Lazer markalama, emici yüzeylerde lazer ışınlarının yüksek yoğunlukta işlendiği fakat markalamanın derinliğinin çok yüzeysel olduğu bir süreçtir. Bir çok durumda basitçe yüzeyin hafifçe renk atması, bazı durumlarda ise malzemenin buharlaşması yoluyla yüzeyin içine kalın bir girinti oluşmasıdır. Lazer ve onun pozisyonları bilgisayar tarafından doğrudan kontrol edilebilir. Avantajları şöyledir:

 

Hız

Kesinlik

Kalite

Tekrar edilebilirlik

Temassız yöntem ( kavisli bölgelere uyum sağlayabilir)

Devamlılık

Yüksek çözünürlük

Esneklik (bir marka için değişiklik kolayca yapılabilir)

Diğer markalama ve tanımlama yöntemleri ile karşılaştırıldığında maliyet etkisi

Standart yöntem uygulamaları:

 

Barkodlar ve diğer 2-D kaodları

Çeşitli bilgiler (örneğin; seri numaraları)

Logolar

İkonlar & semboller

Lazer oyma süresince, hedeflenen malzeme esasen lazer ışınları tarafından buharlaştırılır. Bu sonucu elde edebilmek için lazer ışınının yoğunluğu belirli bir eşik değerini geçmelidir.

Bu eşik yoğunluğu metal gibi elektrik iletken malzemelerde özellikle yüksektir. Sonuç genellikle hedeflenen malzemenin ısı iletkenliği ve lazer ışının profilinin tesir ettiği girintili konik şeklindedir. Lazer oyma tekniği malzemede tipik olarak en hızlı yöntemdir.

Lazer kesim malzemeyi kesmek için lazerin kullanıldığı ve genellikle endüstriyel üretimde kullanılan bir teknolojidir. Lazer kesim malzemeyi kesme amaçlı yüksek güçteki lazerin yönlendirilmesi ile çalışır. Malzeme erimeden, yanmadan veya buharlaşmadan yüksek kalitede bir yüzey sonucu elde edilir.

Lazer kesimin mekanik kesime göre avantajları: fiziksel temas ihtiyacının olmaması, hassasiyet, hız, laser sistemi küçük bir ısı etkili alana sahip olduğu için malzemenin eğriliğini azaltma şansıdır. Bazı malzemeleri mekanik olarak kesmek çok zor veya imkansızdır.

Lazer delme lazer enerjisinin darbeli ve tekrarlı bir biçimde malzemeye odaklanarak doğru çukur oluşturulana kadar katman katman buharlaştırılması sürecidir. Bu -popped- veya darbeli matkap deliği olarak adlandırılır. Malzeme ve malzemenin kalınlığına bağlı olarak bu çukurun çapı 10mikron kadar küçük olabilir.

Eğer daha geniş bir çukur istenilirse malzemeye göre lazer istenilen açıda şekil vermek için bir parça hareket ettirilir. Bu kuyu delme burgusu olarak adlandırılır. Sonuç kaliteli çukurlar oluşturmak için hızlı ve etkilidir.

Lazer eritme lazer ışınlarının yayılması yoluyla katı bir yüzeyden aşındırma yapılması sürecidir. Düşük lazer akımında malzeme buharlaşmalar ve soğurulmuş lazer ışınları ile ısıtılmıştır. Yüksek lazer yoğunluğunda ise malzeme genellikle plazmaya çevrilmiştir. Genellikle lazer eritme darbeli bir lazer ile malzemenin aşındırılımasıdır fakat yeterli derecede yüksek lazer yoğunluğu var ise sürekli lazer ışını dalgalarıyla birlikte malzemenin erimesi mümkündür.

Normal olarak eritilen parça nitrojen ve argon gibi hareketsiz gazlarla bastırılarak temizlenir, bu sayede optik emilme ve saçılma gibi lazer ışını kazaları azaltılmış olur. Buna çalışma yüzeyini çevreleyen kalıntılar ve /veya lazer ışınlarının optiği geçirmesi de dahildir. Malzemenin lazer ışınıyla aşındırılılarak lazer enerjisinin emildiği derinlik malzemenin lazer dalga boyu ve optik özelliklerine bağlıdır.

Lazer tavlama hedeflenen malzeme üzerinde lazer ışınlarının odaklanmasıyla metal yüzeyde ısıtma kullanılarak kısmi yapısal değişiklikler oluşturma temelli bir süreçtir. Kısmi yapısal değişiklikler metalde ulaşılan en yüksek derece ile, metalin özelliklerine göre ve lazerdeki parametrelere göre belirlenir.

Tavlama tekniği tek bir niteliğe sahip olup metalin üst yüzeyini bozmadan benzeşmeyen izler üretir. Bilinen ısı süreçlerine bağlı kalarak lazer tavlamanın potansiyel avantajları şunlardır:

 

Hız

Kesinlik

Kalite

Tekrar edilebilirlik

Temassız yöntem (kavisli yüzeylere uyum sağlayabilir)

Devamlılık

Yüksek çözünürlük

Diğer markalama ve tanımlama yöntemleriyle karşılaştırıldığında maliyet daha verimlidir.

Plakanın yüzeyine kısa süreli ultraviole lazer ışın atımı sıkıca odaklandığında her bir atım buharlaştıktan sonra mikron altında kalın katman yüzeyine emilir. Buharlaşan materyaller etkileşimli enerjiyi dışarı taşır ve malzemeyi çevreleyen ısı transferini minimize eder. Bu süreç ışık erimesi olarak bilinir. Derin kesikler üretmek için yüzlerce başarılı lazer atımı gerekir. Hızlı bir atım ve odaklanmış lazer ışını altında plakayı hareket ettirmek derinliği tarama hızı tarafından kontrol edilen son derece dar V şeklinde bir kesik üretir.

Genellikle bu kesimler plakanın kalınlığını %30-50 yok eder. Lazer oluklamadan sonra plaka standart ayırıcı ekipmanlar kullanılarak yarılmıştır.V şeklindeki lazer kesimleri soğutucu olarak devreye girer, ve iyi kontröllü kırılma ve iyi bir verimi sağlar. Verimli photoablation lazer scribing için gereklidir ve UV lazer ışığın iki özelliklerine bağlıdır: darbe süresi ve dalga boyu. Genellikle, photoablation, hem optik ve termal nedenleriyle, daha kısa bir lazer dalga boyu ve kısa darbe süresinde faydalanır. Kısa lazer darbe süresinin büyük faydları: hedefe daha yüksek emer ve ablasyon nedeniyle daha düşük sıçaklık transferi. Kısa lazer dalgaboyun, ana yararları: optik soğurma, emme derinliği azaltılmış, ablasyon için daha az parlama ve azaltılmış kesme genişliğidir. Kısa dalga boyları foton başına daha fazla enerji verir.

SiC için, 370 mil altındaki optik dalga boylarında foton enerjileri vardır bu malzemenin bandgapini aşar, ve foton emilimine neden olur. Ancak, safirin, herhangi bir ticari UV lazerin foton enerjisinden daha yüksek bir bant aralığı vardır. Multi-foton emilimi dolayısıyla verimli optik emme gereklidir. Tipik olarak, gerekli parlama çoklu (W/cm2)-foton emilimi çok yüksekdir. Safir için multi-fotonun verimliliği güçlü bir dalga boyutluğuna bağımlıdır. Kısa dalga boyları daha iyi safirin içine emilir, daha az ısı malzemenin içine girmesinş sağlar. Kısa dalga boyu ve kısa darbe süresi kombinasyonu birbirini tamamliyan avantajlar getiriyor: daha yuksek emme ve düşük parlama, düşük ısı transferi, daha küçük kesme genişliği ve kiriş noktasını daha büyük kapsamı alanır. Bu kombine yararları kesim hızı ve kesim kalitesini optimize etmek için hizmet vermektedir. Ayrıca, küçük kesim genişliği yüzey bozunmasını en aza indirmek için yardımcı olur.

Konvansiyonel kesme ve mekanik yazma süreçleri bir takım sorunlar gösteriyor, son derece sert SiC ve safir yüzeylerle kullanıldığı zaman. Throughput azdır, sistem başına saatte yaklaşık bir wafer. Aracı giyim de önemli bir konudur; genellikle dicing bıçakları veya elmas çizici ipuçları tek bir wafer başına bir hızda tüketiliyor. Ayrıca, bu süreçler çok wafer düzlüğü duyarlı, yoksa eğilmiş wafer ler işlenemez. Kesim uyumu da bir mücadeledir. Cihazların arasında ki mesafe büyük olmalı ki, cihazların kesilmesini önlemek için. Son olarak, dicing ve mekanik scribing, emek yoğun süreçlerdir. Süreç verimi hemen operatörün becerisiyle ilgilidir.

Lazer enerjisini uzak malzemelere eritme yardımıyla tabakalı bir şekilde uygulamaktır. Bilgisayar nümerik kontrol (CNC) programlari lazer frezeleme için doğrudan üç boyutlu bilgisayar iş parçasının destekli tasarım modelinde elde edilir.

Böylece, ayrı bir malzeme kaldırma yerine bir malzeme accretion sistemi olmaktan, bir lazer freze başka katmanlı üretim teknolojisi cihazlar gibi çalışır.

Lazer temizlik oldukça güvenilir, seçici ve hassas, tabakalı kirliliği, istenmeyen boya ve diğer yüzey kaplamaları, lazer enerji emme nedeniyle katman kaldırma yöntemi sunuyor.

Lazer temizleme işlemi uygun lazer dalga boyutlarıyla ve enerjisiyle ilgilenir. Ama hedef malzemeye lazer ışının focal noktasına koyma yerine, bir ofset malzeme taşımasını sağlar.

Lazer partlatma, malzeme yüzeylerindeki olan pürüzlülüğü azaltmak için önemli bir teknikdir. Burda, malzeme özelikleri yeterli lazer dalga boylarıyla ve darbe süresiyle karşı karşıya getirilir. Bügüne kadar, lazer parlatma sadece: metal, semiconductors, silikon ve elmas kaplamlarında yani organik olmayan malzemelerde kullanılırdı.

Lazer parlatma yüzey kalitesini geliştirmek için uygun bir tekniktir. Laser Millingle aynı prensipleri kullanır, ama hedef malzemeye lazer ışının focal noktasına koyma yerine, birtane ofset tanıtılır ki malzeme taşımasını etkilemesin.

Lazer Kaynak, lazeri bir yoğun enerji kaynağı şeklinde belirli malzemeleri erime ve buharlaştırmak arasındaki noktaya getirmek demektir. Eridikten sonra, malzemeler uygun bir ortamda geri katı hallerine dönüşiyor. Bunun sonucuda: güvenilir oksit geçirmeyen bir kaynaktır. Kaynağın derinliği ve genişliği oranını toplam büyüklüğü, malzemeye ve lazere göre özel ayarlanır. Lazer enerjisinin ve odak noktası pozisyonun farklı parametrelerini ayarlarsak, birtane genişinden, sığından, darından ve derininden bir kaynak oranı oluşturabiliriz. Çoğu olayda kaynaklı olan tarad bu oranı tanıtır.

Lazer kaynak diğer kaynak çeşitlerine göre daha çok faydaları vardır: dar kaynakların derin penetrasyonu, sıcaklıktan etkilenen kücük bölge, az ısı, hızlı kaynak zamanı, asgari parça distorsiyon ve ikinci zaman işlenmez. Çoğu metaller kaynaklanabilir bunların içinde: paslanmaz çelik, karbon çelik, titanyum, alüminyum ve diğer metaller vardır.

Bir kaynak ortağı belirlendirdikten sonra, biz hem birleşme tipine ve kaynak tipine bakarız. İki adet birleşme tipi vardır: arka ve ön. Arka birleşme: iki adet malzeme dikiş kaynakla birleştirilir. Ön birleşme: ikitane malzeme birbirine kaynakla birleştirilir. İkitane kaynak çeşiti vardır: dikişle ve lekeyle. Dikiş kaynak sürekli devam eder ama lekeli kaynak aralıklıdır. Cam mühürleme ve camı metalle mühürlemede Nd:YAG lazerlerle yapılır. Nd:YAG lazerlerle plastik kaynağı bazı plastiklerle uzun zamandır geliştirilmişdir ve şuan piyasada satın alabilirsiniz.