Pembersihan Laser

Memahami Prinsip dan Aplikasi Teknologi Pembersihan Laser

Memahami Prinsip Dan Aplikasi Teknologi Pembersihan Laser | Laserchina

Temui dunia revolusioner teknologi pembersihan laser dengan panduan komprehensif ini. Ketahui tentang prinsip, jenis dan aplikasi pelbagai kaedah pembersihan berketepatan tinggi ini yang mengubah industri.

Pengenalan kepada Pembersihan Laser Teknologi

Kemunculan teknologi pembersihan laser mewakili lonjakan revolusioner dalam bidang kaedah pembersihan. Teknik inovatif ini memanfaatkan ketumpatan tenaga yang tinggi, ketepatan dan kekonduksian laser yang cekap, menawarkan kelebihan yang jelas berbanding kaedah pembersihan tradisional dari segi kecekapan, ketepatan dan keupayaan untuk membersihkan lokasi tertentu. Salah satu faedahnya yang paling ketara ialah mengelakkan pencemaran alam sekitar yang biasanya dikaitkan dengan kaedah pembersihan kimia, sambil tidak menyebabkan kerosakan pada substrat.

Prinsip Pembersihan Laser

Memahami Prinsip Dan Aplikasi Teknologi Pembersihan Laser | Laserchina

Pembersihan laser melibatkan penyingkiran bahan daripada permukaan pepejal (atau kadangkala cecair) dengan mendedahkannya kepada pancaran laser. Pada fluence laser yang rendah, tenaga laser yang diserap memanaskan dan menyejat atau menyublimkan bahan. Pada fluences yang tinggi, bahan sering bertukar menjadi plasma. Biasanya, pembersihan laser merujuk kepada aplikasi laser berdenyut untuk penyingkiran bahan, tetapi dengan keamatan yang mencukupi, pancaran laser gelombang berterusan juga boleh melunturkan bahan. Laser excimer yang beroperasi dalam ultraviolet dalam digunakan terutamanya untuk fotoablasi, dengan panjang gelombang sekitar 200nm. Kedalaman penyerapan tenaga laser dan jumlah bahan yang dikeluarkan oleh nadi laser tunggal bergantung pada sifat optik bahan, serta panjang gelombang laser dan tempoh nadi. Jumlah jisim yang dikurangkan oleh setiap nadi, biasanya dirujuk sebagai kadar ablasi, dipengaruhi dengan ketara oleh ciri laser seperti kelajuan pengimbasan rasuk dan garis imbasan bertindih.

Jenis Teknologi Pembersihan Laser

  • Pembersihan Laser Kering: Kaedah ini melibatkan penyinaran laser berdenyut terus pada bahan kerja, menyebabkan substrat atau bahan cemar permukaan menyerap tenaga dan peningkatan suhu, mengakibatkan pengembangan haba atau getaran substrat, yang membawa kepada pemisahannya. Ini boleh berlaku dalam dua cara: sama ada bahan cemar permukaan mengembang apabila penyerapan laser atau substrat bergetar akibat haba yang disebabkan oleh laser.
  • Pembersihan Laser Basah: Sebelum penyinaran laser berdenyut, filem cecair digunakan pada permukaan bahan kerja. Peningkatan suhu pantas filem cecair di bawah pengaruh laser menyebabkan ia mengewap, mencipta gelombang kejutan yang memberi kesan kepada zarah pencemar dan menyingkirnya daripada substrat. Kaedah ini memerlukan substrat dan filem cecair tidak bertindak balas, dengan itu mengehadkan julat bahan yang berkenaan.
  • Pembersihan Gelombang Kejutan Plasma Terinduksi Laser: Gelombang hentakan plasma sfera dijana apabila pancaran laser mengionkan udara semasa penyinaran. Gelombang kejutan memberi kesan pada permukaan bahan kerja yang akan dibersihkan, membebaskan tenaga yang menghilangkan bahan cemar tanpa menjejaskan substrat. Teknik ini boleh membersihkan bahan cemar zarah sehingga berpuluh-puluh nanometer diameter dan tidak dihadkan oleh panjang gelombang laser.

Prinsip fizikal pembersihan plasma boleh diringkaskan seperti berikut:

  1.  Pancaran laser yang dipancarkan oleh laser diserap oleh lapisan pencemar pada permukaan untuk dirawat.
  2.  Penyerapan tenaga yang tinggi menghasilkan plasma yang berkembang pesat (gas yang sangat terion, tidak stabil), menghasilkan gelombang kejutan.
  3.  Gelombang kejutan memecahkan bahan cemar, yang kemudiannya dikeluarkan.
  4.  Lebar nadi cahaya mestilah cukup pendek untuk mengelakkan pengumpulan haba yang boleh merosakkan permukaan yang dirawat.
    e) Eksperimen menunjukkan bahawa apabila terdapat oksida pada permukaan logam, plasma terbentuk pada antara muka logam.

Plasma hanya dijana apabila ketumpatan tenaga melebihi ambang, yang bergantung pada pencemar atau lapisan oksida yang dikeluarkan. Kesan ambang ini penting untuk pembersihan yang berkesan sambil memastikan keselamatan bahan substrat. Ambang kedua wujud untuk pembentukan plasma; melebihinya boleh merosakkan substrat. Untuk memastikan pembersihan berkesan tanpa merosakkan substrat, parameter laser mesti dilaraskan supaya ketumpatan tenaga nadi berada di antara dua ambang.

Pada mulanya, ketiga-tiga jenis teknologi pembersihan laser ini telah dibangunkan untuk membersihkan zarah mikroskopik daripada wafer semikonduktor, muncul seiring dengan kemajuan teknologi semikonduktor. Walau bagaimanapun, pembersihan laser telah digunakan dalam bidang lain, seperti membersihkan acuan tayar, mengeluarkan cat daripada kulit pesawat dan memulihkan permukaan peninggalan budaya.

Aplikasi Teknologi Pembersihan Laser

Memahami Prinsip Dan Aplikasi Teknologi Pembersihan Laser | Laserchina

Medan Semikonduktor

Membersihkan wafer semikonduktor dan substrat optik melibatkan proses yang serupa: membentuk bahan mentah melalui pemotongan, pengisaran dan kaedah lain. Semasa proses ini, bahan cemar zarah diperkenalkan, yang sukar dibuang dan menimbulkan risiko pencemaran semula yang serius. Bahan cemar pada permukaan wafer semikonduktor boleh menjejaskan kualiti cetakan papan litar dan memendekkan jangka hayat cip semikonduktor. Bahan cemar pada substrat optik boleh menjejaskan kualiti peranti dan salutan optik, yang berpotensi membawa kepada pengagihan tenaga tidak sekata dan jangka hayat yang berkurangan.

Oleh kerana pembersihan laser kering dengan mudah boleh menyebabkan kerosakan pada substrat, penggunaannya dalam membersihkan wafer semikonduktor dan substrat optik adalah terhad. Pembersihan laser basah dan pembersihan gelombang kejutan plasma akibat laser telah lebih berjaya digunakan dalam bidang ini.

Medan Bahan Logam

Membersihkan permukaan bahan logam melibatkan bahan cemar dalam julat makroskopik, berbeza dengan yang mikroskopik yang terdapat pada wafer semikonduktor dan substrat optik. Bahan cemar pada permukaan logam biasanya termasuk lapisan oksida (karat), lapisan cat, salutan dan lekatan lain, yang boleh menjadi organik (cat, salutan) atau bukan organik (karat).

Membersihkan bahan cemar permukaan logam terutamanya berfungsi untuk menyediakan pemprosesan atau penggunaan seterusnya. Contohnya, sebelum mengimpal bahagian aloi titanium, lapisan oksida perlu dikeluarkan kira-kira 10μm tebal, atau apabila membaik pulih pesawat, menanggalkan lapisan cat asal daripada kulit untuk mengecat semula. Pembersihan tetap acuan tayar getah untuk mengeluarkan zarah getah yang melekat juga penting untuk mengekalkan kebersihan permukaan, yang memastikan kualiti tayar yang dihasilkan dan jangka hayat acuan. Memandangkan ambang kerosakan bahan logam lebih tinggi daripada ambang pembersihan laser untuk bahan cemar permukaannya, memilih mesin pembersih laser dengan kuasa yang sesuai boleh mencapai hasil yang baik, dan ini telah berjaya digunakan dalam pelbagai bidang.

Teknologi pembersihan laser ialah teknik termaju dengan prospek penyelidikan dan aplikasi yang luas dalam bidang mewah seperti aeroangkasa, peralatan ketenteraan dan elektronik. Aplikasinya semakin berkembang berkat kecekapannya, keramahan alam sekitar dan hasil pembersihan yang berkesan. Teknologi ini bukan sahaja telah mantap untuk penyingkiran cat dan penyingkiran karat tetapi juga telah dilaporkan dalam beberapa tahun kebelakangan ini untuk membersihkan lapisan oksida pada wayar logam. Pengembangan aplikasi semasa dan penerokaan bidang baharu meletakkan asas bagi pembangunan teknologi pembersihan laser. Pembangunan dan kepelbagaian peralatan pembersihan laser baharu, termasuk mesin yang meliputi pelbagai aplikasi dan yang direka untuk tujuan tertentu, sedang berjalan. Penyepaduan masa depan dengan robot industri untuk mencapai pembersihan laser automatik sepenuhnya juga merupakan hala tuju yang menjanjikan.

Trend dalam Pembangunan Teknologi Pembersihan Laser

  • Memperkukuh penyelidikan teori dalam pembersihan laser untuk membimbing penggunaannya. Kajian literatur yang luas mendedahkan bahawa tidak ada sistem teori yang matang yang menyokong teknologi pembersihan laser, dengan kebanyakan penyelidikan adalah eksperimen. Mewujudkan sistem teori adalah asas untuk kematangan lanjut teknologi pembersihan laser.
  • Memperluas aplikasi dalam bidang sedia ada dan meneroka bidang baharu. Teknologi pembersihan laser telah matang dalam aplikasi seperti penyingkiran cat dan penyingkiran karat, dan laporan terkini telah menyerlahkan penggunaannya dalam membersihkan lapisan oksida pada wayar logam. Pertumbuhan aplikasinya dalam kedua-dua kawasan sedia ada dan bidang baharu adalah tanah yang subur untuk pembangunan teknologi.
  • Pembangunan mesin pembersihan laser baharu. Peralatan masa depan mungkin akan mempelbagaikan, dengan beberapa mesin meliputi beberapa aplikasi, seperti mesin tunggal yang mampu mengeluarkan cat dan mengeluarkan karat, dan lain-lain direka untuk tugas tertentu, mungkin memerlukan jig tersuai atau gentian optik untuk membersihkan bahan cemar di ruang kecil. Bekerjasama dengan robot industri untuk mencapai pembersihan laser automatik sepenuhnya adalah satu lagi arah aplikasi yang hangat.

Kesimpulan

Teknologi pembersihan laser, yang diwakili oleh mesin pembersihan laser, adalah contoh cemerlang inovasi moden, menawarkan pelbagai faedah yang tidak dapat dipadankan oleh kaedah pembersihan tradisional. Dengan pembangunan berterusan peralatan pembersihan laser baharu dan pengembangan aplikasinya ke dalam sektor baharu, masa depan proses pembersihan kelihatan cerah. Sebagai LASERCHINA jurutera terus mempelopori bidang ini, kita boleh mengharapkan untuk melihat pembersihan laser menjadi ruji dalam industri berketepatan tinggi, menetapkan piawaian baharu untuk kebersihan, kecekapan dan tanggungjawab alam sekitar.

HUBUNGI UNTUK PENYELESAIAN LASER

Dengan lebih dua dekad kepakaran laser dan rangkaian produk yang komprehensif merangkumi komponen individu untuk melengkapkan mesin, adalah rakan kongsi muktamad anda untuk menangani semua keperluan berkaitan laser anda.

Related Posts

Sila tinggalkan balasan anda

Alamat email anda tidak akan disiarkan. Ruangan yang diperlukan ditanda *