激光打標是激光加工中應用最廣泛的領域之一。激光打標是利用高能量密度的激光對工件進行局部照射,使工件表面的物質蒸發(fā)或發(fā)生化學反應,從而留下痕跡,為永久性標記。
自動PCB激光打標機是用激光在PCB表面雕刻一維碼、二維碼、字符、符號或圖形的專業(yè)激光加工設備。它是一個全自動激光打標系統(tǒng),由激光打標系統(tǒng)、XY精密運動平臺、CCD定位和讀數(shù)系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)可完成自動送料、精確定位、激光打標、檢測讀數(shù)、自動出料等功能。,對產(chǎn)品防偽具有特殊意義。
激光編碼原理
基本上是利用激光發(fā)生器產(chǎn)生高能連續(xù)激光束,使打印材料的聚焦激光作用在打印材料上,表面材料瞬間熔化氣化,控制激光在材料表面的路徑,形成必要的標記。
特點1:
非接觸式加工,可在任何異形表面打標,工件不變形、無內(nèi)應力,適用于金屬、塑料、玻璃、陶瓷、木材、皮革等。
特點二:
幾乎所有零件的打標,如活塞、活塞環(huán)、閥門、閥座、五金工具、潔具、電子元件等。),且標記耐磨,生產(chǎn)工藝容易實現(xiàn),標記部位變形小。
三個特點:
采用掃描方式打標,即將激光束置于雙面鏡中,由計算機控制掃描電機分別轉動X.Y軸。激光束聚焦后,落在打標工件上,形成激光打標標記。
激光編碼的優(yōu)勢
1.激光聚焦后的超細激光束可以像刀具一樣逐點去除。它的先進性在于打標是非接觸式過程,不會產(chǎn)生機械擠壓或應力。由于激光聚焦后工件尺寸小,熱影響范圍小,加工精度高,傳統(tǒng)方法無法實現(xiàn)。
2.激光加工用的“切割器”就是聚焦光斑,不添加其他設備和材料。只要激光器能正常工作,就可以長時間連續(xù)加工。高速低成本激光加工:電腦自動控制激光加工,生產(chǎn)過程無人干預。
3.激光標記的信息只與電腦中設計的內(nèi)容有關。只要打標系統(tǒng)中設計的圖形識別系統(tǒng)能夠識別,打標機就能準確地將設計信息還原到合適的載體上。所以軟件的功能在很大程度上決定了系統(tǒng)的功能。
對于SMT領域的激光應用,主要是在PCB上打碼和跟蹤,但不同波長的激光對PCB掩膜的破壞性并不一致。
目前用于激光編碼的激光器主要有光纖激光器、紫外激光器、綠光激光器和CO2激光器。工業(yè)上常用的激光器有紫外激光器和CO2激光器,但在光纖激光器和綠光激光器中的應用相對較少。
纖維激光器
提出了一種具有豐富光能級的光纖脈沖激光器。脈沖光纖激光的波長為1064nm(與YAG相同,但YAG作用于釹)(QCW光纖激光的典型波長為1060-1080nm,QCW也是脈沖激光,但其脈沖產(chǎn)生機理完全不同,波長不同),屬于近紅外激光。由于其高吸收性,可用于金屬和非金屬材料的表面標記。
方法是利用激光對材料的熱效應,或通過加熱使材料表面變黑,使材料露出深淺不同的顏色,或使材料表面發(fā)生微觀物理變化(如一些納米級的微孔會產(chǎn)生黑體效應,光很少被反射,使材料呈現(xiàn)暗黑色),使其反射性能發(fā)生明顯變化,或在光能受熱時發(fā)生一些化學反應。并顯示所需的圖形、字符、二維碼等信息。
紫外線激光器
紫外激光器是一種短波長激光器,通常采用倍頻技術將固體激光器發(fā)出的紅外(1064nm)轉換成355nm(三倍頻)紫外光。它的光子能量巨大,可以匹配幾乎所有天然物質的化學鍵(離子鍵、共價鍵、金屬鍵),直接打斷化學鍵,材料發(fā)生光化學反應,沒有明顯熱效應(原子核內(nèi)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轉移出去。有熱效應,但不明顯),屬于“冷加工”。沒有明顯的熱效應,紫外激光不能焊接,一般用于打標和精密切割。
UV打標是紫外線與物質發(fā)生光化學反應引起顏色變化的過程。使用合適的參數(shù)可以避免對材料表面產(chǎn)生明顯的去除效應,從而標記出無明顯觸感的圖形和文字。
雖然紫外激光可以標記金屬和非金屬,但由于成本因素,通常使用光纖激光標記金屬材料,而紫外激光標記表面質量高的產(chǎn)品,這是用CO2難以達到的,與CO2形成高低搭配。
綠色激光器
綠光激光也是一種短波激光。一般采用倍頻技術將固體激光器發(fā)出的紅外(1064nm)轉換成532nm(倍頻)綠光,這種綠光是可見光,紫外激光是不可見光。綠光激光的光子能量很高,其冷工作特性與紫外光非常相似,可以與紫外光形成多種選擇。
與紫外激光一樣,綠色標記技術也是一種利用綠光與材料發(fā)生光化學反應引起顏色變化的方法。使用合適的參數(shù)可以避免對材料表面產(chǎn)生明顯的去除效果。所以可以在沒有明顯觸感的情況下標記圖形和文字,而PCB的表面通常有一層錫掩膜層,通常有很多顏色。綠色激光對它的反應很好,標出來的圖形非常清晰細膩。
二氧化碳激光器
CO2是一種常用的氣體激光器,具有豐富的光能級。典型的激光波長為9.3.10.6um,是遠紅外激光,連續(xù)輸出功率幾十千瓦。通常采用低功率CO2激光來完成聚合物等非金屬材料的雕刻技術。通常情況下,CO2激光由于吸收率非常低(金屬可以被高能CO2切割焊接,由于吸收率、光電轉換率、光路、維護等因素,逐漸被光纖激光取代),很少用于金屬的打標。
CO2打標是利用激光對材料的熱效應,或在汽化表面暴露出不同的深色物質,或在光能加熱下材料表面微觀物理性質發(fā)生變化,導致其反射性質發(fā)生明顯變化,或在光能加熱時發(fā)生化學反應。并顯示所需的圖形、字符、二維碼等信息。
CO2激光一般用于電子元器件、儀器儀表、服裝、皮革、箱包、鞋子、紐扣、眼鏡、醫(yī)藥、食品、飲料、化妝品、包裝、電器設備等高分子材料領域。