808nm 레이저 다이오드로 기판에서 구리를 발파

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따라서 작은 작업을 위해 PCB를 생산하는 방법을 연구 중이며 많은 마이크로 컨트롤러에 필요한 작은 흔적으로 인해 에칭이 매우 어려워 레이저가 좋은 방법이라고 생각했습니다.

나는 금속 자체가 매우 반사적이기 때문에 구리의 흡수 스펙트럼을 검색하기 시작했습니다. 빠른 검색 결과 구리의 흡광도가 약 800nm에 달하는 것으로 나타났습니다. 따라서 808nm 에칭 다이오드가 가장 적합 할 것이라는 결론에 도달했습니다.
여기에 이미지 설명을 입력하십시오

내 질문은 날씨가 레이저가 실제로 재료를 제거 할 수 있습니까, 아니면 구리가 열을 흡수하는지 여부입니다. 808nm 레이저는 매우 초점을 맞출 수 있으며 360KW / cm2 (.112mm2 도트에서 40W 다이오드)의 예상 전력을 사용할 계획입니다.
IR에서 UV에 이르기까지 많은 레이저를 사용해 본 적이 있으며 충분한 안전을 알고 있습니다. 808 모듈은 일반적으로 짐승입니다.

pcb  pcb-fabrication  laser 
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— Cheibriados
@Cheibriados 나는 그것을 보았지만 그것은이 질문에 대답하지 않습니다.
LPKF D104를 사용하여 과거에 일부 RF 회로 프로토 타입을 수행했으며 UV 레이저를 사용하여 구리 제거를 수행했습니다. IR 레이저와 달리 UV 레이저를 사용하는 이유가 무엇인지 잘 모르겠습니다. 구리의 펄스 레이저 제거에 관한 몇 가지 논문이 있다면 도움이 될 것입니다.
— Captainj2001
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레이저 절제 및 절단은 일반적으로 훨씬 높은 전력의 CW 레이저 (킬로와트) 또는 100kW 또는 메가 와트의 피크 전력 (피코 초 내지 나노초) 및 기가 와트 / cm ^ 2의 피크 전력 밀도를 갖는 펄스 레이저로 수행됩니다.
— Evan
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그 그래프는 어디에서 왔습니까? 완전히 틀린 것 같습니다. 구리는 매우 극단적 인 IR 반사기이며, 위에 표시된 것보다 더 길지 않은 더 짧은 파장을 흡수합니다 (눈에 의해 붉은 오렌지색을 반영합니다) 아마도 누군가가 황산구리 또는 염화물과 같은 구리 이온 스펙트럼에 대한 그래프를 복사했을 것입니다. 녹색 솔루션. 구리 원자가 아닌 구리 미러 스펙트럼을 검색합니다. I 발견 : 구리 금속 흡광도 400nm의 49 % 41 % 500 ㎚, 600 ㎚ 15 %, 700nm에서 5 % 내지 1000nm : 3 % photonics.com/EDU/Handbook.aspx?AID=25501
— wbeaty

답변:

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이것은 레이저 절제 이온화 결합 플라즈마 광 방출 분광법 (LA-ICP-OES)에 사용되는 레이저 절제 를 상기시킵니다 . 이 기기에서는 레이저를 사용하여 시료 표면을 기화시켜 시료를 ICP 토치로 불어 넣고 분광계로 방출 스펙트럼을 읽습니다. 이 기법은 분석을 위해 원자 규모 표면 만 기화시켜 미세한 양의 샘플을 사용합니다.

표면에서 재료를 제거하려면 구리를 가스로 기화시키기에 충분한 에너지를 공급해야합니다. 이것이 가정 레이저에 적합한 작업인지 확인하기 위해 봉투 뒷면 계산을 해 봅시다.

구리는 300kJ / mol의 증발열을가집니다. 구리 1 몰은 63g입니다. 1W 레이저는 1J / s의 에너지를 공급합니다. 이는 1W 레이저가 이론적으로 0.21 mg / s의 구리를 제거 할 수 있음을 의미합니다. 이는 재료를 증발 온도로 가열하는 데 필요한 에너지를 설명하지 않습니다.

일반적인 PCB의 트레이스 깊이는 1.4 밀 (35.5um)입니다. 구리의 밀도는 8.9 g / cm ^ 3입니다.

톤 단위 변환 후 1W 레이저는 초당 6.64 x 10 ^ -4 제곱 밀리미터의 재료를 제거합니다.

아마도 현실적으로는 아닐 것입니다.

— 마이클 몰터
소스
50W 레이저는 어떻습니까?
초당 300 x 10 ^ -4 제곱 밀리미터가됩니다.
— Michael Molter
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초당 제곱 밀리미터.
— Michael Molter
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5 x 5cm 보드는 모든 구리를 제거하는 데 2 ​​시간 18 분이 소요됩니다. 그러나 우리는 다시 구리를 가열하기위한 에너지 비용을 고려하지 않습니다 (열 손실과 싸우는 동안).
— Michael Molter
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그런 다음 다시 모든 구리선을 제거 할 필요는 없습니다. 추적을 추적하면됩니다.
— Michael Molter
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당신의 그래프는 구리가 파란색임을 증명합니다! 빨간색과 IR을 흡수합니다. 그래서 금속성 구리는 진한 파란색으로 보일까요? !!!

뭔가 잘못되었습니다.

실제로, 구리는 매우 극단적 인 IR 반사기이며, 위에 표시된 것보다 더 길지 않은 짧은 파장을 흡수합니다 (눈으로 구리는 붉은 주황색을 나타냄) 아마도 누군가는 황산구리 또는 염화 구리와 같은 Cu 이온 스펙트럼에 대한 그래프를 복사했을 것입니다 , 청색 또는 청록색 용액.

아래의 그래프는 당신과 모순되므로 808 nm에 대한 귀하의 질문에 대한 답변은 놀랍습니다. 808 nm의 구리는 매우 좋은 거울입니다. 808nm 레이저 광의 95 % 이상 반사 (이 그래프는 반사율이므로 흡수율을주기 위해 거꾸로 뒤집어 야합니다. 그러나 808 nm에서의 흡수율은 위의 그래프와 같이 75 %가 아니라 4 %로 나타납니다!) 300 nm에서. 그래프는 어디에서 시작 되었습니까?

photonics.com의 그래프 고체 용 광학 상수 핸드북의 photonics.com

구리가 아닌 구리 거울의 스펙트럼을 검색합니다 (이온 또는 금속 증기가 아님).

발견 : 구리 금속 흡광도 (구리 거울)

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

한편, 시애틀에서 Rich Olson은 808nm에서 40 와트 레이저로 금속층 PCB 를 절단했습니다 . 그는 Cu 호일을 강철로, 에폭시 보드를 유리로 교체해야했습니다! 이것은 수십 와트의 자외선으로 구리를 절단하는 것이 가능할 수 있음을 시사합니다. 먼저 808 nm에서 강박의 흡광도를 찾으십시오. 300 nm에서 구리의 65 % 이하이면 300 nm UV 레이저 (섬유 레이저?)를 실험 해 볼 가치가 있습니다.

— 비틀 거리는
소스
-1 이것은 OP 질문에 대한 답변이 아닙니까? 더 많은 주석의 정말 ...
— 마이클 Molter
4
@Michael Molter 다시 읽기 : OP는 잘못된 그래프를 가지고 있으며, 반대입니다. 따라서 잘못된 질문을했으며 여기에 다른 답변이 잘못되었을 수 있습니다. 최대 Cu 흡수는 IR이 아닌 UV에 있습니다. 따라서 대답은 '아니요'입니다. (나는 이것이 명백하다고 생각했다. 나는 그것을 철자하기 위해 편집 할 것이다.) 만약 그가 약 350nM을 물었다면, 그의 40 와트가 그것을 할 수 있을까요? 350nM의 회절 한계 스폿 크기는 에너지 밀도가 4 배 이상 높으며 (직경 800nM의 0.5 배 미만) 350nM 레이저는 엄청나게 높은 가격 일 수 있습니다.
— wbeaty
@wbeaty 나는 내가 무엇을 요구했는지 알고, 당신은 질문에 대답했다 : 날씨가 레이저가 실제로 재료를 제거 할 수 있는지 아닌지 또는 구리가 열을 가할 것인가?
TEA 레이저를 권장합니까?
황산구리 수용액의 스펙트럼을 검색하는 동안 나는 이것에 부딪쳤다. OP의 스펙트럼은 수용액의 구리 및 니켈 이온에 대한 것입니다. 미국 5 % 니켈 코인은 25 % Ni 및 75 % Cu이므로 두 이온 모두 용존 코인 용액의 스펙트럼에 있습니다. @wbeaty가 옳습니다.
— Ed V
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가장 쉽고 저렴한 방법은 검정색 스프레이 페인트를 사용하여 먼저 구리 피복 보드 위에 페인트하는 것입니다. 그런 다음 2W 청색 다이오드 레이저를 사용하여 보드에서 페인트를 제거하여 구리를 노출시킵니다. 당신은 정말 깨끗하게하기 위해 두 번째 패스를 할 수 있습니다.

마지막으로, 이것을 산욕에 떨어 뜨려 노출 된 구리를 에칭하게한다. 페인트는 나머지 구리를 보호합니다. 헹구고 남은 페인트를 솔벤트로 닦아냅니다.

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

희망이 도움이됩니다.

— 후안
소스
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