ইলেকট্রনিক্স ম্যানুফ্যাকচারিং শিল্পে লেজার প্রযুক্তি

লেজার কাটিং সিস্টেম দিয়ে উন্নত উপকরণ প্রক্রিয়াকরণ

যুগোপযোগী শিল্পে মাইক্রন স্কেলে নতুন উপকরণগুলির উচ্চ নির্ভুলতা প্রক্রিয়াকরণের জন্য লেজার কাটিং সিস্টেমগুলি দ্রুত বৃদ্ধি পেয়েছে। এই সিস্টেমগুলি ধাতু, সিরামিক এবং প্লাস্টিকে ±5μm নির্ভুলতার সাথে কাজ করে (ইন্ডাস্ট্রিয়াল লেজার রিভিউ 2024)। এই সিস্টেমগুলি প্রস্তুতকারকদের ইলেকট্রনিক উপাদান এবং শিল্প আবরণের সহনশীলতা বজায় রাখতে সাহায্য করে। অ-যোগাযোগ কাটিং যান্ত্রিক কাটিং পদ্ধতির সাথে সম্পর্কিত পরিধান ও ক্ষয়কে তথা উপকরণের অপচয়কে 30% পর্যন্ত হ্রাস করে।

কপার এবং ব্রাস উপাদান নির্মাণের কৌশল

কপার এবং ব্রাসের উচ্চ তাপীয় পরিবাহিতা পরিচালনা করতে, পালসড ফাইবার লেজারগুলি পালসের সিরিজে শক্তি সরবরাহ করে, যা তাপ পরিবহন হ্রাস করে। কন্টিনিউয়াস-ওয়েভ CO2 সিস্টেমগুলির তুলনায় এই পদ্ধতি জারণকে 42% হ্রাস করে (প্রিসিশন ম্যানুফ্যাকচারিং কোয়ার্টারলি 2023)। লেজার বীম মডুলেশনের সাম্প্রতিক প্রযুক্তি ব্যবহার করে Ra 1.6μm এর নিচে কার্যকরী করার প্রান্তের অমসৃণতা বজায় রেখে 0.1মিমি পুরু পিতলের শীটকে 12মিটার/মিনিট গতিতে কাটা যায়।

মাইক্রোইলেকট্রনিক্সের জন্য সোনার সার্কিট প্যাটার্নিং

পিকোসেকেন্ড লেজারের সাহায্যে পলিমাইড সাবস্ট্রেটে 8μm-প্রশস্ত সোনার ট্রেস তৈরি করা হয়, যেখানে কোনো মাইক্রোক্র্যাক হয় না— ফটোকেমিক্যাল এটিংয়ের তুলনায় 60% উন্নতি (মাইক্রোইলেকট্রনিক্স জার্নাল 2023)। এই প্রক্রিয়ায় সোনা দ্বারা দক্ষতার সাথে শোষিত 532nm সবুজ তরঙ্গদৈর্ঘ্য ব্যবহার করা হয়, <0.5% তাপ-প্রভাবিত অঞ্চল (HAZ) প্রবেশের মাধ্যমে 98% পরিবাহিতা ধরে রাখা হয়।

স্টেইনলেস স্টিল এনক্লোজারের প্রিসিশন কাটিং

2mm 316L স্টেইনলেস স্টিল কাটার জন্য হাই-পাওয়ার ডিস্ক লেজার ব্যবহার করা হয় 15° লম্ব সহনশীলতা সহ, যা ইএমআই-শিল্ডেড ইলেকট্রনিক এনক্লোজারগুলির জন্য অপরিহার্য। কাটার সময় অ্যাডাপটিভ গ্যাস নজলগুলি 0.8MPa নাইট্রোজেন চাপ বজায় রাখে, যা পৃষ্ঠের জারণ 5nm পুরুত্বের নিচে সীমাবদ্ধ রাখে (ম্যাটেরিয়ালস প্রসেসিং টুডে 2024)। অটোমেটেড ভিশন সিস্টেম পোস্ট-প্রসেসিং পর্যায়ের আগে 20μm নির্ভুলতার মধ্যে কাটিংয়ের মাত্রা যাচাই করে।

ফাইবার লেজার এবং CO2 সিস্টেমের তুলনা ইলেকট্রনিক্স উত্পাদনে

গ্রিন লেজার ব্যবহার করে প্রতিফলিত উপকরণ প্রক্রিয়াকরণ

সবুজ (515, 532 এনএম) ফাইবার লেজারগুলি তামা এবং সোনার খাদ সহ উচ্চ প্রতিফলনকারী ধাতুগুলি প্রক্রিয়া করার বেলায় শ্রেষ্ঠত্ব দেখায়। এই ধরনের উপকরণ ইনফ্রারেড লেজার শক্তির 90% বা তার বেশি প্রতিফলিত করে থাকে, কিন্তু সবুজ আলোর 65-80% শোষিত করে, যার ফলে 0.1মিমি পুরু সার্কিট উপাদান চূড়ান্ত কাটিং করা যায় অতিরিক্ত ফার্নেস সরঞ্জাম ছাড়াই। 5জি অ্যান্টেনা এবং নমনীয় পিসিবি অ্যাপ্লিকেশনের ক্ষেত্রে সহজতর করে তোলে। সামপ্রতিক অর্জনগুলি পালসড গ্রিন লেজার থেকে এসেছে, যা মাইক্রোইলেকট্রনিক প্যাটার্নিং-এ 5 μm রেজোলিউশন অর্জন করেছে, যা 5জি অ্যান্টেনা উৎপাদন এবং নমনীয় পিসিবি অ্যাপ্লিকেশনের ক্ষেত্রে অপরিহার্য।

আউটপুট তুলনা: 10W বনাম 30W মেশিন

১০-৩০ ওয়াটে, কম শক্তি খরচকারী ফাইবার লেজারগুলি এখন মেটাল শীট প্রক্রিয়াকরণের ব্যাপারে CO2 সিস্টেমের চেয়ে দ্রুত এবং 40% কম শক্তি ব্যবহার করে। 30W ফাইবার লেজার 12 মিটার/মিনিট গতিতে 1 মিমি স্টেইনলেস কাটবে যেখানে 100W CO2 একইটি 8 মিটার/মিনিট গতিতে কাটবে। প্রোটোটাইপিং ল্যাবগুলির জন্য, 10W সিস্টেমগুলি 0.5-3 মিমি উপকরণ প্রক্রিয়াকরণের জন্য যথেষ্ট হয় যার ফলে প্রবেশের খরচ 50% কম হয়, অন্যদিকে 30W মডেলটি উৎপাদনের প্রয়োজনীয়তার জন্য উপযুক্ত যা অবস্থান পুনরাবৃত্তি যোগ্যতায় <20 μm পর্যন্ত হয়।

ছোট লেজার এনগ্রেভিং সিস্টেমে শক্তি দক্ষতা

সাম্প্রতিকতম ফাইবার লেজার এনগ্রেভিং সিস্টেমগুলি ওয়াল-প্লাগ দক্ষতায় 30% অফার করে যা CO2 এর তুলনায় 8-12% ছিল, এটি প্রতি মেশিন চালু থাকলে বার্ষিক শক্তি খরচ $2,800 কমায়। ছোট আকারের কমপ্যাক্ট এয়ার-কুলড ডিজাইনগুলি কাজের জায়গা 60% পর্যন্ত কমাতে বড় চিলার প্রয়োজন দূর করে। স্মার্ট পাওয়ার মডুলেশন নিয়ন্ত্রণ 8 ঘন্টার মার্কিং সেশনে <0.5 °C তাপীয় ড্রিফট দেয়, সেরামিক সাবস্ট্রেট এবং অ্যানোডাইজড অ্যালুমিনিয়াম এনক্লোজারগুলিতে 20 μm এনগ্রেভিং গভীরতা নিয়ন্ত্রণ প্রদান করে।

স্মার্ট ম্যানুফ্যাকচারিং ইন্টিগ্রেশন কৌশল

আইওটি-সক্ষম লেজার ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ

সমসাময়িক আইওটি (ইন্টারনেট অফ থিংস) সেন্সরগুলি ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়ার সময় তাপ ছড়িয়ে পড়া, যৌথ অবস্থান এবং উপকরণের বিকৃতি পর্যবেক্ষণ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। যখন সহনশীলতা বিচ্যুতি পূর্ব-প্রোগ্রাম করা সীমা অতিক্রম করে, তখন এই সংযুক্ত সিস্টেমগুলি স্বয়ংক্রিয়ভাবে শক্তি মাত্রা (±0.5% সঠিকতা) এবং গ্যাস প্রবাহ সেট করে, যেমন তামার বাসবার এবং ব্যাটারি টার্মিনালগুলি ওয়েল্ডিংয়ের ক্ষেত্রে। স্মার্ট ম্যানুফ্যাকচারিংয়ে একটি স্টেট অফ আর্ট রিভিউ প্ল্যান্টগুলিতে আইওটি-সক্ষম লেজার নিয়ন্ত্রণ ব্যবহারের ক্ষেত্রে 18% দ্রুততর সেটআপ সময় এবং ম্যানুয়াল প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণের তুলনায় পোস্ট-ওয়েল্ড পুনর্নির্মাণে 12% কম মান প্রদান করে। প্রক্রিয়ার মধ্যে এম্বেডেড এজ কম্পিউটিং মডিউলগুলি উচ্চ-গতির (1μm/min) পাতলা স্টেইনলেস স্টীল ফয়েল (0.1–0.3-মিমি পুরুত্ব) ওয়েল্ডিংয়ের জন্য অ্যাডাপটিভ পথ সংশোধনের জন্য 120 হার্জে থার্মাল ইমেজিং অর্জন করে।

মার্কিং অপারেশনে এআই-পাওয়ার্ড ত্রুটি সনাক্তকরণ

এআই (কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা) অ্যালগরিদম লেজার চিহ্নিত উপাদানগুলিতে 14+ গুণমানের বৈশিষ্ট্য সনাক্ত করে, যেমন কনট্রাস্ট, প্রান্তের সঠিকতা এবং সাবসারফেস কার্বনন গভীরতা। 50,000-এর বেশি ত্রুটি চিত্রের উপর প্রশিক্ষিত ডিপ লার্নিং নেটওয়ার্ক পিসিবি-র সিরিয়াল নম্বর খোদাই করা হিসাবে এমন ক্ষুদ্র ফাটলের শনাক্তকরণে (5 μm) 99.2% সঠিকতা অর্জন করতে পারে। শিল্প মিডিয়া অনুসারে, এই ধরনের সিস্টেমগুলি ব্যবহার করে প্রতি ঘন্টায় 12,000 অক্ষর চলমান বিদ্যমান কনভেয়ারগুলিতে চিহ্নিতকরণ-সংক্রান্ত ভগ্ন হার 34% কমতে দেখা গেছে। প্রকৃত-সময়ে স্পেকট্রাল বিশ্লেষণ সরঞ্জামগুলি উপাদানের ডেটাবেজের সাথে নির্গমন প্যাটার্নগুলি তুলনা করে এবং তাৎক্ষণিকভাবে পছন্দের অক্সিজেন মাত্রার বিচ্যুতি লক্ষ্য করে যা মেডিকেল ডিভাইসগুলির চিহ্নগুলিতে অ্যানিলিং রঙ পরিবর্তন ঘটাতে পারে।

অতি-দ্রুত লেজার মাইক্রোমেশিনিং অর্জন

আল্ট্রাফাস্ট লেজার মাইক্রোমেশিনিং ইলেকট্রনিক্স উপাদানগুলির জন্য সাব-মাইক্রন নির্ভুলতা প্রয়োজনীয়তা সহ সঠিক উত্পাদনে একটি রূপান্তরকারী শক্তি হিসাবে আবির্ভূত হয়েছে। এই ধরনের সিস্টেম 1 পিকোসেকেন্ডের কম পালস সময়কাল ব্যবহার করে 10 μm³/μJ এর চেয়ে বেশি উপাদান অ্যাব্লেশন হার অর্জন করে যখন চারপাশের অঞ্চলে তাপ স্থানান্তর ন্যূনতম রাখা হয়।

অর্ধপরিবাহী ওয়েফার ডাইসিংয়ে নবায়ন

বর্তমানে, ফেমটোসেকেন্ড লেজার সিস্টেমগুলি 300 মিমি সিলিকন ওয়েফারের জন্য <0.1% এজ চিপিংয়ের সাথে 5 মাইক্রন কার্ফ প্রস্থ অর্জন করতে সক্ষম, যা যান্ত্রিক ডাইসিংয়ের তুলনায় 60% উন্নত। ন্যানোসেকেন্ড লেজারের তুলনায় এই প্রযুক্তি গতি 50% দ্রুত হওয়ায় তাপীয় ক্ষতি অপসারণের জন্য পোস্ট-প্রসেসিং ছাড়াই চলে। অর্ধপরিবাহী অ্যাপ্লিকেশনগুলি আল্ট্রাফাস্ট লেজারের সবচেয়ে বড় চালিকাশক্তি যেখানে এই অ্যাপ্লিকেশনের দরুন 42% বাজার গঠিত হয় এবং এর মধ্যে, ওয়েফার ডাইসিং ই হল প্ররোচক, যা 68% অংশ গঠন করে।

পিসিবি-এর জন্য 3D ইন্টারকানেক্টস নির্মাণ

FR-4 সাবস্ট্রেটে 25μm ভিয়াস এবং 10:1 দিকের অনুপাতের সাথে আল্ট্রাফাস্ট লেজার ড্রিলিং 5G মডিউলের জন্য হাই-ডেনসিটি ইন্টারকানেকশন অফার করে। শীর্ষস্থানীয় বীম-শেপিং প্রযুক্তি [17] আসলে 24-স্তরের PCB স্ট্যাকআপে ±2 μm সংরাগ সত্যতা নিশ্চিত করে, যা মিলিমিটার-ওয়েভ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে অপরিহার্য। এই সিস্টেমটির সাথে প্রাপ্ত সদ্য পরিমাপগুলি 100μm পুরু পলিমাইড ফিল্মগুলিতে 98% ভিয়া ওয়াল ভার্টিক্যালিটি দেখায়, যা ফ্লেক্সিবল হাইব্রিড ইলেকট্রনিক্সে সিগন্যাল ইনটেগ্রিটির সমস্যার সমাধান করে।

কম্পোনেন্ট অ্যাসেম্বলির জন্য লেজার টিউব প্রক্রিয়াকরণ

ওয়েল্ডিংয়ে তাপ-প্রভাবিত অঞ্চল নিয়ন্ত্রণ

পালসড অপারেশন এবং অ্যাডাপটিভ পাওয়ার মডুলেশনের সাহায্যে, আধুনিক লেজার টিউব প্রক্রিয়াকরণ ব্যবস্থা 0.4 mm এর কম হিট-অ্যাফেক্টেড জোন (HAZ) প্রশস্ততা অর্জন করে স্টেইনলেস স্টীল ওয়েল্ডিংয়ের জন্য। 2023 WRC রিপোর্টে উল্লেখ করা হয়েছে যে শিখর শক্তি (1,500 W) এবং পালস স্থায়িত্ব (2–20 ms) পরিবর্তন করে তাপজনিত বিকৃতি পারম্পরিক পদ্ধতির চেয়ে 62% কম হয়। ওয়েল্ড পুলের প্রতি এমন তাপমাত্রা (±15°C লক্ষ্যের) বন্ধ লুপ নিয়ন্ত্রণ বাস্তব সময়ের সিস্টেমে উপাদানের গোছগাছ বজায় রাখতে সহায়তা করে।

অটোমেটেড ফিক্সচার ইন্টিগ্রেশন সমাধান

লেজার টিউব কাটিংয়ের জন্য স্ব-ফিক্সচারিং পদ্ধতি নির্ভুলভাবে মেশিন করা ট্যাব এবং স্লট স্টাইল জয়েন্টগুলি ব্যবহার করে স্ট্যান্ডার্ড জিগগুলি 85% হ্রাস করে। সাম্প্রতিক শিল্প প্রতিবেদনগুলি এখন বলছে যে অ্যাডাপটিভ ফিক্সচারগুলি অটো পার্টস উত্পাদনে সেট-আপ সময় 60% কমিয়ে দেয়। নিজস্ব IoT সেন্সরগুলি ±0.05 মিমি অবস্থান ফিডব্যাক অফার করে, যা উচ্চ-গতির প্রক্রিয়াকরণ প্যাটার্নগুলির সময় রিয়েল-টাইম ক্ল্যাম্পিং বল সমন্বয় করার অনুমতি দেয়। এই সিস্টেমগুলিকে CAD-নির্দিষ্ট সহনশীলতা মাত্রার সাথে স্বয়ংক্রিয়ভাবে সামঞ্জস্য করার জন্যও প্রোগ্রাম করা যেতে পারে এবং মিশ্র উপকরণ-মিশ্রণ ব্যাচগুলির জন্য 99.2% এর বেশি প্রথম পাস হার অফার করে।

লেজার অ্যাক্সেসরি ডেভেলপমেন্টে বাজার প্রবণতা

রোলার প্রেসিং মেশিন সামঞ্জস্যপূর্ণ বৈশিষ্ট্য

হাইব্রিড উত্পাদন প্রক্রিয়ার চাহিদা বৃদ্ধি পাওয়ার সাথে সাথে, রোলার প্রেস এবং লেজার কাটিং টুলের সংমিশ্রণকে অপরিহার্য উদ্ভাবন হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে। অগ্রণী প্রস্তুতকারকদের পক্ষ থেকে খাদ এবং উপকরণগুলি ফিডিং এবং সারিবদ্ধ করা সহজ করে দেওয়ার জন্য সামঞ্জস্যপূর্ণ বৈশিষ্ট্যগুলির উপর গুরুত্ব দেওয়া হয়। 2023 সালের একটি অধ্যয়নে জানা গেছে যে লেজারের নির্ভুলতা এবং রোলার-ভিত্তিক স্বয়ংক্রিয়তার সাথে সংযুক্ত একটি সিস্টেম শীট মেটাল উত্পাদনের জন্য সেটআপ সময় 42% কমিয়ে দিতে পারে। LxfARs কীভাবে কাজ করে? LxfARs সরাসরি অপটিক্যাল সারিবদ্ধকরণের উপর ভিত্তি করে কাজ করে প্রক্রিয়াকরণের সময় লেজার হেড এবং ফিডার এবং লেজার হেড এবং পুলারের মধ্যে সরু স্ট্রিপগুলির জন্য। এই ধরনের ডেটা-সমৃদ্ধ সমাধানগুলি Industry 4.0-এর জন্য উপযুক্ত এবং IoT সেন্সর দিয়ে সজ্জিত যা রোলার টেনশন এবং ওয়ার্কপিস পজিশনিংয়ের বাস্তব সময়ের তথ্য সরবরাহ করে, ইলেকট্রনিক্স কম্পোনেন্ট উত্পাদনে মাল্টি-প্রক্রিয়া স্বয়ংক্রিয়তার প্রসারিত চাহিদার প্রতিক্রিয়ায়। প্রমিতকৃত মাউন্টিং ইন্টারফেস সহ MQL সমাধানগুলি এবং প্রোগ্রামযোগ্য চাপ নিয়ন্ত্রণ স্টেইনলেস স্টীল, তামা এবং পিতলের সাবস্ট্রেটগুলির জন্য অভিযোজনযোগ্যতা বাড়িয়ে তোলে।

মডিউলার লেজার এনগ্রেভিং অ্যাটাচমেন্ট

ছোট ছোট পদক্ষেপে লেজার এনগ্রেভিং মডিউলগুলি নমনীয় ছোট ব্যাচ উত্পাদনের ক্ষেত্রে পরিবর্তন ঘটাচ্ছে, যেখানে 78% ব্যবহারকারী দ্রুত চাকরি পরিবর্তনকে এর সবচেয়ে বড় গ্রহণের কারণ হিসেবে উল্লেখ করেছেন। সামঞ্জস্যপূর্ণ ডিজাইনগুলিতে টুলহীন সংবর্ধনা এবং 3-অক্ষ সিএনসি মেশিনে ফিট করার জন্য সার্বজনীন মাউন্ট রয়েছে। শক্তি সাশ্রয়কারী 10W ফাইবার লেজার মডেলগুলি অ্যানোডাইজড অ্যালুমিনিয়ামে চিহ্ন লাগানোর হার 20% বৃদ্ধি করেছে (2020 সংস্করণের তুলনায়) এবং 15% কম বিদ্যুৎ ব্যবহার করে। মডিউলার সিস্টেমগুলির এই প্রবণতা মেডিকেল ডিভাইস প্রোটোটাইপিং এবং কনজিউমার ইলেকট্রনিক্স পার্সোনালাইজেশনে বিশেষত বড় ধরনের উত্পাদন কোষের দিকে শিল্পের পথকে প্রতিফলিত করে। এই অ্যাটাচমেন্টগুলি 500 এর বেশি ডিউটি সাইকেলের জন্য মাইক্রন স্তরের নির্ভুলতা ধরে রাখে, যা হাই-মিক্স পিসিবি সিরিয়ালাইজেশন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত।

FAQ

উপকরণ প্রক্রিয়াকরণের ক্ষেত্রে লেজার কাটিং সিস্টেম ব্যবহারের সুবিধাগুলি কী কী?

লেজার কাটিং সিস্টেমগুলি মাইক্রন স্কেলে নির্ভুলতা অর্জন করে, উচ্চ নির্ভুলতা প্রক্রিয়াকরণ অফার করে এবং যান্ত্রিক পরিধান ও ক্ষয় দূর করে, এর ফলে উপকরণের অপচয় কমে। তারা ধাতু, সিরামিক এবং প্লাস্টিক প্রক্রিয়াকরণের জন্য দক্ষ এবং পরিবেশের উপর ন্যূনতম প্রভাব ফেলে।

ইলেকট্রনিক্স উৎপাদনে ফাইবার লেজার এবং CO2 সিস্টেমগুলি কীভাবে তুলনা করে?

ফাইবার লেজারগুলি আরও শক্তি-দক্ষ, CO2 সিস্টেমগুলির তুলনায় 40% কম শক্তি ব্যবহার করে। তারা ছোট এনগ্রেভিং সিস্টেমের জন্য দ্রুত প্রক্রিয়াকরণ গতি এবং ভাল শক্তি দক্ষতা অফার করে এবং শীট মেটাল প্রক্রিয়াকরণের জন্য উপযুক্ত।

আইওটি কীভাবে লেজার ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়াগুলিকে পরিবর্তিত করছে?

আইওটি সেন্সরগুলি তাপ ছড়িয়ে পড়া, যৌথ অবস্থান এবং উপকরণের বিকৃতি প্রকৃত সময়ে ট্র্যাক করে, শক্তি স্তর এবং গ্যাস প্রবাহে স্বয়ংক্রিয় সমন্বয় করার অনুমতি দেয়, যার ফলে সেটআপের সময় কমে এবং পোস্ট-ওয়েল্ড পুনরায় কাজের পরিমাণ কমে।