Віддування міді з підкладки з лазерною діодності 808 нм


13

Отже, я працюю над способом виготовлення друкованих плат для невеликих робочих місць, і я вважав, що лазери можуть бути хорошим способом, оскільки травлення, здається, є дуже важким від невеликих слідів, необхідних для багатьох мікроконтролерів.

Я почав з пошуку спектру відхилення міді, оскільки сам метал є дуже світловідбиваючим. Швидкий пошук виявив, що поглинання міді знаходиться близько 800 нм. Таким чином я дійшов висновку, що травлення діод 808 нм, ймовірно, буде найкращим.
введіть тут опис зображення

Моє запитання до вас, чи погода чи ні лазер міг би видалити матеріал, чи мідь буде приймати тепло? Лазери на 808 нм дуже орієнтовані, і я планую мати орієнтовну потужність 360 кВт / см2 (діод 40 Вт в точці 112 мм2).
Я раніше працював з багатьма лазерами, починаючи від ІЧ до УФ, і я знаю достатню безпеку, щоб знати що 808 модулів, як правило, звірі.



@Cheibriados Я це бачив, але це не відповідає на це питання.

У минулому я використовував LPKF D104, щоб зробити деякі прототипи радіочастотних схем, і для видалення міді використовується УФ-лазер. Я не впевнений, в чому причина використання УФ-лазера на відміну від ІЧ-лазера. Якщо ви обшукуєте декілька робіт про імпульсну лазерну абляцію міді, вони можуть бути корисними для вас.
Капітан2001

1
Лазерна абляція та різання зазвичай виконується або з набагато більшими потужностями лазерів CW (кіловат), або з імпульсними лазерами потужністю 100 кВт або мегаватами пікової потужності (за пікосекунди до наносекунд) та піковою щільністю потужності в гігават / см ^ 2.
Еван

6
Звідки взявся цей графік? Це виглядає абсолютно неправильно. Мідь є досить екстремальним ІК-відбивачем і поглинає більш короткі довжини хвилі, а не довші, як показано вище (тому очей відображає червонувато-помаранчевий колір.) Можливо, хтось скопіював графік для спектру іонів Cu, наприклад сульфат міді або хлорид, синій- зелений розчин. Шукайте спектр мідних дзеркал, а не атомів міді. Я виявив: Мідь метал поглинання, 400 нм: 49%, 41% при 500 нм, 600 нм 15%, 700 нм: 5%, 1000nm: 3% photonics.com/EDU/Handbook.aspx?AID=25501
wbeaty

Відповіді:


6

Це нагадує мені лазерну абляцію , яку використовують при іонізації лазерної абляції, сполученій оптичною емісійною спектроскопією плазми (LA-ICP-OES). У цьому інструменті використовується лазер для випаровування поверхні зразка, щоб зразок можна було вдути в факел ICP і його спектр випромінювання зчитувати спектрометром. Ця методика використовує мікроскопічні кількості зразка, випаровуючи для аналізу просто поверхню атомного масштабу.

Для того, щоб видалити матеріал з поверхні, потрібно подати достатню кількість енергії для випаровування міді в газ. Давайте зробимо обчислення зворотної конверти, щоб побачити, чи це розумне завдання для домашнього лазера.

Мідь має тепло випаровування 300 кДж / моль. Одна моль міді - 63 гр. 1 Вт лазер постачає енергію 1 Дж / с. Це означає, що лазер потужністю 1 Вт теоретично може видалити 0,21 мг / с міді. Це не враховує енергію, необхідну для нагрівання матеріалу до температури його випаровування.

Типова друкована плата має глибину сліду в 1,4 міл (35,5 мкм). Мідь має щільність 8,9 г / см ^ 3.

Після перетворення тонни одиниці лазер потужністю 1 Вт видалить 6,64 х 10 ^ -4 квадратних міліметра матеріалу в секунду.

Так реально, напевно, ні.


як щодо лазера потужністю 50 Вт?

Ви отримали б 300 х 10 ^ -4 квадратних міліметра в секунду.
Майкл Молтер

2
Квадратні міліметри в секунду.
Майкл Молтер

1
Дошка розміром 5 х 5 см займе 2 години 18 хвилин, щоб видалити всю мідь. Але, знову ж таки, ми не враховуємо витрат енергії на нагрівання міді (воюючи проти втрат тепла).
Майкл Молтер

5
Потім знову не потрібно видаляти всю мідь. Вам просто потрібно простежити навколо слідів.
Майкл Молтер

12

Ваш графік доводить, що мідь синя! Він поглинає червоний і ІЧ, так? Так металевий мідь повинен виглядати глибоко синього кольору? !!!

Щось дуже не так.

Насправді мідь є досить екстремальним ІК-відбивачем і поглинає більш короткі довжини хвилі, не довші, як показано вище (очей, мідь відображає червонувато-помаранчевий колір.) Можливо, хтось скопіював графік для спектру іонів Cu, наприклад, сульфат міді або хлорид міді , сині або синьо-зелені розчини.

Цей графік нижче суперечить вашому, тому відповідь на ваше запитання про 808 нм - це гучний ні. Мідь на 808 нм - дуже хороше дзеркало; відбиваючи понад 95% лазерного світла 808 нм. (Зверніть увагу, що цей графік є коефіцієнтом відбиття, тому його слід перевернути догори дном, щоб дати поглинання. Але він показує поглинання при 808 нм як 4%, а не 75%, як ваш графік вище!) Це говорить про те, що найкращим лазером був би поблизу УФ при 300 нм. Звідки виник ваш графік?

графік з photonics.com photonics.com, з Довідника з оптичних констант для твердих тіл

Шукайте спектр мідних дзеркал, а не міді (не іонів чи пари металів).

Я знайшов: Мідь поглинання металу (мідне дзеркало)

400 нм: 49%
500 нм: 41%
600 нм: 15%
700 нм: 5%
1000 нм: 3%

З іншого боку, тут, у Сіетлі Річ Олсон, вдалося вирізати друковані плати з металевим шаром 40 Вт при 808 нм. Йому довелося замінити фольгу Cu сталевою, а епоксидну дошку склом! Це говорить про те, що можна різати мідь кількома десятками ватт ультрафіолету. Спочатку знайдіть поглинання сталевої фольги при 808 нм, і якщо вона дорівнює або менша 65% міді при 300 нм, то варто експериментувати з ультразвуковими лазерами 300 нм (волокнисті лазери?)


-1 це не відповідь на питання ОП? Більше коментаря дійсно ...
Майкл Молтер

4
@Michael Molter Прочитайте ще раз: У OP неправильний графік, це назад, тому він задав неправильне запитання, і інші відповіді тут можуть бути неправильними. Макс Cu поглинання знаходиться при УФ, а не ІЧ. Тож очевидно, що відповідь - «ні». (Я думав, що це очевидно. Я редагую, щоб це прописати.) Отже, чи змогли б його 40 Вт зробити це, якби він запитав про 350 нм? Розмір межі дифракції на 350 нм перевищує в 4 рази більшу щільність енергії (менше .5x діаметр плями 800nM.) Але лазери 350nM можуть бути смішними високою ціною.
wbeaty

@wbeaty Я знаю, про що я запитав, і ви відповіли на питання: погода чи ні лазер міг би фактично видалити матеріал, чи мідь буде приймати тепло?

Отже, чи рекомендуватимуть для цього лазер TEA?

Шукаючи спектр водного розчину мідного купоросу, я наткнувся на це. Спектри ОП для іонів міді та нікелю у водному розчині. У нікелевій монеті 5 відсотків є 25% Ni і 75% Cu, тому обидва іони знаходяться в спектрі розчиненої монети. Тож @wbeaty має рацію.
Ред V

2

Найпростіший і найдешевший спосіб зробити це - використовувати чорну фарбу для розпилення, щоб спочатку пофарбувати ваші мідні дошки. Потім використовуйте 2 Вт синій діодний лазер для видалення фарби з дошки, виставляючи мідь. Ви можете зробити другий прохід просто, щоб бути впевненим, чи справді він чистий.

Нарешті, опустіть його в кислу ванну і дайте їй протравити відкриту мідь. Фарба захистить решту міді. Промийте та очистіть залишки фарби розчинником.

https://www.youtube.com/watch?v=EBUsOGMQdhM

Сподіваюся, що це допомагає.


2

Я робив кілька експериментів, використовуючи технологію flex від trotec. Джерело волокна добре працює на міді, і вона не надто спалює смолу дошки. Експерименти, які ми робили, були досить простими, але досить задовольняючими. Більше інформації тут: http://fabacademy.org/archives/2015/eu/students/bassi.enrico/04electronic.html

http://fabacademy.org/archives/2015/eu/students/bassi.enrico/06electronicdesign.html

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.