การระเบิดทองแดงออกจากวัสดุพิมพ์ด้วยเลเซอร์ไดโอด 808nm

13

ดังนั้นฉันจึงพยายามหาวิธีผลิต PCBs สำหรับงานเล็ก ๆ และฉันคิดว่าเลเซอร์อาจเป็นวิธีที่ดีในการแกะสลักเนื่องจากการแกะสลักดูเหมือนจะยากมากจากร่องรอยขนาดเล็กที่จำเป็นสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์จำนวนมาก

ฉันเริ่มต้นด้วยการค้นหาสเปกตรัม absobance ของทองแดงเนื่องจากตัวโลหะนั้นสะท้อนแสงมาก การค้นหาอย่างรวดเร็วปรากฎว่าการดูดซับของทองแดงอยู่ที่ประมาณ 800nm ดังนั้นฉันจึงสรุปได้ว่าไดโอดแกะสลัก 808nm น่าจะดีที่สุด

คำถามของฉันกับคุณคือสภาพอากาศหรือไม่เลเซอร์จะเอาวัสดุออกจริงหรือว่าทองแดงจะใช้กับความร้อนหรือไม่ เลเซอร์ 808nm นั้นสามารถโฟกัสได้ดีมากและฉันวางแผนที่จะใช้พลังงานประมาณ 360KW / cm2 (ไดโอด 40W ที่. 1.112mm2 dot) ..
ฉันเคยทำงานกับเลเซอร์มาก่อนตั้งแต่ IR ถึง UV และฉันรู้ถึงความปลอดภัยเพียงพอที่จะรู้ โมดูล 808 นั้นเป็นสัตว์ร้าย

pcb pcb-fabrication laser

3

ซ้ำกันของเลเซอร์ไดโอดเพื่อลบชั้นทองแดงจาก PCB

— Cheibriados

@heibriados ฉันเห็นว่า แต่ไม่ตอบคำถามนี้

ฉันเคยใช้ LPKF D104 เพื่อทำต้นแบบวงจร RF ในอดีตและใช้เลเซอร์ UV เพื่อกำจัดทองแดง ฉันไม่แน่ใจว่าสาเหตุของการใช้เลเซอร์ยูวีเมื่อเทียบกับเลเซอร์ IR คืออะไร หากคุณมองไปรอบ ๆ มีบทความบางส่วนเกี่ยวกับการระเหยด้วยเลเซอร์ชีพจรของทองแดงเหล่านั้นอาจเป็นประโยชน์กับคุณ

— Captainj2001

1

การระเหยและการตัดด้วยเลเซอร์มักทำด้วยเลเซอร์ CW พลังงานสูง (กิโลวัตต์) หรือเลเซอร์พัลส์ที่มี 100s kW หรือเมกะวัตต์ของกำลังสูงสุด

— Evan

6

กราฟนั้นมาจากไหน มันดูผิดอย่างสมบูรณ์ ทองแดงเป็นตัวสะท้อนแสง IR ค่อนข้างสูงและดูดซับความยาวคลื่นที่สั้นกว่าไม่ยาวดังที่แสดงไว้ด้านบน (ดังนั้นโดยตาจะสะท้อนสีส้มแดง) บางทีบางคนคัดลอกกราฟสำหรับสเปกตรัมไอออน Cu เช่นคอปเปอร์ซัลเฟตหรือคลอไรด์สีน้ำเงิน โซลูชั่นสีเขียว ค้นหาสเปกตรัมของกระจกทองแดงไม่ใช่ของทองแดงอะตอม ฉันพบ: การดูดซับโลหะทองแดง, 400nm: 49%, 500nm 41%, 600nm 15%, 700nm: 5%, 1,000nM: 3% photonics.com/EDU/Handbook.aspx?AID=25501

— wbeaty

6

สิ่งนี้ทำให้ฉันนึกถึงการระเหยของเลเซอร์ที่ใช้ในการกำจัดด้วยเลเซอร์ด้วยการระเหยไอออไนซ์ควบคู่ไปกับการฉายด้วยแสงแบบพลาสมา (LA-ICP-OES) ในเครื่องมือนี้เลเซอร์จะใช้ในการระเหยพื้นผิวตัวอย่างเพื่อให้ตัวอย่างถูกเป่าเข้าไปในไฟฉาย ICP และปล่อยสเปกตรัมที่อ่านโดยสเปกโตรมิเตอร์ เทคนิคนี้ใช้ตัวอย่างปริมาณกล้องจุลทรรศน์โดยการระเหยออกไปเพียงผิวอะตอมขนาดเพื่อการวิเคราะห์

เพื่อที่จะเอาวัสดุออกจากพื้นผิวคุณจำเป็นต้องจัดหาพลังงานเพียงพอที่จะทำให้ทองแดงกลายเป็นไอ ลองทำการคำนวณด้านหลังซองเพื่อดูว่านี่เป็นงานที่สมเหตุสมผลสำหรับเลเซอร์บ้านหรือไม่

ทองแดงมีความร้อนจากการระเหย 300 kJ / mol โมลทองแดงหนึ่งโมลคือ 63 กรัม เลเซอร์ 1 วัตต์ให้พลังงาน 1 J / s นั่นหมายความว่าเลเซอร์ 1 W ในทางทฤษฎีสามารถกำจัดทองแดงได้ 0.21 mg / s นี่ไม่ใช่การบัญชีสำหรับพลังงานที่จำเป็นในการให้ความร้อนวัสดุกับอุณหภูมิการระเหยของมัน

PCB ทั่วไปมีความลึกร่องรอย 1.4 mils (35.5 um) ทองแดงมีความหนาแน่น 8.9 g / cm ^ 3

หลังจากแปลงหน่วยเป็นตันเลเซอร์ 1 วัตต์จะลบ 6.64 x 10 ^ -4 ตารางมิลลิเมตรของวัสดุต่อวินาที

ดังนั้นในความเป็นจริงอาจไม่

— Michael Molter
แหล่งที่มา

แล้วเลเซอร์ 50 วัตต์ล่ะ?

คุณจะได้รับ 300 x 10 ^ -4 ตารางมิลลิเมตรต่อวินาที

— Michael Molter

2

ตารางมิลลิเมตรต่อวินาที

— Michael Molter

1

บอร์ดขนาด 5 x 5 ซม. ใช้เวลา 2 ชั่วโมง 18 นาทีเพื่อนำทองแดงออกทั้งหมด แต่อีกครั้งเราไม่ได้คำนึงถึงต้นทุนด้านพลังงานในการทำให้ทองแดงร้อนขึ้น (ในขณะที่ต่อสู้กับการสูญเสียความร้อน)

— Michael Molter

5

จากนั้นอีกครั้งคุณไม่จำเป็นต้องถอดทองแดงทั้งหมดออก คุณเพียงแค่ต้องติดตามรอบ ๆ ร่องรอย

— Michael Molter

12

กราฟของคุณพิสูจน์ว่าทองแดงเป็นสีฟ้า! มันดูดซับสีแดงและ IR ใช่ไหม? ดังนั้นทองแดงเมทัลลิคต้องมีสีฟ้าเข้ม !!!

มีบางอย่างผิดปกติมาก

ที่จริงแล้วทองแดงเป็นตัวสะท้อน IR ค่อนข้างสูงและดูดซับความยาวคลื่นที่สั้นกว่าไม่ได้ดังที่แสดงไว้ด้านบน (โดยตาทองแดงสะท้อนสีส้มแดง) บางทีบางคนคัดลอกกราฟสำหรับสเปกตรัมไอออน Cu เช่นคอปเปอร์ซัลเฟตหรือคอปเปอร์คลอไรด์ โซลูชันสีน้ำเงินหรือสีน้ำเงินเขียว

กราฟด้านล่างนี้ขัดแย้งกับคุณดังนั้นคำตอบสำหรับคำถามของคุณเกี่ยวกับ 808 นาโนเมตรนั้นเป็นดังก้อง ทองแดงที่ 808 นาโนเมตรเป็นกระจกที่ดีมาก สะท้อนแสงเลเซอร์มากกว่า 808 นาโนเมตร (โปรดสังเกตว่ากราฟนี้คือการสะท้อนดังนั้นควรพลิกกลับหัวลงเพื่อให้การดูดกลืนแสง แต่มันแสดงการดูดซับที่ 808 นาโนเมตรเป็น 4% ไม่ใช่ 75% ตามกราฟของคุณด้านบน!) แสดงว่าเลเซอร์ที่ดีที่สุดน่าจะใกล้ UV ที่ 300 นาโนเมตร กราฟของคุณมาจากไหน

photonics.com จากคู่มือของค่าคงที่แสงสำหรับของแข็ง

ค้นหาสเปกตรัมของกระจกทองแดงไม่ใช่ทองแดง (ไม่ใช่ไอออนหรือไอโลหะ)

ฉันพบ: การดูดซับโลหะทองแดง (กระจกทองแดง)

400 นาโนเมตร: 49%
500 นาโนเมตร: 41%
600 นาโนเมตร: 15%
700 นาโนเมตร: 5%
1,000 นาโนเมตร: 3%

ในทางตรงกันข้ามที่นี่ใน Seattle Rich Olson จัดการตัด PCB ชั้นโลหะด้วยเลเซอร์ 40 วัตต์ที่ 808 nm เขาจะต้องเปลี่ยน Cu Cu ด้วยเหล็กและอีพ็อกซี่บอร์ดเป็นแก้ว! นี่เป็นการชี้ให้เห็นว่ามันเป็นไปได้ที่จะตัดทองแดงด้วยอุลตร้าไวโอเลตหลายสิบวัตต์ ก่อนอื่นพบการดูดซับของฟอยล์เหล็กที่ 808 นาโนเมตรและถ้ามันเท่ากับหรือน้อยกว่าทองแดง 65% ที่ 300 นาโนเมตรก็ควรทดลองกับเลเซอร์ UV 300 นาโนเมตร (เลเซอร์ไฟเบอร์)

— wbeaty
แหล่งที่มา

-1 นี่ไม่ใช่คำตอบสำหรับคำถาม OPs ใช่ไหม มากขึ้นในการแสดงความคิดเห็นจริงๆ ...

— ไมเคิล Molter

4

@Michael Molter อ่านอีกครั้ง: OP มีกราฟผิดมันย้อนกลับดังนั้นเขาจึงถามคำถามผิดและคำตอบอื่น ๆ ที่นี่อาจผิด การดูดซึมสูงสุด Cu อยู่ที่ UV ไม่ใช่ IR เห็นได้ชัดว่าคำตอบคือ 'ไม่' (ฉันคิดว่าสิ่งนี้ชัดเจนฉันจะแก้ไขเพื่อสะกดออก) ดังนั้น 40watts ของเขาจะสามารถทำได้หรือไม่ถ้าเขาถามประมาณ 350 นาโนเมตร? ขนาดจุด จำกัด การเลี้ยวเบนสำหรับ 350nM เป็นความหนาแน่นพลังงานมากกว่า 4x สูง (เส้นผ่าศูนย์กลางน้อยกว่า. 5x ของจุด 800nM) แต่เลเซอร์ 350nM อาจมีราคาสูง

— wbeaty

@ ชนะฉันรู้ว่าสิ่งที่ฉันถามและคุณตอบคำถาม: เป็นสภาพอากาศหรือไม่เลเซอร์สามารถลบวัสดุจริงหรือถ้าทองแดงจะใช้ความร้อน?

ดังนั้นเลเซอร์ TEA จะได้รับการแนะนำสำหรับสิ่งนี้หรือไม่?

ในขณะที่ค้นหาสเปคตรัมของสารละลายคอปเปอร์ซัลเฟตในน้ำ สเปกตรัมของ OP ใช้สำหรับไอออนของทองแดงและนิกเกิลในสารละลายน้ำ เหรียญนิกเกิล 5 เปอร์เซ็นต์ของสหรัฐอเมริกาคือ 25% Ni และ 75% Cu ดังนั้นไอออนทั้งสองจึงอยู่ในสเปกตรัมของการแก้ปัญหาของเหรียญที่ละลาย @wbeaty ถูกต้อง

— Ed V

2

วิธีที่ง่ายที่สุดและถูกที่สุดในการทำเช่นนี้คือใช้สีสเปรย์สีดำเพื่อทาสีบนกระดานหุ้มทองแดงของคุณก่อน จากนั้นใช้เลเซอร์ไดโอดสีน้ำเงินขนาด 2 วัตต์เพื่อลบสีออกจากบอร์ดโดยแสดงทองแดง คุณสามารถใช้รหัสผ่านที่ 2 เพื่อให้แน่ใจว่ามันสะอาดจริงๆ

ในที่สุดวางลงในอ่างกรดและปล่อยให้มันกัดทองแดงที่ถูกสัมผัส สีจะปกป้องส่วนที่เหลือของทองแดง ล้างและทำความสะอาดสีที่เหลือด้วยตัวทำละลาย

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

หวังว่าจะช่วย

— ฮวน
แหล่งที่มา

2

ฉันทำการทดลองบางอย่างโดยใช้เทคโนโลยีเฟล็กซ์จากทร็อเทค แหล่งไฟเบอร์ทำงานได้ดีบนทองแดงและไม่ได้เผาเรซินของบอร์ดมากเกินไป การทดลองที่เราทำนั้นค่อนข้างเรียบง่าย แต่ค่อนข้างน่าพอใจ ข้อมูลเพิ่มเติมที่นี่: http://fabacademy.org/archives/2015/eu/students/bassi.enrico/04electronic.html

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

— Enrico Bassi
แหล่งที่มา