polaiméir dubh, agus tá léasar léasair 40W socraithe go mód CW (Fíor 1)." Ligeann sé dom méid an spota, dáileadh fuinnimh agus doimhneacht an réimse a rialú de réir mar is gá. Quot GG; dúirt Joe Lovotti, stiúrthóir na teicneolaíochta léasair ag Okay Industries (An Bhreatain Nua, Connecticut).
Fíor 1: Táthú plaisteach steallairí inslin le léasar 40W HS-H.
Táthú sreinge
Maidir le táthú miotail, tá feidhmchláir micrea-cheangail i dtionscal na bhfeistí leighis ag éirí níos coitianta, rud atá ina dhúshlán fiú do na hinnealtóirí feidhmchláir is fearr. Níl sa sampla seo ach nasc sreanga tanaí miotail, agus baineadh úsáid fhorleathan as léasair snáithín CW sa réimse seo. De réir mar a éiríonn an sreang miotail níos tanaí, áfach, bíonn sé níos deacra na fadhbanna a bhaineann le hionchur teasa a bhaint amach. Nuair a táthú 50μbeidh toradh maith ar shreang coiled le trastomhas m, ag baint úsáide as léasair 20W, M2< 1.6="" chun="" fócas="" tiubhaithe="" a="" bhaint="" amach.="" is="" é="" an="" dúshlán="" buaicchumhacht="" na="" bíge="" a="" shochtadh="" tríd="" an="" léasar="" a="" oibriú="" ag="" ráta="" athrá="" níos="" airde,="" ag="" cruthú="" níos="" mó="" bíoga="">< 0.1mj="" agus="" modhnú="" tonn="" gar-leanúnach="" (qcw)="" le="" minicíocht="" níos="" mó="" ná="" 250khz,="" atá="" sa="" chluiche="" ceannais="" is="" é="" an="" anailís="" ná="" sreangán="" bíoga="" gearr="" a="">
Caithfidh roinnt feidhmchlár clúdach seachtrach nó braid a nascadh le sreang (Fíor 2). Fuaireamar amach sa chás seo, gur féidir le buille le dáileadh fuinnimh níos leithne fliuchtacht níos fearr a bhaint amach idir an dá chomhpháirt. Sa sampla seo, tá spota níos mó agus fuinneamh cuisle beagán níos airde (níos mó ná 1.25mJ) ag an léasar 40W, M2=3 a úsáidtear, rud a d'fhéadfadh cabhrú leis an mbearna a dhúnadh.
Fíor 2: Ag baint úsáide as 250 kHz, 2Léasair 0W EP-Z chun sreanga miotail trastomhas 50μm (a agus b) a tháthú,
Úsáidtear léasair 20W EP-Z chun an teirmeachúpla (c) a tháthú, agus úsáidtear léasair 40WHS-H chun an braid a tháthú and sreang (d).
Ar an láimh eile, má úsáidtear léasair aonmhód le 20W agus M2< 1.3="" is="" féidir="" cruinneas="" an-ard="" a="" bhaint="" amach.="" sampla="" is="" ea="" táthú="" sreanga="" miotail="" mín="" neamhionanna="" le="" trastomhas="">μm agus iad a tháthú go rathúil chun teirmeachúpla a dhéanamh. Chun an éifeacht inmhianaithe a bhaint amach san fheidhmchlár seo, tá córais roghnaithe jig agus fís chomh tábhachtach le léasair.
Iarratas sádrála stáin
Maidir le sádráil stáin, úsáidtear léasair CW nó dé-óid dhíreacha de ghnáth, ach in iarratais ina bhfuil ionchur teasa ríthábhachtach, is féidir léasair bíogacha a mheas. Trí phulsanna fada a úsáid ag rátaí arda athrá, is féidir éifeachtúlacht úsáide fuinnimh a fheabhsú agus an riosca damáiste teirmeach a laghdú. Trí úsáid a bhaint as an gcóras tarchurtha scanadh bhíoma, is féidir an fuinneamh léasair a thaisceadh ar limistéar sprice níos mó, ionas nach leáfaidh an greamaigh solder óir / stáin sa sampla seo ach ag an áit teagmhála (Fíor 3).
Fíor 3: Sádráil le léasair 500 kHz, 40W HS-H.
Táthú miotail agus siúntáil
Ní mór paraiméadair chuisle agus socruithe próisis a choigeartú go cúramach chun léasair bíogacha nanacháise a úsáid chun miotail a tháthú, chun nasc maith a bhaint amach i ndáiríre. Tar éis an tsaoil, úsáidtear na cineálacha bíoga seo go príomha chun ábhar a bhaint, ní leá agus athdhlúthú. Is féidir leis an mbrú a bharrfheabhsú an bhuaic-chumhacht uasta agus fuinneamh na bíge a fháil, ach is féidir na tréithe seo a mhodhnú trí iad a úsáid ag minicíochtaí níos airde. Laghdaíonn sé seo an bhuaicchumhacht agus déanann sé an t-aschur níos gaire do chuisle strobe QCW agus an meánchumhacht á choinneáil aige.
Ag an minicíocht níos airde seo, athraíonn éifeacht na bíge ar an ábhar ó ablation go níos gaire do leá. Tá an éifeacht iontach. Sa sampla thíos, is féidir linn léasair 70W a úsáid chun dromchla a chur ar fháinne le trastomhas 6mm ar phláta tanaí cruach dhosmálta. Ag baint úsáide as buille 250ns, 1mJ ag 70kHz, tá an toradh thar a bheith garbh agus an-ocsaídithe. Coinnigh na paraiméadair go léir gan athrú, ach minicíocht na bíge a mhéadú, is féidir feabhas suntasach a fheiceáil. Trí an mhinicíocht a dhúbailt go 140 kHz agus an fuinneamh cuisle a laghdú go 0.5mJ, is féidir a fheiceáil go bhfeabhsaítear an garbh agus an ocsaídiú go mór. Trí mhinicíocht a mhéadú go 500kHz agus fuinneamh na bíge a laghdú go dtí faoi bhun 0.15mJ, níos gile Ní gá fiú gás sciath a bheith ag an seam táthúcháin. Trí úsáid a bhaint as an teicníc seo, is féidir 250 a bhaint amachμtáthú lap m (Fíor 4).
Fíor 4: Táthú forleagain ar an gclár réadaithe ag bíoga 250ns ag minicíochtaí difriúla.
Trí theicneolaíocht wobbling a úsáid chun an táthú a leathnú agus treá an weld (a théann i bhfeidhm ar an luas táthúcháin) a fheabhsú, is féidir an cruth táthú a fheabhsú tuilleadh.
Rinneadh tástáil ar tháthú idir cruach dhosmálta agus cruach dhosmálta, agus sháraigh neart lomadh dhá tháthú 1mm i dtáthú lap 0.5mm iomlán 224 punt. I dtástáil craiceann 180 céim a rinneadh ar tháthú líneach 5 mm ar fhad agus 1 mm ar leithead, fuarthas 241 punt ar an gcomhpháirt (Fíor 5).
Fíor 5: An táthú cruach dhosmálta (a) agus a íomhá craiceann (b) íomhá mhicreascópach arna tháirgeadh ag léasair 70W EP-Z.
Go deimhin, is féidir an teicneolaíocht seo a chur i bhfeidhm ar mhiotail éagsúla eile, mar shampla cruach, alúmanam, agus fiú copar. Nuair a úsáidtear an teicneolaíocht seo chun ábhair an-fhrithchaiteacha a nascadh, is gá an buille a choigeartú chun go leor fuinnimh bíge a sholáthar chun an t-ábhar a chúpláil. Is féidir spot-táthú ar aon mhéid a bhaint amach trí theicneolaíocht bíseach a úsáid. Mar shampla, is féidir léasair 70W EP-Z a úsáid chun trí phointe táthúcháin 1mm a chruthú chun dhá 150 a nascadhμm scragall copair tiubh. Ansin, is é an chéad dúshlán eile miotail éagsúla a nascadh.
Táthú miotail neamhionanna
Is é an ceann is coitianta in iarratais leictreonacha agus ceallraí ná scragall copair tanaí a nascadh le alúmanam. D’fhonn an dúshlán seo a chomhlíonadh, tá foireann iarratais SPI' s infheistithe i ndian-thaighde. D’fhógair siad dul chun cinn go gasta, agus nuair a fiafraíodh díobh cé chomh láidir agus a bhí an weld, thaispeáin siad pictiúr den weld faoi ualach statach 12 phunt (Fíor 6).
Fíor 6: Spota táthú copair-alúmanaim (a) agus a thorthaí tástála teanntachta (b), agus an pictiúr (c) faoi ualach statach 12 phunt.
Déanta na fírinne, léirigh tástáil a rinneadh le déanaí ar thástáil teanntachta gur theip ar an nasc copair-alúmanaim faoi fhórsa lomadh 26 punt i dtástáil craiceann 90 céim, agus gur ghnóthaigh sé 6 phunt. Tá an weld slán.
Is féidir táthú níos dúshlánaí d’ábhair neamhionanna a úsáid in iarratais tráchtála iarbhír (Fíor 7)." Trí úsáid a bhaint as léasar bíogach amháin-mhodh 20W nanosecond, is féidir linn an t-ionchur teasa agus an geoiméadracht táthú a rialú go maith, go háirithe in iarratais micrea-táthú an-dúshlánach, mar scragall cruach dhosmálta 0.1mm agus Ceangal scragall tíotáiniam 0.25mm.” a dúirt an Dr Geoff Shannon as Amada Miyachi (Monrovia, California).
Fíor 7: Táthú cruach dhosmálta agus scragall tíotáiniam le léasar 20W HS-S.
Féadann tabhairt isteach uirlis ilchuspóireach den chineál seo an líne táirgeachta a shimpliú, agus mar sin forbraíodh í go tapa i dtionscail mar mhonarú trealaimh leighis." Is uirlis réabhlóideach iad na léasair shnáithíneacha seo ar féidir leo bíoga nanacháise a úsáid chun gearrtha, eitseáil agus meilt, agus is féidir leo bíoga ilmhilliúnú a úsáid chun táthú. Is féidir na próisis seo go léir a chríochnú leis an léasar céanna sa ghníomhaíocht táirgthe chéanna. Quot GG; Dúirt Mark Brodsky as Laser Mark' s (San Jose, California).
Achoimre
Tugann an t-alt seo isteach feidhmchláir éagsúla ó cheangal plaisteach agus sádráil go táthú leathán miotail agus táthú sreinge. Sna feidhmchláir seo, is rogha eile den scoth é léasair snáithín bíogacha nanosecond a úsáid seachas YAG bíge millisecond traidisiúnta agus foinsí léasair modhnaithe CW. réiteach. Cruthaíonn dea-fheidhmíocht na léasair seo i ndéantúsaíocht ilphróisis a n-solúbthacht.