激光切割的优点局限和缺点

下面简单介绍一下三种激光切割机的特点：

第一类 YAG固体激光切割机

YAG固体激光切割机具有价格低、稳定性好的特点，但能量效率低一般<3%，目前产品的输出功率大多在800W以下，由于输出能量小，主要用于打孔及薄板的切割。它的绿色激光束可在脉冲或连续波的情况下应用，具有波长短、聚光性好适于精密加工特别是在脉冲下进行孔加工最为有效，也可用于切削、焊接和光刻等。YAG固体激光切割机激光器的波长不易被非金属吸收，故不能切割非金属材料，且YAG固体激光切割机需要解决的是提高电源的稳定性和寿命，即要研制大容量、长寿命的光泵激励光源，如采用半导体光泵可使能量效率大幅度地增长。

主要优点：能切割其他激光切割机都无法切割的铝板，铜板以及大多数有色金属材料，机器采购价格便宜，使用成本低，维护简单，大部分关键技术已被国内企业所掌握，配件价格及维护成本低，且机器 *** 作维护简单，对工人人员素质要求不高。

主要劣势及缺点：只能切割8mm以下的材料，且切割效率相当较低

主要市场定位：8mm以下切割，主要针对自用型中小企业和加工要求不是特别高的大多数钣金制造，家电制造，厨具制造，,装饰装潢，广告等行业用户，逐步取代线切割，数控冲床，水切割，小功率等离子等传统加工设备。

第二类 光纤激光切割机

光纤激光切割机由于它可以通过光纤传输，柔性化程度空前提高，故障点少，维护方便，速度快，所以在切割4mm以内薄板时光纤切割机有着很大的优势，但是受固体激光波长的影响它在切割厚板时质量较差。光纤激光切割机的波长为1.06um，不易被非金属吸收，故不能切割非金属材料。光纤激光的光电转化率高达25%以上，在电费消耗、配套冷却系统等方面光纤激光的优势相当明显。根据国际安全标准，激光危害等级分4级，光纤激光由于波长短对人体由于是眼睛的伤害大，属于危害最大的一级，出于安全考虑，光纤激光加工需要全封闭的环境。

主要优点：光电转换率高，电力消耗少，能切割12MM以内的不锈钢板，碳钢板，是这三种机器中切割薄板速度最快的激光切割机，割缝细小，光斑质量好，可用于精细切割。

主要劣势及缺点：目前光纤激光器大部分核心关键技术都掌握在欧美等国家的一两个生产厂家手中，所以大部分机器价格昂贵，大部分的机器价格在150万以上，小功率的也基本在50万元左右，切割时由于光纤割缝很细耗气量巨大（尤其是在氮气切割时），另外光纤激光切割机很难甚至不能切割铝板，铜板等高反射材料，且在切割厚板时速度很慢。

主要市场定位：12mm以下切割，尤其是薄板的高精密加工，主要针对对加精度及效率要求极高的厂家，估计伴随着5000W及以上激光器的出现，光纤激光切割机最终会取代CO2大功率激光切割机的大部分市场。

第三类 CO2激光切割机

CO2激光切割机，可以稳定切割20mm以内的碳钢，10mm以内的不锈钢，8mm以下的铝合金。CO2激光器的波长为10.6um，比较容易被非金属吸收，可以高质量地切割木材、亚克力、PP、有机玻璃等非金属材料，但是CO2激光的光电转化率只有10%左右。CO2激光切割机在光束出口处装有喷吹氧气、压缩空气或惰性气体N2的喷嘴，用以提高切割速度和切口的平整光洁。为了提高电源的稳定性和寿命，对于CO2气体激光要解决大功率激光器的放电稳定性。根据国际安全标准，激光危害等级分4级，CO2激光属于危害最小的一级。

主要优点：功率大，一般功率都在2000-4000W之间，能切割25毫米以内的全尺寸不锈钢，碳钢等常规材料，以及4 mm以内铝板和60MM以内的亚克力板，木质材料板，PVC板，且在切割薄板时速度很快。另外，由于CO2激光器输出的是连续激光，其在切割时，是这三种激光切割机中切割断面效果最光滑最好的。

主要劣势及缺点：由于CO2激光器大部分核心关键技术都掌握在欧美厂家手中，所以大部分机器价格昂贵，大部分的机器价格在200万以上，且配件耗材等相关维护费用极高，另外在实际使用用运营成本很高，且切割时耗气量很大。

主要市场定位：6-25毫米的中厚板切割加工，主要针对大中型企业以及部分纯对外加工的激光切割加工企业，但由于其激光器维护耗损大，主机耗电量大等无法克服因素，近年来其市场受固体激光切割机以及光纤激光切割机的巨大冲击，市场处于明显萎缩的状态，估计经过未来激光器的进一步发展，最终CO2激光切割机将被光纤激光切割机所取代。

客户在评估激光切割机的过程中，应当根据自己的需求及割目的，来选择不同的切割设备。

线路板的表面处理有很多种类，PCB打样人员要根据板子的性能和需求来选择，下面简单分析下PCB各种表面处理的忧缺点。

1.HASL热风整平(我们常说的喷锡)

喷锡是PCB早期常用的处理。现在分为有铅喷锡和无铅喷锡。

喷锡的优点：

-->较长的存储时间

-->PCB完成后，铜表面完全的润湿了(焊接前完全覆盖了锡)

-->适合无铅焊接

-->工艺成熟

-->成本低

-->适合目视检查和电测

喷锡的弱点：

-->不适合线绑定因表面平整度问题，在SMT上也有局限不适合接触开关设计。

-->喷锡时铜会溶解，并且板子经受一次高温。

-->特别厚或薄的板，喷锡有局限，生产 *** 作不方便。

2.OSP(有机保护膜)

OSP的优点：

-->制程简单，表面非常平整，适合无铅焊接和SMT。

-->容易返工，生产 *** 作方便，适合水平线 *** 作。

-->板子上适合多种处理并存(比如：OSP+ENIG)

-->成本低，环境友好。

OSP弱点：

-->回流焊次数的限制(多次焊接厚，膜会被破坏，基本上2次没有问题)

-->不适合压接技术，线绑定。

-->目视检测和电测不方便。

-->SMT时需要N2气保护。

-->SMT返工不适合。

-->存储条件要求高。

3.化学银

化学银是比较好的表面处理工艺。

化学银的优点：

-->制程简单，适合无铅焊接，SMT.

-->表面非常平整

-->适合非常精细的线路。

-->成本低。

化学银的弱点：

-->存储条件要求高，容易污染。

-->焊接强度容易出现问题(微空洞问题)。

-->容易出现电迁移现象以及和阻焊膜下铜出现贾凡尼咬蚀现象。

-->电测也是问题

4.化学锡：

化学锡是最铜锡置换的反应。

化学锡优点：

-->适合水平线生产。

-->适合精细线路处理，适合无铅焊接，特别适合压接技术。

-->非常好的平整度，适合SMT。

弱点：

-->需要好的存储条件，最好不要大于6个月，以控制锡须生长。

-->不适合接触开关设计

-->生产工艺上对阻焊膜工艺要求比较高，不然会导致阻焊膜脱落。

-->多次焊接时，最好N2气保护。

-->电测也是问题。

5.化学镍金(ENIG)

化镍金是应用比较大的一种表面处理工艺，记住：镍层是镍磷合金层，依据磷含量分为高磷镍和中磷镍，应用方面不一样，这里不介绍其区别。

化镍金优点：

-->适合无铅焊接。

-->表面非常平整，适合SMT。

-->通孔也可以上化镍金。

-->较长的存储时间，存储条件不苛刻。

-->适合电测试。

-->适合开关接触设计。

-->适合铝线绑定，适合厚板，抵抗环境攻击强。

6.电镀镍金

电镀镍金分为“硬金”和“软金”，硬金(比如：金钴合金)常用在金手指上(接触连接设计)，软金就是纯金。电镀镍金在IC载板(比如PBGA)上应用比较多，主要适用金线和铜线绑定，但载IC载板电镀的适合，绑定金手指区域需要额外做导电线出来才能电镀。

电镀镍金优点：

-->较长的存储时间>12个月。

-->适合接触开关设计和金线绑定。

-->适合电测试

弱点：

-->较高的成本，金比较厚。

-->电镀金手指时需要额外的设计线导电。

-->因金厚度不一直，应用在焊接时，可能因金太厚导致焊点脆化，影响强度。

-->电镀表面均匀性问题。

-->电镀的镍金没有包住线的边。

-->不适合铝线绑定。

7.镍钯金(ENEPIG)

镍钯金现在逐渐开始在PCB领域开始应用，之前在半导体上应用比较多。适合金，铝线绑定。

优点：

-->在IC载板上应用，适合金线绑定，铝线绑定。适合无铅焊接。

-->与ENIG相比，没有镍腐蚀(黑盘)问题成本比ENIG和电镍金便宜。

-->长的存储时间。

-->适合多种表面处理工艺并存在板上。

弱点：

-->制程复杂。控制难。

-->在PCB领域应用历史短。

电子设备采用印制板后，由于同类印制板的一致性，从而避免了人工接线的差错，并可实现电子元器件自动插装或贴装、自动焊锡、自动检测，保证了电子设备的质量，提高了劳动生产率、降低了成本，并便于维修。

印制板从单层发展到双面、多层和挠性，并且仍旧保持着各自的发展趋势。由于不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发展，不断缩小体积、减少成本、提高性能，使得印制板在未来电子设备的发展工程中，仍然保持着强大的生命力。

综述国内外对未来印制板生产制造技术发展动向的论述基本是一致的，即向高密度，高精度，细孔径，细导线，细间距，高可靠，多层化，高速传输，轻量，薄型方向发展，在生产上同时向提高生产率，降低成本，减少污染，适应多品种、小批量生产方向发展。印制电路的技术发展水平，一般以印制板上的线宽，孔径，板厚/孔径比值为代表。

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