在SMT領(lǐng)域的激光應(yīng)用中,主要是在PCB上進行激光打碼追溯,而不同波長的激光對PCB掩錫層的破壞性是不一致的。下面,隨特域冷水機小編一起去看看不同波長的激光對PCB掩錫層的作用效果。
目前激光打碼所使用的激光器有光纖激光器,紫外激光器,綠光激光器和CO2激光器,行業(yè)內(nèi)常用的激光器是UV激光和CO2激光,光纖激光和綠光激光相對應(yīng)用比較少。
光纖激光器
光纖脈沖激光是指用摻稀土元素(如鐿)的玻璃光纖作為增益介質(zhì)而產(chǎn)生的一種激光,具有非常豐富的發(fā)光能級,脈沖式的光纖激光波長為1064nm(與YAG相同,不同的是YAG的工作物質(zhì)為釹)(QCW、連續(xù)光纖激光的典型波長為1060-1080nm,雖然QCW也是脈沖激光,但是其脈沖產(chǎn)生機理完全不一樣,波長也不一樣),是一種近紅外激光。可以用其來標記金屬和非金屬材料,因為吸收率都較高。
該工藝是利用激光對材料產(chǎn)生的熱效應(yīng)來實現(xiàn),或者通過加熱氣化表層物質(zhì)的而露出深層不同顏色的物質(zhì),或者通過光能加熱材料表面發(fā)生的微觀的物理變化(比如有些納米級、十納米級的微孔會產(chǎn)生黑體效應(yīng),光線極少能夠反射出來,使材料呈現(xiàn)深黑色)而使其反光性能出現(xiàn)明顯變化,或者通過光能加熱時發(fā)生的某些化學反應(yīng),而顯出所需的圖形、字符、二維碼等信息。
紫外激光器
紫外激光是一種短波長激光,一般采用倍頻技術(shù),將固體激光器發(fā)出的紅外光(1064nm),轉(zhuǎn)化成355nm(三倍頻)、266nm (四倍頻)的紫外光。其光子能量很大,幾乎可以與自然界所有物質(zhì)的某些化學鍵(離子鍵、共價鍵、金屬鍵)能級相匹配,直接打斷化學鍵,使材料發(fā)生光化學反應(yīng),沒有明顯的熱效應(yīng)(原子核、內(nèi)層電子的某些能級可以吸收紫外光子,然后通過晶格振動將能量傳遞出去,產(chǎn)生熱效應(yīng),但是不明顯),屬于“冷加工”。由于沒有明顯的熱效應(yīng),紫外激光不能用于焊接,一般用于打標和精密切割。
紫外打標工藝是利用紫外光和材料發(fā)生光化學反應(yīng)而導致顏色發(fā)生改變來實現(xiàn),采用適當?shù)膮?shù)可以避免在材料表面產(chǎn)生明顯的去除效應(yīng),因而可以標記出沒有明顯觸感的圖形和字符。
雖然紫外激光對金屬和非金屬都可以進行標記,但是由于成本因素,一般用光纖激光器標記金屬材料,而用紫外激光標記表面質(zhì)量要求高、CO2難以實現(xiàn)的產(chǎn)品,和CO2形成高低搭配。
綠光激光器
綠光激光也是一種短波長激光,一般采用倍頻技術(shù),將固體激光器發(fā)出的紅外光(1064nm),轉(zhuǎn)化成532nm(二倍頻)的綠光,綠光激光是可見光,紫外激光是不可見光。綠光激光光子能量很大,其冷加工特性與紫外光極其相似,可與紫外激光形成多樣化選型。
綠光打標工藝和紫外激光一樣是利用綠光和材料發(fā)生光化學反應(yīng)而導致顏色發(fā)生改變來實現(xiàn),采用適當?shù)膮?shù)可以避免在材料表面產(chǎn)生明顯的去除效應(yīng),因而可以標記出沒有明顯觸感的圖形和字符,PCB板表面一般有一層掩錫層,通常會有很多種顏色,綠光激光與其反應(yīng)效果很好,標刻出來的圖形非常清晰細膩。
CO2激光器
CO2是一種常用的氣體激光器,具有豐富的發(fā)光能級,典型的激光波長為9.3、10.6um,是一種遠紅外激光,連續(xù)輸出功率高達數(shù)十千瓦,通常采用小功率的CO2激光器完成高分子等非金屬材料的打標工藝。一般很少用CO2激光來標記金屬,因為金屬對其吸收率非常低(可以用高功率的CO2切割和焊接金屬,由于吸收率、電光轉(zhuǎn)化率、光路和維護等因素,已經(jīng)逐步被光纖激光器所取代)。
CO2打標工藝是利用激光對材料產(chǎn)生的熱效應(yīng)來實現(xiàn),或者通過加熱氣化表層物質(zhì)的而露出深層不同顏色的物質(zhì),或者通過光能加熱材料表面發(fā)生的微觀的物理變化,而使其反光性能出現(xiàn)明顯變化,或者通過光能加熱時發(fā)生的某些化學反應(yīng),而顯出所需的圖形、字符、二維碼等信息。
CO2激光器一般用于電子元件、儀器儀表、服裝、皮革、箱包、制鞋、紐扣、眼鏡、醫(yī)藥、食品、飲料、化妝品、包裝、電工器材等采用高分子材料的領(lǐng)域。
總結(jié)
光纖激光和CO2激光均是利用激光對材料產(chǎn)生的熱效應(yīng)來實現(xiàn)打標效果的,基本上是破壞掉材料表層形成剔除效應(yīng),漏出底色,形成色差;而紫外激光和綠光激光是利用激光對材料的化學反應(yīng)而導致材料顏色發(fā)生變化,繼而不會產(chǎn)生剔除效應(yīng),形成無明顯觸感的圖形和字符。