알루미나 세라믹(Al2O₃)은 높은 경도, 우수한 전기 절연성, 높은-내열성으로 인해 전자 패키징, 센서, 정밀 구조 부품에 널리 사용됩니다. 그러나 전통적인 기계 가공은 치핑과 균열을 일으키는 경우가 많기 때문에 레이저 비{2}}접촉 처리는 고급 세라믹의 미세 구멍 제조에 선호되는 솔루션 중 하나입니다.
그렇다면 레이저로 알루미나 세라믹에 구멍을 얼마나 작게 뚫을 수 있습니까?
유창 레이저를 찍다YC-TC01 세라믹 레이저 가공기예를 들어, 기존의 적외선 섬유 나노초 레이저(1064nm)는 이상적인 조건에서 알루미나 세라믹에 약 50μm의 최소 구멍 직경을 달성할 수 있습니다. 그러나 이 한계는 일반적으로 약 500μm 두께의 세라믹 기판에서만 달성 가능합니다. 500μm보다 두꺼운 기판의 경우 안정적인 산업용 관통{6}}구멍 직경은 일반적으로 약 80~200μm입니다.
YC-TC01은 레이저 절단, 드릴링 및 스크라이빙 기능을 단일 플랫폼에 통합합니다. 일반적인 표준 구성은 다음과 같습니다. 레이저 출력: 150W, 펄스 폭: 50~200ns, 스폿 크기: 50μm. 이 시스템은 알루미나, 질화규소, 지르코니아 등 단단하고 부서지기 쉬운 고급 세라믹 재료용으로 설계되었습니다. 세라믹 기판의 홀을 통해 Φ50~80μm의 안정적인 대량 생산이 가능하므로 고정밀도, 유연성 및 처리 효율성이 요구되는 애플리케이션에 적합합니다.
이 기계는 소규모-배치 및 다{1}}다양한 생산 환경에서 특히 잘 작동합니다.
3mm보다 두꺼운 세라믹 판의 경우 일반적인 구멍 직경은 약 Φ200~500μm로 증가하는 반면 구멍 테이퍼는 더 눈에 띄고 출구 직경은 더 작아지는 경향이 있습니다.
UV 레이저 드릴링으로 더 높은 정밀도를 얻을 수 있나요?
UV 레이저(355nm) 가공은 냉간 제거와 "필링{1}}형" 재료 제거에 의해 지배됩니다. 열-영향 영역은 눈에 띄는 재주조층이 거의 없이 약 10~50μm로 줄어들 수 있습니다.
초점이 맞춰진 스폿 크기를 약 20μm로 줄일 수 있기 때문에 UV 레이저 시스템은 알루미나 세라믹에 보다 안정적인 작은 관통 구멍을 달성할 수 있으며{1}}열 손상, 가장자리 치핑 및 미세 균열을 크게 줄입니다.
적외선 섬유 나노초 레이저(1064nm)는 일반적으로 더 큰 점 크기와 더 강한 열 효과를 갖습니다. 동일한 드릴링 조건에서는 UV 레이저 시스템에 비해 모서리 치핑 및 균열 위험이 더 높습니다.
따라서 나노초 파이버 레이저(1064nm)는 알루미나 마이크로{1}}홀 처리 능력에서 UV 나노초 레이저보다 약간 약하지만 여전히 저렴한 비용, 높은 안정성, 손쉬운 유지 관리 등 중요한 이점을 제공합니다.
구멍 직경에 영향을 미치는 주요 요인
1. 집중된 스폿 크기(가장 직접적인 요소)
UV 레이저는 적외선 레이저(1064 nm)보다 파장이 짧기 때문에 더 작은 초점을 맞출 수 있으므로 미세{1}}구멍 드릴링에 더 적합합니다. 고정밀 검류계 시스템과 동적 초점 광학 장치를 결합하면 위치 정확도가 ±2μm에 달해 약 40μm의 구멍 직경을 안정적으로 제어할 수 있습니다.
2. 재료 두께 및 구멍 깊이
얇은 세라믹 기판(<1 mm): Easier to process small through-holes with higher yield rates
Thick ceramic substrates (>2mm): 구멍 직경은 드릴링 깊이에 따라 증가하는 경향이 있습니다.
For deep holes (>5mm), 달성 가능한 최소 직경은 일반적으로 약 100μm이며 테이퍼 제어는 점점 더 중요해지고 있습니다.
3. 처리 매개변수
단일-펄스 스폿 드릴링: 더 큰 구멍 직경; 심각한 가장자리 치핑(100μm 이상). 회전식 절단/나선형 스캐닝: 가장 작고 둥근 구멍; 최소 테이퍼(직경 50~80μm에 선호되는 방법).
힘: 출력이 지나치게 높으면 구멍 직경이 커지고 가장자리가 잘려지는 현상이 발생합니다. 지나치게 낮은 전력은 완전한 침투를 방해합니다. 출력 수준은 재료의 처리 임계값과 주의 깊게 일치해야 합니다.
스캔 속도:속도가 높을수록 구멍 직경이 작아집니다. 200~400mm/s의 속도로 고품질의-스루홀을 생성합니다-.
보조 가스: 산소는 연소 보조제 역할을 합니다. 질소는 냉각을 제공합니다. 두 가스 모두 결과적으로 구멍 직경과 가장자리 품질에 영향을 미칩니다.
4.알루미나 순도
99% 밀도의 알루미나: 가공이 더 어렵습니다. 결과적으로 구멍 직경이 커지고 균열에 대한 민감성이 높아집니다.
96% 다공성 알루미나: 상대적으로 가공이 더 쉽습니다. 더 작은-직경 구멍을 쉽게 생성할 수 있습니다.
요약 및 장비 선택 권장 사항
대량 생산 애플리케이션(비용 우선)
나노초 파이버 레이저는 0.5~2mm 세라믹 기판에 50μm 마이크로{1}}홀을 안정적으로 생산하는 데 권장되며 비용과 신뢰성의 탁월한 균형을 제공합니다.
정밀 애플리케이션(품질 우선)
UV 피코초 레이저는 특히 초박형 세라믹 기판의 경우 치핑 및 크랙을 최소화하면서 20~50μm 마이크로{2}}홀 가공에 권장됩니다.
초정밀 응용 분야(연구 및 고급-최종 제조)
펨토초 레이저 시스템은 초저온 가공 기능을 갖춘 5~10μm 마이크로-구멍을 얻을 수 있어 마이크로/나노{4}} 규모의 제조 응용 분야에 적합합니다.
YCLASER는 고정밀 레이저 장비를 전문으로 하며{0}}다양한 단단하고 부서지기 쉬운 재료에 대한 계약 처리 서비스도 제공합니다. 단단하고 부서지기 쉬운 재료의 레이저 솔루션에 관심이 있는 고객을 환영합니다. 무료 샘플 테스트를 위해 저희에게 연락하십시오 평가를 처리합니다.
