La technologie de marquage laser constitue l’un des domaines d’application les plus importants du traitement laser. Le marquage laser est une méthode de marquage qui utilise un laser à haute densité d'énergie pour irradier localement la pièce afin de vaporiser le matériau de surface ou provoquer une réaction chimique pour changer de couleur, laissant ainsi une marque permanente. Le marquage laser peut produire une variété de caractères, symboles et motifs, etc., et la taille des caractères peut varier du millimètre au micromètre, ce qui revêt une importance particulière pour la lutte contre la contrefaçon des produits.

Principe du codage laser

Le principe de base du marquage laser est qu'un faisceau laser continu à haute énergie est généré par un générateur laser et que le laser focalisé agit sur le matériau d'impression pour faire fondre instantanément ou même vaporiser le matériau de surface. En contrôlant la trajectoire du laser sur la surface du matériau, il forme les marques graphiques requises.

Première fonctionnalité

Traitement sans contact, peut être marqué sur n'importe quelle surface de forme spéciale, la pièce ne se déformera pas et ne générera pas de contraintes internes, adapté au marquage du métal, du plastique, du verre, de la céramique, du bois, du cuir et d'autres matériaux.

Deuxième fonctionnalité

Presque toutes les pièces (telles que les pistons, les segments de piston, les soupapes, les sièges de soupape, les outils matériels, les appareils sanitaires, les composants électroniques, etc.) peuvent être marquées et les marques sont résistantes à l'usure, le processus de production est facile à réaliser en automatisation et les parties marquées ont peu de déformation.

Troisième fonctionnalité

La méthode de balayage est utilisée pour le marquage, c'est-à-dire que le faisceau laser arrive sur les deux miroirs et que le moteur de balayage contrôlé par ordinateur entraîne les miroirs en rotation le long des axes X et Y respectivement. Une fois focalisé, le faisceau laser tombe sur la pièce marquée, formant ainsi un marquage laser. tracer.

Avantages du codage laser

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Le faisceau laser extrêmement fin après la focalisation laser est comme un outil capable d'enlever point par point le matériau de surface de l'objet. Sa nature avancée est que le processus de marquage est un traitement sans contact, qui ne produit pas d'extrusion mécanique ni de contrainte mécanique, il n'endommagera donc pas l'article traité ; En raison de la petite taille du laser après la focalisation, de la petite zone affectée par la chaleur et du traitement fin, certains processus qui ne peuvent pas être réalisés par les méthodes conventionnelles peuvent être réalisés.

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L’« outil » utilisé dans le traitement laser est le point lumineux focalisé. Aucun équipement ni matériel supplémentaire n'est nécessaire. Tant que le laser peut fonctionner normalement, il peut être traité en continu pendant une longue période. La vitesse de traitement laser est rapide et le coût est faible. Le traitement laser est automatiquement contrôlé par un ordinateur et aucune intervention humaine n'est requise pendant la production.

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Le type d’informations que le laser peut marquer n’est lié qu’au contenu conçu dans l’ordinateur. Tant que le système de marquage des illustrations conçu dans l'ordinateur peut le reconnaître, la machine de marquage peut restaurer avec précision les informations de conception sur un support approprié. Par conséquent, la fonction du logiciel détermine dans une large mesure le fonctionnement du système.

Dans l'application laser du domaine SMT, la traçabilité du marquage laser est principalement effectuée sur le PCB, et le pouvoir destructeur du laser de différentes longueurs d'onde sur la couche de masquage d'étain du PCB est incohérent.

Actuellement, les lasers utilisés dans le codage laser comprennent les lasers à fibre, les lasers ultraviolets, les lasers verts et les lasers CO2. Les lasers couramment utilisés dans l’industrie sont les lasers UV et les lasers CO2. Les lasers à fibre et les lasers verts sont relativement moins utilisés.

laser à fibre optique

Le laser à impulsions à fibre fait référence à un type de laser produit en utilisant une fibre de verre dopée avec des éléments de terres rares (tels que l'ytterbium) comme milieu de gain. Il possède un niveau d’énergie lumineuse très riche. La longueur d'onde du laser à fibre pulsée est de 1064 nm (la même que celle du YAG, mais la différence est que le matériau de travail de YAG est le néodyme) (QCW, le laser à fibre continue a une longueur d'onde typique de 1060-1080 nm, bien que QCW soit également un laser pulsé, mais son impulsion le mécanisme de génération est complètement différent, et la longueur d'onde est également différente), il s'agit d'un laser proche infrarouge. Il peut être utilisé pour marquer des matériaux métalliques et non métalliques en raison de son taux d'absorption élevé.

Le processus est réalisé en utilisant l'effet thermique du laser sur le matériau, ou en chauffant et vaporisant le matériau de surface pour exposer des couches profondes de différentes couleurs, ou en chauffant les changements physiques microscopiques sur la surface du matériau (tels que certains nanomètres, dix nanomètres) Les micro-trous de qualité produiront un effet de corps noir, et la lumière peut être très peu réfléchie, ce qui rend le matériau noir foncé) et ses performances de réflexion changeront considérablement, ou à travers certaines réactions chimiques qui se produisent lorsqu'il est chauffé par l'énergie lumineuse. , il affichera les informations requises telles que des graphiques, des caractères et des codes QR.

Laser UV

Le laser ultraviolet est un laser à courte longueur d'onde. Généralement, la technologie de doublement de fréquence est utilisée pour convertir la lumière infrarouge (1064 nm) émise par le laser à semi-conducteurs en lumière ultraviolette de 355 nm (triple fréquence) et 266 nm (quadruple fréquence). Son énergie photonique est très grande, ce qui peut correspondre aux niveaux d'énergie de certaines liaisons chimiques (liaisons ioniques, liaisons covalentes, liaisons métalliques) de presque toutes les substances dans la nature, et rompre directement les liaisons chimiques, provoquant des réactions photochimiques sans évidence. effets thermiques (le noyau, certains niveaux d'énergie des électrons internes peuvent absorber des photons ultraviolets, puis transférer l'énergie à travers la vibration du réseau, entraînant un effet thermique, mais ce n'est pas évident), qui appartient au « travail à froid ». Parce qu'il n'y a pas d'effet thermique évident, le laser UV ne peut pas être utilisé pour le soudage, généralement utilisé pour le marquage et la découpe de précision.

Le processus de marquage UV est réalisé en utilisant la réaction photochimique entre la lumière UV et le matériau pour provoquer un changement de couleur. L'utilisation de paramètres appropriés peut éviter l'effet de suppression évident sur la surface du matériau et peut ainsi marquer des graphiques et des caractères sans contact évident.

Bien que les lasers UV puissent marquer à la fois les métaux et les non-métaux, en raison de facteurs de coût, les lasers à fibre sont généralement utilisés pour marquer les matériaux métalliques, tandis que les lasers UV sont utilisés pour marquer des produits qui nécessitent une qualité de surface élevée et sont difficiles à réaliser avec du CO2, formant un correspondance élevée-basse avec le CO2.

Laser vert

Le laser vert est également un laser à courte longueur d'onde. Généralement, la technologie de doublement de fréquence est utilisée pour convertir la lumière infrarouge (1064 nm) émise par le laser solide en lumière verte à 532 nm (double fréquence). Le laser vert est une lumière visible et le laser ultraviolet est une lumière invisible. . Le laser vert a une grande énergie photonique et ses caractéristiques de traitement à froid sont très similaires à celles de la lumière ultraviolette, et il peut former une variété de sélections avec le laser ultraviolet.

Le processus de marquage à la lumière verte est le même que celui du laser ultraviolet, qui utilise la réaction photochimique entre la lumière verte et le matériau pour provoquer un changement de couleur. L'utilisation de paramètres appropriés peut éviter l'effet de retrait évident sur la surface du matériau, de sorte qu'il peut marquer le motif sans contact évident. Comme pour les caractères, il y a généralement une couche de masquage en étain sur la surface du PCB, qui présente généralement de nombreuses couleurs. Le laser vert réagit bien et les graphiques marqués sont très clairs et délicats.

Laser CO2

Le CO2 est un laser à gaz couramment utilisé avec des niveaux d’énergie lumineuse abondants. La longueur d'onde laser typique est de 9,3 et 10,6 um. Il s’agit d’un laser infrarouge lointain avec une puissance de sortie continue pouvant atteindre des dizaines de kilowatts. Habituellement, un laser CO2 de faible puissance est utilisé pour compléter le processus de marquage élevé des molécules et autres matériaux non métalliques. Généralement, les lasers CO2 sont rarement utilisés pour marquer les métaux, car le taux d'absorption des métaux est très faible (le CO2 haute puissance peut être utilisé pour couper et souder les métaux. En raison du taux d'absorption, du taux de conversion électro-optique, du chemin optique et de la maintenance et d'autres facteurs, il a été progressivement utilisé par les lasers à fibre pour remplacer).

Le processus de marquage au CO2 est réalisé en utilisant l'effet thermique du laser sur le matériau, ou en chauffant et vaporisant le matériau de surface pour exposer des couches profondes de matériaux de différentes couleurs, ou en chauffant l'énergie lumineuse les changements physiques microscopiques sur la surface du matériau pour le rendre réfléchissant Des changements importants se produisent, ou certaines réactions chimiques qui se produisent lorsqu'ils sont chauffés par l'énergie lumineuse, et les graphiques, caractères, codes bidimensionnels et autres informations requis sont affichés.

Les lasers CO2 sont généralement utilisés dans les composants électroniques, les instruments, les vêtements, le cuir, les sacs, les chaussures, les boutons, les lunettes, les médicaments, les aliments, les boissons, les cosmétiques, les emballages, les équipements électriques et d'autres domaines utilisant des matériaux polymères.

Codage laser sur matériaux PCB

Résumé de l'analyse destructive

Les lasers à fibre et les lasers CO2 utilisent tous deux l'effet thermique du laser sur le matériau pour obtenir l'effet de marquage, détruisant essentiellement la surface du matériau pour former un effet de rejet, faisant fuir la couleur de fond et formant une aberration chromatique ; tandis que le laser ultraviolet et le laser vert utilisent le laser pour La réaction chimique du matériau provoque un changement de couleur du matériau, puis ne produit pas d'effet de rejet, formant des graphiques et des caractères sans contact évident.