레이저 절단은 가공 시간을 단축시켜 기존의 기계적 절단, 프레스 가공 및 밀링 공정을 대체하고 있습니다. ±0.1mm의 공차가 요구되는 경우 기존의 방법은 성능이 떨어지며, 후가공 공정이 필요합니다. 반면, 광섬유 및 CO2 레이저는 미크론 범위의 공차를 충족하면서도 열 영향 부위를 최소화할 수 있습니다. 이는 2차 마감 공정을 불필요하게 하여 자동차 응용 분야에서 생산 시간을 최대 40%까지 단축시켜 줍니다.
레이저 가공은 비접촉 방식이기 때문에 별도의 도구 교체 비용 없이도 재료를 쉽게 가공할 수 있습니다. 레이저 시스템은 이제 기계적 클램프 없이 티타늄 항공 부품을 가공하고 마이크로일렉트로닉스에 각인을 하여 30%의 재료 절감 효과를 제공합니다. 산업용 레이저 시스템은 50만 달러 이상 비쌀 수 있지만, 에너지 절약과 폐기물 감소를 기반으로 제조업체의 평균 회수 기간은 18개월에 불과합니다.
현대 전자제품 제조는 CO2, 광섬유, 고상(고체) 레이저 이상의 3가지 핵심 레이저 기술에 의존하며, 각각 고유의 제조 과제를 해결합니다.
비금속 가공은 일반적으로 CO2 레이저를 사용하여 수행되며, 이 레이저는 유기 물질과 쉽게 상호작용하는 10.6 μm 파장을 갖습니다. 이러한 시스템은 폴리머 기반 회로 기판에 마킹을 하고 아크릴 소자 하우징을 초당 최대 2미터 속도로 절단합니다. 또한 당사는 소비자 전자제품 포장 분야에서 CO2 기술이 38%의 시장 점유율을 가지고 있다는 산업 데이터를 보유하고 있습니다. 플라스틱 및 세라믹과의 호환성 덕분에 이 기술은 커넥터, 절연체 및 RFID 태그 안테나 응용 분야에 적합합니다.
광섬유 레이저는 구리와 알루미늄과 같은 전도성 물질 가공에 우수합니다. 1.06 μm 파장은 CO2 레이저 대비 30% 적은 에너지 소비로 20 μm의 절단 정밀도를 달성합니다. 제조사에서는 500W~1kW 시스템을 사용하여 EMI/RF 차폐 부품을 제작하며, 0.5mm 두께의 스테인리스강 판에서 둔변 없는 가장자리를 얻어냅니다.
고체 레이저는 열에 민감한 부품을 손상시키지 않으면서 배터리 단자 및 센서 부품의 마이크론 수준 용접을 가능하게 합니다. 펄스 Nd:YAG 시스템은 마이크로 USB 포트에 사용되는 구리-니켈 합금에 0.1mm 용접 이음을 생성하면서 접합부의 전도성을 IACS 기준 90% 이상 유지합니다.
광섬유 레이저는 초당 10미터 이상의 마킹 속도를 달성하면서 ±5μm의 정확도를 유지하여 고집적 회로 설계에 필수적입니다. 레이저 마킹된 패턴은 화학 에칭 방법에 비해 단락 위험을 37% 감소시킵니다. 자동 시각 인식 시스템은 실시간으로 정렬 오류를 스스로 수정하여 특히 유연한 PCB 기판에 유용합니다.
355nm 파장의 UV 레이저 시스템은 마이크로 BGA 패키지에 필수적인 50μm 이하의 세부 구조 각인을 가능하게 합니다. 이러한 콜드 어블레이션 공정은 인접한 구리층에 열 손상을 입히지 않습니다.
멀티레이어 PCB 제작에는 정밀한 유전체 제거를 위해 펄스 광섬유 레이저를 사용하여 인접한 18μm 두께의 구리층을 손상시키지 않고 매설 비아를 노출시킵니다.
녹색 레이저는 구리와 금과 같은 반사성이 높은 금속의 문제를 해결하는데, 이는 구리가 적외선 레이저 에너지의 40% 더 흡수하는 532nm 파장에서 작동하기 때문입니다.
반사성 금속은 두 가지 주요 장애물을 가지고 있습니다:
최신 시스템은 펄스 작동과 질소 가스 보조를 통해 이러한 문제를 해결하며, CO2 레이저 절단 대비 절단 폭을 58%까지 줄일 수 있습니다.
그린 레이저로 전환한 제조사가 달성한 성과:
| 메트릭 | 개선 |
|---|---|
| 에지 거칠기 | 0.8 – 0.2 μm |
| 생산 효율 | +22% |
| 폐기율 | -40% |
AI가 초당 300개 이상의 데이터 포인트를 분석하여 레이저 파라미터를 최적화함으로써 결함을 35% 감소시켰습니다. 머신러닝을 통해 빔 초점을 실시간으로 조정하여 마이크로 용접 작업에서 99.7% 일관성을 달성했습니다.
네트워크 연결된 레이저 시스템이 72시간 전에 고장을 예측하여 레이저 튜브 수명을 200–300시간 연장합니다.
초고속 레이저는 기존 방법 대비 열 손상을 60–80% 줄이면서 500나노미터 이하의 처리가 가능하게 합니다.
차세대 시스템은 절단, 용접 및 표면 처리 기능을 통합하여 사이클 시간을 최대 40%까지 단축시키면서 마이크론 수준의 정확도를 유지합니다.
레이저 기술은 가공 시간이 더 빠르고 정밀도가 높아 추가 마감 공정의 필요성을 줄여줍니다. 또한 에너지 절약과 소재 효율성에도 기여합니다.
CO2, 광섬유 및 고상 레이저가 일반적으로 사용되며, 각각 다양한 소재와 응용 분야에 적합합니다.
레이저 기술은 PCB 부품의 정밀한 마킹 및 어블레이션(표면 제거)을 가능하게 하여 생산 속도를 높이고 오류를 감소시킵니다.
녹색 레이저는 구리와 같은 반사 금속이 더 많은 에너지를 흡수하는 파장에서 작동하여 에너지 손실과 열 확산을 줄입니다.
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