激光與消費電子

在“中國制造2025”不斷深化的背景下，如今，傳統的制造業(yè)正面臨深度轉型和升級。其中的一個(gè)重要戰略便是轉向附加價(jià)值和技術(shù)壁壘更高的高端精密加工。那么，如何才能實(shí)現高端精密加工？如果你用過(guò)“最快的刀”、“最準的尺”、“最亮的光”，就一定能猜到，是的，激光。

 

市場(chǎng)研究公司BBC Research發(fā)布的報告顯示，預計到2020年，全球工業(yè)激光器的市場(chǎng)規模將達到63億美元，其中，消費電子領(lǐng)域將成為工業(yè)激光器最大的終端應用產(chǎn)業(yè)，其市場(chǎng)份額有望達到20億美元。隨著(zhù)科技的不斷進(jìn)步，全球創(chuàng )新型電子消費產(chǎn)品日新月異，它們不僅外觀(guān)炫目多彩，并內置了各種復雜精密的集成技術(shù)。因而，電子行業(yè)的瞬息萬(wàn)變也給激光制造業(yè)帶來(lái)了巨大的機遇和挑戰。

 

基本上，激光技術(shù)采用非接觸性加工方式，不會(huì )產(chǎn)生機械應力，特別符合電子行業(yè)的加工要求。另外，憑借其高效率、高精度、熱影響區小、無(wú)污染等優(yōu)勢，激光加工技術(shù)被廣泛應用了電子工業(yè)。

 

在電子消費品行業(yè)中，激光切割能夠以一流的切割精度和速度對金屬或非金屬零部件等小型工件進(jìn)行精密切割或微孔加工。激光焊接則以熱變形小、作用區域和位置精確可控、焊接品質(zhì)高、易于實(shí)現自動(dòng)化、能實(shí)現異種材料焊接等優(yōu)勢脫穎而出。而激光打標憑借其環(huán)保、耐磨性強、加工精度高、低成本、性能穩定、使用范圍廣、便于追蹤管控等特點(diǎn)適用于對各種薄型金屬/非金屬材料打標，并且能在門(mén)類(lèi)廣泛的電子元器件上烙下永久性的“標記”。

智能時(shí)代：激光與手機交融

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代早已顛覆了人們的生活、工作和思維模式。隨著(zhù)消費電子行業(yè)的迅猛發(fā)展，智能手機儼然成為了人們生活中不可缺失的元素之一。據Gartner的分析報告稱(chēng)，2016年，全球智能手機的出貨量約為14.5億部，同比增長(cháng)0.6%；2017年預計的出貨量將在15億部左右。

 

手機無(wú)疑是電子消費品中當仁不讓的寵兒。隨著(zhù)手機市場(chǎng)競爭愈發(fā)激烈，手機制造業(yè)對產(chǎn)品自然也提出了更高的要求。據悉，約70%的手機加工制造環(huán)節都應用到激光技術(shù)（超過(guò)20種不同的工藝）及相關(guān)的制造設備。無(wú)論你肉眼能看到的，抑或不能看到的，激光的身影都以不同形式“穿插”其中。

 

尤其是隨著(zhù)近年來(lái)高功率、深紫外和超快激光加工等技術(shù)的發(fā)展，持續推動(dòng)了智能手機制造技術(shù)的飛躍。究其緣由，想必與激光工藝特性及手機精密制造需求息息相關(guān)。憑借其功率密度高、方向性好、清潔、高效、環(huán)保等眾多優(yōu)勢，激光加工在手機制造中取代傳統技術(shù)的趨勢也日益明顯。

 

例如，精密激光切割在加工智能手機的眾多結構元素，如Home鍵、藍寶石屏、tft液晶屏、AMOLED屏、玻璃蓋板、導電玻璃、音量孔、不銹鋼外殼、PCB電路板、柔性電路板、背蓋殼、以及其它薄膜材料和脆性材料等都是大有用武之地的技術(shù)。另外，如今電子元器件集成化要求越來(lái)越高、設計愈發(fā)傾向微小化，許多精細的深孔，如采用傳統加工方式便很難完成，激光鉆孔由此成為重要的工藝手段。激光聚焦光斑能在很小的區域內集中很高的能量，尤其適用于加工微細深孔，最小孔徑只有幾微米，孔深和孔徑比可大于50微米。同時(shí)， 一部手機上隨處可見(jiàn)激光打標的影子，如：Logo、手機按鍵、手機外殼、電池、PCB、手機飾品以及手機內部的零部件等等。

 

亞洲是全球消費品行業(yè)的“生產(chǎn)熱點(diǎn)地區”，以其消費電子業(yè)占據領(lǐng)先地位。預計到2019年，亞洲地區的智能手機用戶(hù)規模將達到26.6億，這一市場(chǎng)正呈現“爆發(fā)式”的增長(cháng)，并且帶來(lái)大量的激光應用潛力。智能手機制造除了應用傳統的激光切割、激光焊接和激光打標技術(shù)外，更多新型的激光工藝正大顯身手。例如：基于超短脈沖激光器的玻璃切割工藝。這類(lèi)激光器主要被用于切割使用硬化玻璃和藍寶石玻璃等材料制成的電視屏、電腦屏、平板電腦和顯示屏。另外一個(gè)例子是用于焊接移動(dòng)電話(huà)攝像模塊的低功率二極管激光器。

行業(yè)熱點(diǎn)：激光精密加工

精密加工需求正推動(dòng)以飛秒和皮秒激光器為代表的超快激光器在工業(yè)市場(chǎng)上獲得越來(lái)越廣泛的應用。據悉，到2020年，超快脈沖激光器的市場(chǎng)規模有望超過(guò)15億美元。兆瓦峰值功率、皮秒和飛秒脈沖寬度的超快激光器在3C產(chǎn)業(yè)（包括計算機、通信和消費電子產(chǎn)品如智能電話(huà)、平板電腦器件領(lǐng)域）等加工領(lǐng)域將獲得迅猛發(fā)展。

 

例如，手機、微處理器、顯示器、內存芯片等精密復雜的消費電子產(chǎn)品及組件都是由大量不同的異形、微型材料所組成，尤其需要高精密的加工技術(shù)支撐。在此情況下，超快激光技術(shù)便以其在精細加工、光束控制和光束傳輸技術(shù)等方面的顯著(zhù)優(yōu)勢獲得青睞。這一技術(shù)也成為未來(lái)成功制造更為復雜的消費電子設備的關(guān)鍵所在。

 

因而，超快激光提供了前所未有的極端制造與精密制造潛力，旨在攻克常規工藝難以實(shí)現的高、精、尖、硬、難等加工瓶頸。據業(yè)內人士表示，未來(lái)三到五年，消費電子市場(chǎng)對智能設備將提出更高的要求，目前比較流行的如VR、AR等新技術(shù)將會(huì )推動(dòng)超快激光器市場(chǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。

創(chuàng )新產(chǎn)品“激”起千層浪

隨著(zhù)激光技術(shù)在消費電子領(lǐng)域的應用愈發(fā)頻繁，國內外激光行業(yè)的領(lǐng)頭羊們也積極部署著(zhù)這一頗具前景的產(chǎn)業(yè)，順勢推出了各種創(chuàng )新產(chǎn)品和設備。

 

近年來(lái)，金屬外殼的電腦筆記本的市場(chǎng)占有率越來(lái)越高。然而，這類(lèi)電腦筆記本外殼上有許多小徑度的微孔很難使用傳統的CNC加工手段處理。鑒于此，華工激光研發(fā)了一款旨在對這些金屬微孔進(jìn)行加工的金屬激光鉆孔機，該設備適用于加工直徑小于1mm以下的孔。激光器采用了進(jìn)口高功率脈沖光纖激光器。其特點(diǎn)是加工效率高、加工孔圓度高，可達到90%圓度，孔的一致性好。

 

大族激光則開(kāi)發(fā)了一款針對手機陽(yáng)極鋁切割的高功率高重復頻率紫外金屬切割設備，設備采用高功率25W紫外固體激光器及自主研發(fā)冷卻系統、EMCC卡控制系統、CCD視覺(jué)定位系統。

此外還配有自主研發(fā)的HL6.0切割軟件系統，具有復雜曲線(xiàn)的切割圖形編輯和文字處理能力，柔性度大，加工輪廓精度達0.01mm，加工的位置精度可達0.02mm。

 

又如，樂(lè )普科推出的LPKF ProtoLaser S4激光直寫(xiě)電路設備是電子實(shí)驗中非常重要的研發(fā)設備。它能夠快速準確地制作精密節距并激光消融大面積金屬，以形成電路圖形，整個(gè)過(guò)程一束激光即可完成。該激光系統相對于機械系統精度更高，因此是數字電路，模擬電路，高頻和微波電路的理想制作工具，適用于在覆銅的FR4板材，覆鋁的PET柔性材料，Duroid以及PTFE上制作精細幾何圖形。

 

這就是激光的世界，無(wú)限想象，無(wú)窮魅力。更多的精彩內容，你還可以通過(guò)走訪(fǎng)2017慕尼黑上海光博會(huì )展會(huì )現場(chǎng)的其他展區——激光生產(chǎn)與加工技術(shù)、光學(xué)與光學(xué)制造：成像，檢測和質(zhì)量控制，來(lái)獲得更多的“光”動(dòng)態(tài)。880家國內外展商在這場(chǎng)光電盛宴靜候您的到來(lái)。

(圖源：大族激光)

 

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關(guān)于慕尼黑上海光博會(huì ) LASER World of PHOTONICS CHINA

作為亞洲領(lǐng)先的激光、光學(xué)、光電展，慕尼黑上海光博會(huì )(LASER World of PHOTONICS CHINA)自2006年在上海舉辦以來(lái)，以國際化的視角呈現光電行業(yè)的全方位產(chǎn)品內容，專(zhuān)為滿(mǎn)足中國市場(chǎng)的獨特需求。下屆展會(huì )將于2017年3月14-16日在上海新國際博覽中心舉辦。

 

慕尼黑國際應用激光、光學(xué)技術(shù)貿易博覽會(huì )LASER World of PHOTONICS

自1973年首次舉辦以來(lái)，兩年一度的慕尼黑國際應用激光、光學(xué)技術(shù)貿易博覽會(huì )（LASER World of PHOTONICS）已成為全球唯一覆蓋整個(gè)光電子行業(yè)所有門(mén)類(lèi)、展示最尖端科技的專(zhuān)業(yè)光電博覽會(huì )。2017年展會(huì )將于6月26至29日舉辦。

 

國際光電技術(shù)大會(huì )（World of Photonics Congress）

是歐洲領(lǐng)先的光學(xué)技術(shù)會(huì )議，同時(shí)也是全球三大同類(lèi)會(huì )議之一，被光電業(yè)界視為最重要的智庫與國際知識交流平臺。

 

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吳秋姝 

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