Công nghệ đánh dấu bằng laser là một trong những lĩnh vực ứng dụng lớn nhất của xử lý laser. Đánh dấu bằng laser là phương pháp đánh dấu sử dụng tia laser mật độ năng lượng cao để chiếu xạ cục bộ phôi để làm bay hơi vật liệu bề mặt hoặc gây ra phản ứng hóa học làm thay đổi màu sắc, do đó để lại dấu vết vĩnh viễn. Đánh dấu bằng laser có thể tạo ra nhiều ký tự, ký hiệu và mẫu khác nhau, v.v. và kích thước của ký tự có thể từ milimet đến micromet, điều này có ý nghĩa đặc biệt trong việc chống hàng giả của sản phẩm.

Nguyên lý mã hóa laser

Nguyên lý cơ bản của việc đánh dấu bằng laser là chùm tia laser liên tục năng lượng cao được tạo ra bởi máy phát laser và tia laser tập trung tác động lên vật liệu in để làm tan chảy ngay lập tức hoặc thậm chí làm bay hơi vật liệu bề mặt. Bằng cách kiểm soát đường đi của tia laser trên bề mặt vật liệu, nó tạo thành các dấu đồ họa cần thiết.

Tính năng một

Xử lý không tiếp xúc, có thể được đánh dấu trên bất kỳ bề mặt có hình dạng đặc biệt nào, phôi sẽ không bị biến dạng và tạo ra ứng suất bên trong, thích hợp để đánh dấu kim loại, nhựa, thủy tinh, gốm, gỗ, da và các vật liệu khác.

Tính năng hai

Hầu hết tất cả các bộ phận (như piston, vòng piston, van, ghế van, dụng cụ phần cứng, thiết bị vệ sinh, linh kiện điện tử, v.v.) đều có thể được đánh dấu và các dấu hiệu có khả năng chống mài mòn, quy trình sản xuất dễ dàng thực hiện tự động hóa và các bộ phận được đánh dấu có ít biến dạng.

Tính năng ba

Phương pháp quét được sử dụng để đánh dấu, nghĩa là chùm tia laser chiếu tới hai gương và động cơ quét được điều khiển bằng máy tính sẽ điều khiển các gương quay dọc theo trục X và Y tương ứng. Sau khi chùm tia laze được hội tụ, nó rơi vào phôi được đánh dấu, từ đó tạo thành vết laze. dấu vết.

Ưu điểm của mã hóa laser

01

Chùm tia laser cực mỏng sau khi lấy nét bằng laser giống như một công cụ, có thể loại bỏ từng điểm một vật liệu bề mặt của vật thể. Bản chất tiên tiến của nó là quy trình đánh dấu là xử lý không tiếp xúc, không tạo ra hiện tượng đùn cơ học hoặc ứng suất cơ học nên sẽ không làm hỏng sản phẩm đã qua xử lý; Do kích thước nhỏ của tia laser sau khi lấy nét, diện tích chịu ảnh hưởng nhiệt nhỏ và quá trình xử lý tinh xảo nên một số quy trình không thể đạt được bằng các phương pháp thông thường có thể được hoàn thành.

02

“Công cụ” được sử dụng trong xử lý laser là điểm sáng tập trung. Không cần thêm thiết bị và vật liệu. Chỉ cần tia laser có thể hoạt động bình thường thì có thể xử lý liên tục trong thời gian dài. Tốc độ xử lý laser nhanh và chi phí thấp. Quá trình xử lý bằng laser được điều khiển tự động bởi máy tính và không cần sự can thiệp của con người trong quá trình sản xuất.

03

Những loại thông tin mà tia laser có thể đánh dấu chỉ liên quan đến nội dung được thiết kế trong máy tính. Miễn là hệ thống đánh dấu tác phẩm nghệ thuật được thiết kế trong máy tính có thể nhận ra nó, thì máy đánh dấu có thể khôi phục chính xác thông tin thiết kế trên vật mang phù hợp. Vì vậy, chức năng của phần mềm thực sự quyết định chức năng của hệ thống ở mức độ lớn.

Trong ứng dụng laser của trường SMT, việc truy xuất nguồn gốc đánh dấu bằng laser chủ yếu được thực hiện trên PCB và khả năng phá hủy của tia laser có bước sóng khác nhau đối với lớp mặt nạ thiếc PCB là không nhất quán.

Hiện nay, các loại laser được sử dụng trong mã hóa laser bao gồm laser sợi quang, laser cực tím, laser xanh và laser CO2. Các loại laser thường được sử dụng trong công nghiệp là laser UV và laser CO2. Laser sợi quang và laser xanh tương đối ít được sử dụng.

laser sợi quang

Laser xung sợi quang dùng để chỉ một loại laser được sản xuất bằng cách sử dụng sợi thủy tinh pha tạp các nguyên tố đất hiếm (như ytterbium) làm môi trường khuếch đại. Nó có mức năng lượng phát sáng rất phong phú. Bước sóng của laser sợi quang xung là 1064nm (giống như YAG, nhưng điểm khác biệt là vật liệu hoạt động của YAG là neodymium) (QCW, laser sợi quang liên tục có bước sóng điển hình là 1060-1080nm, mặc dù QCW cũng là laser xung, nhưng xung của nó cơ chế tạo ra hoàn toàn khác và bước sóng cũng khác), đó là tia laser cận hồng ngoại. Nó có thể được sử dụng để đánh dấu các vật liệu kim loại và phi kim loại vì tốc độ hấp thụ cao.

Quá trình này đạt được bằng cách sử dụng hiệu ứng nhiệt của tia laser trên vật liệu hoặc bằng cách làm nóng và làm bay hơi vật liệu bề mặt để lộ ra các lớp sâu có màu sắc khác nhau hoặc bằng cách làm nóng những thay đổi vật lý vi mô trên bề mặt vật liệu (chẳng hạn như một số nanomet, mười nanomet) Các lỗ siêu nhỏ sẽ tạo ra hiệu ứng vật đen và ánh sáng có thể bị phản xạ rất ít, làm cho vật liệu có màu đen sẫm) và hiệu suất phản xạ của nó sẽ thay đổi đáng kể hoặc thông qua một số phản ứng hóa học xảy ra khi bị đốt nóng bởi năng lượng ánh sáng , nó sẽ hiển thị Thông tin được yêu cầu như đồ họa, ký tự và mã QR.

tia cực tím

Laser cực tím là tia laser có bước sóng ngắn. Nói chung, công nghệ nhân đôi tần số được sử dụng để chuyển đổi ánh sáng hồng ngoại (1064nm) do laser trạng thái rắn phát ra thành ánh sáng cực tím 355nm (tần số gấp ba) và 266nm (tần số gấp bốn). Năng lượng photon của nó rất lớn, có thể phù hợp với mức năng lượng của một số liên kết hóa học (liên kết ion, liên kết cộng hóa trị, liên kết kim loại) của hầu hết các chất trong tự nhiên và trực tiếp phá vỡ liên kết hóa học, khiến vật liệu trải qua các phản ứng quang hóa mà không rõ ràng. hiệu ứng nhiệt (hạt nhân, mức năng lượng nhất định của các electron bên trong có thể hấp thụ các photon cực tím, sau đó truyền năng lượng qua dao động của mạng, dẫn đến hiệu ứng nhiệt, nhưng không rõ ràng), thuộc về “gia công nguội”. Do không có hiệu ứng nhiệt rõ ràng nên tia UV không thể được sử dụng để hàn, thường được sử dụng để đánh dấu và cắt chính xác.

Quá trình đánh dấu tia cực tím được thực hiện bằng cách sử dụng phản ứng quang hóa giữa tia cực tím và vật liệu để làm thay đổi màu sắc. Sử dụng các thông số thích hợp có thể tránh được hiệu ứng loại bỏ rõ ràng trên bề mặt vật liệu và do đó có thể đánh dấu đồ họa và ký tự mà không cần chạm rõ ràng.

Mặc dù tia UV có thể đánh dấu cả kim loại và phi kim loại, nhưng do yếu tố chi phí, tia laser sợi quang thường được sử dụng để đánh dấu vật liệu kim loại, trong khi tia UV được sử dụng để đánh dấu các sản phẩm yêu cầu chất lượng bề mặt cao và khó đạt được bằng CO2, tạo thành cao thấp phù hợp với CO2.

Tia laze xanh

Laser xanh cũng là một loại laser có bước sóng ngắn. Nói chung, công nghệ nhân đôi tần số được sử dụng để chuyển đổi ánh sáng hồng ngoại (1064nm) do laser rắn phát ra thành ánh sáng xanh ở bước sóng 532nm (tần số gấp đôi). Tia laser màu xanh lá cây là ánh sáng nhìn thấy được và tia laser cực tím là ánh sáng vô hình. . Laser xanh có năng lượng photon lớn và đặc tính xử lý lạnh của nó rất giống với tia cực tím và nó có thể tạo thành nhiều lựa chọn khác nhau với tia cực tím.

Quá trình đánh dấu ánh sáng xanh cũng giống như tia cực tím, sử dụng phản ứng quang hóa giữa ánh sáng xanh và vật liệu để làm thay đổi màu sắc. Việc sử dụng các thông số thích hợp có thể tránh được hiệu ứng loại bỏ rõ ràng trên bề mặt vật liệu, do đó nó có thể đánh dấu mẫu mà không cần chạm rõ ràng. Đối với các ký tự, bề mặt PCB thường có một lớp mặt nạ thiếc, thường có nhiều màu sắc. Tia laser màu xanh lá cây có phản hồi tốt và đồ họa được đánh dấu rất rõ ràng và tinh tế.

Laser CO2

CO2 là loại laser khí được sử dụng phổ biến với mức năng lượng phát sáng dồi dào. Bước sóng laser điển hình là 9,3 và 10,6um. Nó là tia laser hồng ngoại xa với công suất đầu ra liên tục lên tới hàng chục kilowatt. Thông thường, laser CO2 công suất thấp được sử dụng để hoàn thành quy trình Đánh dấu cao cho các phân tử và các vật liệu phi kim loại khác. Nói chung, laser CO2 hiếm khi được sử dụng để đánh dấu kim loại, vì tốc độ hấp thụ của kim loại rất thấp (CO2 công suất cao có thể được sử dụng để cắt và hàn kim loại. Do tốc độ hấp thụ, tốc độ chuyển đổi quang điện, đường quang và bảo trì và các yếu tố khác, nó đã dần dần được sử dụng bởi laser sợi quang).

Quá trình đánh dấu CO2 được thực hiện bằng cách sử dụng hiệu ứng nhiệt của tia laser trên vật liệu hoặc bằng cách làm nóng và làm bay hơi vật liệu bề mặt để lộ ra các lớp sâu của vật liệu có màu khác nhau hoặc bằng năng lượng ánh sáng làm nóng những thay đổi vật lý vi mô trên bề mặt vật liệu. làm cho nó phản chiếu Những thay đổi đáng kể xảy ra hoặc một số phản ứng hóa học nhất định xảy ra khi được làm nóng bằng năng lượng ánh sáng và đồ họa, ký tự, mã hai chiều và thông tin khác cần thiết được hiển thị.

Laser CO2 thường được sử dụng trong linh kiện điện tử, thiết bị đo đạc, quần áo, da, túi xách, giày dép, nút bấm, kính, thuốc, thực phẩm, đồ uống, mỹ phẩm, bao bì, thiết bị điện và các lĩnh vực khác sử dụng vật liệu polymer.

Mã hóa laser trên vật liệu PCB

Tóm tắt phân tích phá hoại

Laser sợi quang và laser CO2 đều sử dụng hiệu ứng nhiệt của tia laser lên vật liệu để đạt được hiệu ứng đánh dấu, về cơ bản phá hủy bề mặt vật liệu để tạo thành hiệu ứng loại bỏ, làm rò rỉ màu nền và hình thành quang sai màu; trong khi tia cực tím và tia laser xanh sử dụng tia laser để Phản ứng hóa học của vật liệu làm cho màu sắc của vật liệu thay đổi, sau đó không tạo ra hiệu ứng loại bỏ, tạo thành đồ họa và ký tự không có cảm ứng rõ ràng.