Взрыв меди с подложки с лазерной диодностью 808 нм

Итак, я работаю над способом производства печатных плат для небольших работ, и я подумал, что лазеры могут быть хорошим способом, так как травление кажется очень трудным из-за небольших следов, необходимых для многих микроконтроллеров.

Я начал с поиска спектра поглощения меди, поскольку сам металл очень отражающий. Быстрый поиск показал, что поглощение меди составляет около 800 нм. Таким образом, я пришел к выводу, что 808 нм диод травления, вероятно, будет лучшим.

Мой вопрос к вам: погода или нет, лазер может на самом деле удалить материал, или если медь будет нагреваться? Лазеры на 808 нм являются очень фокусируемыми, и я планирую иметь предполагаемую мощность 360 кВт / см2 (диод 40 Вт при точке 0,112 мм2). До этого
я работал со многими лазерами, в диапазоне от инфракрасного до ультрафиолетового излучения, и я знаю достаточно безопасности, чтобы знать что 808 модулей, как правило, звери.

Это напоминает мне о лазерной абляции, используемой в лазерной абляционной ионно-связанной плазменной оптической эмиссионной спектроскопии (LA-ICP-OES). В этом приборе лазер используется для испарения поверхности образца, чтобы образец мог вдуваться в горелку ICP и спектр излучения считывался спектрометром. Этот метод использует микроскопические количества образца, испаряя только поверхность атомного масштаба для анализа.

Для того, чтобы удалить материал с поверхности, вам необходимо обеспечить достаточную энергию для испарения меди в газ. Давайте выполним подсчет, чтобы понять, является ли это разумной задачей для домашнего лазера.

Медь имеет теплоту испарения 300 кДж / моль. Один моль меди составляет 63 г. Лазер мощностью 1 Вт подает 1 Дж / с энергии. Это означает, что лазер мощностью 1 Вт теоретически может удалять 0,21 мг / с меди. Это не учитывает энергию, необходимую для нагрева материала до температуры его испарения.

Типичная печатная плата имеет глубину следа 1,4 мил (35,5 мкм). Медь имеет плотность 8,9 г / см ^ 3.

После тонны преобразования единицы, 1 Вт лазер удалял бы 6,64 x 10 ^ -4 квадратных миллиметров материала в секунду.

Так реально, наверное нет.

Ваш график доказывает, что медь синего цвета! Он поглощает красный и ИК, верно? Так металлическая медь должна выглядеть темно-синего цвета? !!!

Что-то очень не так.

На самом деле, медь является весьма экстремальным ИК-отражателем и поглощает более короткие волны, а не более длинные, как показано выше (на глаз медь отражает красновато-оранжевый цвет.) Возможно, кто-то скопировал график для спектра ионов меди, например, сульфат меди или хлорид меди , синие или сине-зеленые растворы.

Приведенный ниже график противоречит вашему, поэтому ответ на ваш вопрос о 808 нм звучит отрицательно. Медь при 808 нм - очень хорошее зеркало; отражая более 95% лазерного излучения с длиной волны 808 нм (Обратите внимание, что этот график отражает коэффициент отражения, поэтому его следует перевернуть вверх дном, чтобы получить коэффициент поглощения. Но он показывает поглощение при 808 нм как 4%, а не 75%, как показано на графике выше!) Это говорит о том, что лучшим лазером будет ближнее УФ-излучение. при 300 нм. Откуда появился ваш график?

photonics.com, из справочника по оптическим постоянным для твердых тел

Поиск спектра медных зеркал, а не меди (не ионов или паров металлов.)

Я нашел: Абсорбция медного металла (медное зеркало)

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

С другой стороны, здесь, в Сиэтле, Ричу Олсону удалось вырезать печатные платы с металлическим слоем лазером мощностью 40 Вт при длине волны 808 нм. Он должен был заменить медную фольгу сталью, а эпоксидную доску - стеклом! Это говорит о том, что возможно резать медь с помощью нескольких десятков ватт ультрафиолета. Сначала определите оптическую плотность стальной фольги при 808 нм, и если она равна или меньше 65% меди при 300 нм, то стоит экспериментировать с УФ-лазерами 300 нм (волоконные лазеры?)

Самый простой и дешевый способ сделать это - использовать черную аэрозольную краску, чтобы сначала закрасить вашу медную доску. Затем используйте синий диодный лазер мощностью 2 Вт, чтобы удалить краску с доски, обнажая медь. Вы можете сделать второй проход, просто чтобы убедиться, что он действительно чистый.

Наконец, бросьте это в кислотную ванну и позвольте этому травить выставленную медь. Краска защитит остальную часть меди. Промойте и удалите остатки краски растворителем.

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

Надеюсь, это поможет.

Я провел несколько экспериментов, используя технологию flex от Trotec. Источник волокна хорошо работает на меди и не слишком сильно сжигает смолу платы. Эксперименты, которые мы провели, были довольно простыми, но довольно приятными. Более подробная информация здесь: http://fabacademy.org/archives/2015/eu/students/bassi.enrico/04electronic.html

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