CO?激光器應用之剝線

CO?激光器應用之剝線

激光剝線的淵源

      現代電子制造業迅猛發展，電路板集成技術雖然不斷提高，但電子設備之間的連線卻仍然無處不在。隨著電子設備精度制造和設備整體運行穩定性，可靠性要求提高，連線接頭處去除絕緣層而對導體不造成損傷顯得非常重要，基于激光系統的剝線技術正是為迎合這種需要成設計的。

       1976年，NASA(Washington, DC)公司研究人員開發了第一部激光剝線系統，他們比較了CO?激光器(10.6μm)和YAG激光器(1.06 μm)在剝線設備中的應用效果，發現CO?激光器具有明顯的優勢。在進行激光剝線過程中，激光發出的能量被絕緣材料強烈吸收，激光穿透絕緣并氣化絕緣材料直到金屬導后金屬強烈地反射CO?波長的激光，金屬對于CO?激光波長段的光就相當鏡子一樣。激光氣化絕緣層到金屬后就反射，所以不用需要任何外部控制，激光剝線也不會對金屬導體造成損傷。

 

激光剝線的原理

       激光剝線系統原理是通過聚焦鏡把激光匯聚到一點，利用激光的高能量密度把表面絕緣層直接氣化。最簡單的方法是在固定激光點通過移動或者旋轉電線實現剝線，這是縱向長距離剝線的最好方法。第二種方法是反射和匯聚激光焦點形成兩面切割。第三種方法是通過分光鏡將激光分成兩束，垂直分布在電線的兩邊同時加工，可以不用旋轉電線而完成圓周的切割，如下圖：

 

       如果僅僅是要完成電線終端剝線，簡單設計成兩個反射鏡組成的光路也可以完成不需要旋轉電線的圓周切割，如下圖：

 

        激光剝線技術不限于上述形式，比喻采用振鏡輔助剝線，可以實現很多傳統方法沒法完成的剝線形式。在激光剝線應用中，沒有那一種形式是最好的，不同的應用，應該采取不同的實現方法，激光剝線也要和其他剝線手段對比，評估剝線速度，剝線質量，可靠性，初始投資和運行費用等因素。  

 

激光剝線的優勢 

       激光加工是非接觸式的和激光束的大小可以控制得很精細，這使得可以直接用激光束完成多種剝線樣式，而一些樣式用傳統方法是不可能實現的，其中部分優勢如下：

       1.導體沒有損傷，激光不能損傷金屬，即使鍍了錫或銀，可以減少質量控制設備和允許設計者指定更小的公差和選擇更輕的電線。

       2.能夠處理99%的絕緣材料，一部設備可以處理絕大部分線纜，對于不同的線纜，不需要耗時間更換設備。

       3.最好的剝線質量，保證批量生產結果最優化，因而節約成本。

       4.可以同時處理多條電纜，提高生產效率。

       5.可以處理多種電纜尺寸，可以處理電纜半徑小到25 μm大到 25 mm。

       6.可以處理多種形式的電纜，包括處理多種電纜而不用更換設備，提高設備利用率。包括雙芯引線，同軸電纜，雙絞線，帶狀電纜，復雜的2D和3D型線等。

       7.可以控制緊密度公差范圍+/- 25 μm – 提供精密應用。

       8.可編程控制除去電線上任何位置絕緣層，這些包括圓周加縱裂，跳切，窗口切，角度切，可編程樣式切。

 

激光剝線的市場地位

        很多傳統工業仍然采用刀片的剝線方法，雖然激光剝線目前在整個剝線市場中還只占有一小塊，但是它的成長率卻大大地高于整個剝線市場的成長，傳統的刀片剝線方法隨著發展，剝線速度更快，價格更便宜，但是某些特殊行業或者質量優先重要的應用，激光剝線處于不可代替的地位。