لیزر در صنعت الکترونیک

فناوری لیزر یکی از مهم‌ترین روش‌های تولید در صنعت الکترونیک است و نقش اساسی در فرآیند ساخت مدارهای الکترونیکی ایفا می‌کند. به کمک این فناوری، عملیات جوشکاری، برش، سوراخ‌کاری و حکاکی یا نشانه‌گذاری قطعات مختلف و محصولات نهایی با کیفیت بالا و راندمان تولید مطلوب انجام می‌شود.

صنعت الکترونیک تنها به آلیاژهای مس و آهن محدود نمی‌شود، بلکه مواد کامپوزیتی و انواع پلاستیک‌ها نیز بخش مهمی از این صنعت را تشکیل می‌دهند. تولید انبوه در این حوزه مستلزم فرآیندهایی با سرعت بالا، دقت زیاد و قابلیت اطمینان بالا است؛ ویژگی‌هایی که فناوری لیزر به‌خوبی آن‌ها را فراهم می‌کند. عملکرد بدون تماس، دقت فوق‌العاده و تکرارپذیری بالا از مهم‌ترین مزایای ماشین‌کاری لیزری هستند که آن را به ابزاری ایده‌آل برای تولید قطعات الکترونیکی تبدیل کرده و برتری قابل‌توجهی نسبت به روش‌های سنتی ساخت و تولید به آن بخشیده‌اند.

در این مطلب قصد داریم به بررسی کاربرد برش لیزر در تولید قطعات الکترونیکی بپردازیم و مهم‌ترین مزایا، ویژگی‌ها و کاربردهای این فناوری را در صنعت الکترونیک بررسی کنیم. دقت بالا، سرعت مناسب و امکان ایجاد برش‌های ظریف و پیچیده، لیزر را به یکی از روش‌های کاربردی در فرآیند تولید و ساخت قطعات الکترونیکی تبدیل کرده است.

اگر می‌خواهید با کاربردهای برش لیزری در صنعت الکترونیک و قابلیت‌های این فناوری بیشتر آشنا شوید، تا پایان این مطلب همراه ما باشید.

انواع ماشین‌کاری:
برداشت ماده، برش، جوشکاری، سوراخ‌کاری، حکاکی و نشانه‌گذاری

مواد قابل ماشین‌کاری:
آلیاژهای مس، آلیاژهای آهن، مواد کامپوزیتی، پلاستیک‌ها

مزایای لیزر در صنعت الکترونیک

برداشت ماده  (Ablation)

فناوری میکروماشین‌کاری لیزری با استفاده از فرآیند برداشت ماده (Ablation)، امکان حذف دقیق، کنترل‌شده و موضعی لایه‌های مختلف از سطح قطعات الکترونیکی را فراهم می‌کند. در این فرآیند، پرتو لیزر با هدایت سیستم اسکنر روی سطح قطعه حرکت کرده و لایه‌های پلاستیکی، پوشش‌های محافظ و مواد عایق را بدون تماس مکانیکی و با دقت بالا از مسیرهای موردنظر حذف می‌کند.

با تنظیم دقیق توان، فرکانس، عرض پالس و سرعت اسکن لیزر می‌توان میزان برداشت ماده را کنترل کرده و لایه زیرین، مانند مسیرهای هادی و مسی، را با حداقل اثر حرارتی حفظ کرد. این ویژگی، لیزر را به گزینه‌ای مناسب برای برداشت عایق از روی مسیرهای الکتریکی، آماده‌سازی سطوح برای اتصال و لحیم‌کاری و پردازش دقیق بردهای الکترونیکی تبدیل کرده است.

همچنین، سرعت بالای اسکن و دقت موقعیت‌یابی پرتو امکان پردازش الگوهای پیچیده و ماشین‌کاری چندین قطعه در یک سیکل کاری را فراهم می‌کند و در نتیجه، علاوه بر افزایش دقت و تکرارپذیری فرآیند، به افزایش بهره‌وری خطوط تولید الکترونیک کمک می‌کند.

کاربردها

برش  (Cutting)

برش لیزری یکی از فرآیندهای مهم در تولید قطعات الکترونیکی به شمار می‌رود. به زبان ساده، برش لیزری در صنعت الکترونیک یک فرآیند دقیق و قابل‌کنترل است که در آن پرتو لیزر برای برش، جداسازی و ایجاد ساختارهای موردنیاز روی مواد مختلف به کار گرفته می‌شود. این فناوری با بهره‌گیری از دقت و حساسیت بالا، امکان تولید قطعات و اجزای الکترونیکی با ابعاد دقیق، هندسه‌های پیچیده و کیفیت یکنواخت را فراهم می‌کند.

برش با پرتو لیزر مزایای متعددی را برای صنعت الکترونیک به همراه دارد. این فناوری امکان برش تقریباً هر نوع ماده را بدون نگرانی از فرسودگی ابزار فراهم می‌کند. انعطاف‌پذیری بالای هدایت پرتو لیزر باعث می‌شود حتی برش اشکال پیچیده نیز با دقت و سرعت بالا انجام شود. علاوه بر این، استفاده از هدهای اسکنر زمان لازم برای جابه‌جایی و موقعیت‌یابی پرتو را به حداقل می‌رساند و امکان ماشین‌کاری قطعات را به‌صورت مستقیم در خطوط تولید فراهم می‌کند.

کاربردها

جوشکاری (Welding)

در صنعت الکترونیک، جوشکاری لیزری برای ایجاد جوش‌های نقطه‌ای و خطی به کار می‌رود. دقت و تکرارپذیری بالای این فرآیند امکان اتصال دائمی حتی کوچک‌ترین قطعات، از جمله بخش‌های بدنه و سلول‌های باتری، را فراهم می‌کند. سرعت بالای انجام جوشکاری باعث می‌شود میزان حرارت منتقل‌شده به قطعه بسیار کم باشد؛ موضوعی که برای قطعات حساس الکترونیکی اهمیت زیادی دارد.

کاربردها

سوراخ‌کاری (Drilling)

بردهای مدار چاپی (PCB) از ترکیب چندین ماده شامل هادی‌های الکتریکی، لایه‌های دی‌الکتریک (عایق) و یک هسته برای ایجاد استحکام مکانیکی ساخته می‌شوند. تنوع این مواد باعث می‌شود روش‌های سنتی سوراخ‌کاری در برخی موارد موجب ترک‌خوردگی، خردشدگی یا آسیب به برد شوند.

فناوری لیزر به دلیل فرآیند بدون تماس، دقت بسیار بالا و اعمال حداقل تنش مکانیکی، امکان ایجاد سوراخ‌ها را بدون ایجاد آسیب یا نقص در برد فراهم می‌کند. با استفاده از سوراخ‌کاری لیزری می‌توان سوراخ‌های نصب برد در محفظه و همچنین ویاها (Via) یا کانال‌هایی را ایجاد کرد که ارتباط الکتریکی بین لایه‌های مختلف مدار را برقرار می‌کنند.

کاربردها

حکاکی و نشانه‌گذاری (Marking)

نشانه‌گذاری بردهای مدار چاپی، ویفرهای سیلیکونی، صفحه‌کلیدهای عددی و همچنین حکاکی روی محفظه‌های تجهیزات الکترونیکی، تنها بخشی از کاربردهای فناوری لیزر در صنعت الکترونیک است.

در مقایسه با روش‌های سنتی، لیزر امکان ایجاد کدها، شناسه‌ها، بارکدها و علائم را حتی روی سطوح بسیار کوچک، در ابعادی تا ۱ × ۱ میلی‌متر، با دقت و کیفیت بالا فراهم می‌کند. از آنجا که این فرآیند بدون تماس بوده و تنش مکانیکی یا حرارتی ناچیزی به قطعه وارد می‌کند، برای قطعات حساس الکترونیکی کاملاً مناسب است. همچنین، سرعت بالای فرآیند امکان نشانه‌گذاری هم‌زمان تعداد زیادی قطعه را فراهم می‌سازد.

کاربردها

دستگاه مناسب

صنعت الکترونیک به دلیل حساسیت بالای قطعات و نیاز به دقت میکرونی، به دستگاه‌های لیزری با کیفیت پرتو بالا، کنترل دقیق انرژی و حداقل اثر حرارتی نیاز دارد. بسته به نوع کاربرد، از دستگاه‌های مختلفی مانند لیزر فایبر، لیزر فایبر موپا و لیزر UV استفاده می‌شود.

دستگاه لیزر فایبر

دستگاه لیزر فایبر یکی از پرکاربردترین تجهیزات در صنعت الکترونیک است و برای حکاکی، مارکینگ و برش نازک فلزات مانند استیل، آلومینیوم، مس و برنج مورد استفاده قرار می‌گیرد. کیفیت پرتو بالا، سرعت زیاد و هزینه نگهداری پایین، این دستگاه را به گزینه‌ای ایده‌آل برای حکاکی شماره سریال، QR Code، Data Matrix، لوگو و اطلاعات فنی روی قطعات الکترونیکی تبدیل کرده است.

بیشتر بدانید: دستگاه لیزر فایبر مارکینگ

دستگاه لیزر فایبر موپا

لیزر فایبر موپا علاوه بر مزایای لیزر فایبر، امکان تنظیم مستقل عرض پالس و فرکانس را نیز فراهم می‌کند. این ویژگی باعث می‌شود بتوان با حداقل آسیب حرارتی روی قطعات حساس کار کرد و حتی روی فلزات مختلف حکاکی رنگی انجام داد.

در صنعت الکترونیک، این دستگاه برای قطعاتی که نیاز به دقت بسیار بالا و کنترل کامل انرژی لیزر دارند، انتخابی ایده‌آل است.

بیشتر بدانید: دستگاه لیزر فایبر مارکینگ موپا

دستگاه لیزر UV

لیزر UV با طول موج ۳۵۵ نانومتر و فرآیند Cold Marking، بهترین گزینه برای ماشین‌کاری مواد حساس به حرارت است. این دستگاه بدون ایجاد سوختگی، تغییر شکل یا آسیب حرارتی، امکان حکاکی و برش بسیار دقیق را روی انواع مواد فلزی و غیرفلزی فراهم می‌کند.

به همین دلیل، لیزر UV یکی از مهم‌ترین تجهیزات مورد استفاده در تولید بردهای الکترونیکی، تراشه‌ها و قطعات مینیاتوری محسوب می‌شود.