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深度好文—手机零组件中的激光加工工艺

2018/01/02 16:00   |    阅读量:4292   |    来自: MTE

【导语】 在“中国制造2025”不断深化的背景下,如今,传统的制造业正面临深度转型和升级。其中的一个重要战略便是转向附加价值和技术壁垒更高的高端精密加工。那么,如何才能实现高端精密加工?如果你用过“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”,就一定能猜到,是的,激光。

在“中国制造2025”不断深化的背景下,如今,传统的制造业正面临深度转型和升级。其中的一个重要战略便是转向附加价值和技术壁垒更高的高端精密加工。那么,如何才能实现高端精密加工?如果你用过“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”,就一定能猜到,是的,激光。

市场研究公司BBC Research发布的报告显示,预计到2020年,全球工业激光器的市场规模将达到63亿美元,其中,消费电子领域将成为工业激光器最大的终端应用产业,其市场份额有望达到20亿美元。随着科技的不断进步,全球创新型电子消费产品日新月异,它们不仅外观炫目多彩,并内置了各种复杂精密的集成技术。因而,电子行业的瞬息万变也给激光制造业带来了巨大的机遇和挑战。

基本上,激光技术采用非接触性加工方式,不会产生机械应力,特别符合电子行业的加工要求。另外,凭借其高效率、高精度、热影响区小、无污染等优势,激光加工技术被广泛应用了电子工业。

在电子消费品行业中,激光切割能够以一流的切割精度和速度对金属或非金属零部件等小型工件进行精密切割或微孔加工。激光焊接则以热变形小、作用区域和位置精确可控、焊接品质高、易于实现自动化、能实现异种材料焊接等优势脱颖而出。而激光打标凭借其环保、耐磨性强、加工精度高、低成本、性能稳定、使用范围广、便于追踪管控等特点适用于对各种薄型金属/非金属材料打标,并且能在门类广泛的电子元器件上烙下永久性的“标记”。

智能时代:激光与手机交融

移动互联网时代早已颠覆了人们的生活、工作和思维模式。随着消费电子行业的迅猛发展,智能手机俨然成为了人们生活中不可缺失的元素之一。据Gartner的分析报告称,2016年,全球智能手机的出货量约为14.5亿部,同比增长0.6%;2017年预计的出货量将在15亿部左右。
 
 
手机无疑是电子消费品中当仁不让的宠儿。随着手机市场竞争愈发激烈,手机制造业对产品自然也提出了更高的要求。据悉,约70%的手机加工制造环节都应用到激光技术(超过20种不同的工艺)及相关的制造设备。无论你肉眼能看到的,抑或不能看到的,激光的身影都以不同形式“穿插”其中。
 
尤其是随着近年来高功率、深紫外和超快激光加工等技术的发展,持续推动了智能手机制造技术的飞跃。究其缘由,想必与激光工艺特性及手机精密制造需求息息相关。凭借其功率密度高、方向性好、清洁、高效、环保等众多优势,激光加工在手机制造中取代传统技术的趋势也日益明显。

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例如,精密激光切割在加工智能手机的众多结构元素,如Home键、蓝宝石屏、tft液晶屏、AMOLED屏、玻璃盖板、导电玻璃、音量孔、不锈钢外壳、PCB电路板、柔性电路板、背盖壳、以及其它薄膜材料和脆性材料等都是大有用武之地的技术。另外,如今电子元器件集成化要求越来越高、设计愈发倾向微小化,许多精细的深孔,如采用传统加工方式便很难完成,激光钻孔由此成为重要的工艺手段。激光聚焦光斑能在很小的区域内集中很高的能量,尤其适用于加工微细深孔,最小孔径只有几微米,孔深和孔径比可大于50微米。同时, 一部手机上随处可见激光打标的影子,如:Logo、手机按键、手机外壳、电池、PCB、手机饰品以及手机内部的零部件等等。

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激光作为尖端技术行业,具有高技术壁垒,高成本的特点。在全球激光市场中,主要的生产厂商有通快,大族,相干,IPG,Cymer,百超等公司。

从全球角度看,目前世界上主要的激光种类有 CO 2 激光器,光纤激光器,半导体激光器和固体激光器,而 CO 2 激光器和光纤激光器基本占据了全球激光份额的 70%。

目前世界上的智能电子加工产业,机械制造业主要集中在亚太地区。

这意味着依附于下游加工行业的激光教工设备市场将吸引着国内的激光设备生产,目前国内中国激光加工产业的 4 个产业带:珠江三角洲、长江三角洲、华中地区和环渤海地区。

除了大族激光外,国内较大的厂商还有武汉的华工科技、天琪激光、华俄激光、金运激光,苏州的德龙激光。其中,大族激光在国内市场上不论是大功率还是中小功率都有较大的份额,并且以35%-45%的明显优势远超第二位的10%左右,在本土市场具有绝对优势。


SIMM2018—一场激光盛宴在等你

不断向小型化和大规模发展的趋势是电子行业最重要的两个特点。凭借前所未有的精确度和充分的自动化,激光技术提供能应对这些挑战的工业解决方案。

2018年3月29-4月1日,SIMM为您带来一场激光盛宴,众多国内外知名厂商将带来其最新的技术与设备,以全球领先技术呈现金属板材加工领域全方位的系统解决方案。

通快(展位号:2M01)

更快速、更小巧、更高效:微电子领域的进步与激光技术密不可分

通快集团是全球制造技术领域的领导企业之一。从加工金属薄板和材料的机床,到激光技术、电子领域,通快正以不断的创新引导着技术发展趋势。

TRUMPF 激光器在生产最新一代的计算机芯片上起到关键作用。另外,激光器还可用于实现众多其他3C的加工步骤,如切割和钻孔硅晶片、印刷电路板或整个电子模块。

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TruMicro 7370是通快一台全新全固体化的高功率紫外激光器,适合用于面板厂的大面积面板的特殊制造处理工艺,比如激光玻璃,针对柔性显示屏的制造工艺之一的核心产品设备。

大族激光(展位号:2F27)

苹果手机主要的装备供应商

大族激光是全球领先的激光加工设备龙头,激光设备应用丰富,具备了自产光纤激光器的能力。主要产品包括激光打标机系列、激光焊接机系列、激光切割机系列、新能源激光焊接设备、激光演示系列、PCB钻孔机系列、工业机器人等多个系列200余种工业激光设备及智能装备解决方案。产品涉及IT制造、新能源动力电池制造、电子电路、仪器仪表、计算机制造、手机通讯、汽车配件、精密器械、建筑建材、五金工具等多个行业。

大族激光也是苹果手机的一个最主要的装备供应商,占了80%以上的市场份额,包括指纹锁,蓝宝石的切割、手机电池的焊接、手机背后的文字打标,都有应用。其对应设备如下:

百超(展位号:2L01)

电子通讯行业应用——轻松自如应对复杂多变

瑞士百超激光集团成立于1964年,已经拥有53年历史,1981年致力于激光切割研发,生产销售激光切割机已经30多年。百超迪能激光主要产品为:高功率光纤激光切割机(2000W-10000W),中功率光纤激光切割机(<2000W),广泛应用于:电力电气、汽车制造、机械设备、电器设备、酒店厨房设备、钣金制作、精密零件、五金制品等行业。其技术优势为:小件切割 - 微连接,微焊接,带膜直接切割技术等。推荐机型: ByAutonom, Bystar, ByJin。

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百超——ByJin Fiber

ByJin Fiber系列是百超为中国市场度身定制的一款高性能光纤激光切割机,其产品配置包含3000W和4000W激光功率,在切割幅面方面不仅具备3m x 1.5m,最大可实现4m x 2m的切割区域。

华工科技

3C行业激光加工解决方案

 武汉华工激光工程有限责任公司是中国最大的激光设备制造商之一,是国内知名高科技上市公司 。公司主导产品涵盖全功率系列的激光切割系统、激光焊接系统、激光打标系列、激光毛化设备、激光热处理设备以及固体和气体激光器及器件等,广泛应用于钢铁冶金、航天航空、汽车、电子等行业。

华工拥有从手机PCB电路板行业解决方案开始,到3C异性材料焊接行业解决方案、LDS激光直接成型解决方案、玻璃盖板及OLED面板切割行业解决方案、3C行业标记应用解决方案等手机主板和结构件、功能件的激光加工设备平台。

在3C行业标记应用解决方案中,华工激光推出的激光打孔设备,能够在金属薄板、塑料、复合材料上进行微孔、喇叭孔、装饰孔等加工。孔径0.03mm-0.8mm,外表光滑无毛刺。

IPG(展位号:3F03)

两届“光子学奥斯卡”获得者/不可或缺的触摸屏

IPG Photonics是全球高功率光纤激光器和放大器的领导者。始创于1990年,倡导将基于有源光纤的激光器推广应用于材料加工、通讯、医疗、科研等多种先进领域。

IPG 光纤激光器和集成自动化系统适用于消费电子行业,独具特色地将可靠性、灵活性、效率、高功率、光束质量、紧凑性以及性价比等特点集于一身。

对于手持终端设备市场,IPG 提供高速切割系统,用于制造蓝宝石显示屏盖板以及切割home键。对于专业的电子设备,类似的系统可以对陶瓷、碳化硅和金刚石材料等基材及封装进行切割钻孔。IPG 的准连续激光器光纤激光系统用于焊接电池、导线和元件外壳,电器制造商也同时享有公司在平面和多轴切割、焊接方面的核心优势带来的优质服务。

在电子元件方面,IPG 的系统用于加工陶瓷封装、柔性电路制版以及处理绝缘和防护涂层;还用于先进电子模块集成的所有工序。

天弘激光(展位号:3D26)

“高精度、高稳定度、高性价比”的激光加工系统

苏州天弘激光股份有限公司是一家致力于激光加工装备研制、销售的国家高新技术企业。公司涉及激光加工装备的众多领域,包括激光打标、焊接、切割、精密加工系统等,是国内激光加工系统的主要系统供应商之一。

其产品涉及激光切割机、激光打标机、激光焊接机、激光雕刻机四大系列20多种机型。设备适用涵盖五金制品、模型制作、电子、太阳能、医疗器件等多种行业。

天弘激光-陶瓷激光切割机

该设备是主要针对各种陶瓷精细加工而开发的一套高端精细激光加工设备,具有加工效率好、可加工任意图形、自动CCD调焦、定位等优点,是厚膜电路、微波通讯以及其他各种电子元器件中陶瓷材质加工的理想工具。

相关会议:

2018先进汽车冲压及激光焊接技术应用大会【激光焊接专场】

会议地点:深圳会展中心茉莉厅

会议时间:2018年3月29日

主办单位:SIMM深圳机械展、MFC金属板材成形

演讲企业:广汽丰田、一汽大众、舒勒、上海蔚来、吉利等

会议亮点

汽车冲压最前沿技术、工艺展望

重点企业冲压实际生产经验分享

冲压自动化连线生产

复合材料激光焊接

汽车轻量化落地方案

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