Então, estou trabalhando em uma maneira de produzir PCBs para pequenos trabalhos, e pensei que os lasers podem ser um bom caminho, já que a gravação parece ser muito difícil em pequenos traços, necessários para muitos microcontroladores.
Comecei pesquisando o espectro de absobância do cobre, pois o próprio metal é muito reflexivo. Uma rápida pesquisa revelou que a absorvância do cobre fica em torno de 800 nm. Assim, cheguei à conclusão de que um diodo de gravação de 808nm provavelmente seria o melhor.
Minha pergunta para você, é o tempo ou não, o laser realmente removeria o material ou se o cobre suportaria o calor? Os lasers de 808nm são muito focáveis, e pretendo ter uma potência estimada de 360KW / cm2 (diodo de 40W a 0,112 mm2 pontos).
Já trabalhei com muitos lasers antes, variando de IR a UV, e sei segurança suficiente para saber que 808 módulos são geralmente bestas.
Respostas:
Isso me lembra a ablação a laser usada na espectroscopia de emissão óptica de plasma acoplada por ionização por ablação a laser (LA-ICP-OES). Neste instrumento, um laser é usado para vaporizar a superfície da amostra, para que a amostra possa ser soprada na tocha ICP e seu espectro de emissão seja lido por um espectrômetro. Essa técnica utiliza quantidades microscópicas de amostra, evaporando apenas a superfície da escala atômica para análise.
Para remover o material da superfície, você precisa fornecer energia suficiente para vaporizar o cobre em um gás. Vamos fazer um cálculo de volta ao envelope para ver se essa é uma tarefa razoável para um laser doméstico.
O cobre tem um calor de vaporização de 300 kJ / mol. Um mol de cobre é 63 g. Um laser de 1 W fornece 1 J / s de energia. Isso significa que um laser de 1 W poderia teoricamente remover 0,21 mg / s de cobre. Isso não é responsável pela energia necessária para aquecer o material até a temperatura de vaporização.
Um PCB típico tem uma profundidade de rastreamento de 1,4 mils (35,5 um). O cobre tem uma densidade de 8,9 g / cm ^ 3.
Após uma tonelada de conversão de unidades, um laser de 1 W removeria 6,64 x 10 ^ -4 milímetros quadrados de material por segundo.
Tão realista, provavelmente não.
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Seu gráfico prova que o cobre é azul! Absorve vermelho e IR, certo? O cobre metálico deve ter uma cor azul profunda? !!!
Algo está muito errado.
Na verdade, o cobre é um refletor de infravermelho bastante extremo e absorve os comprimentos de onda mais curtos, e não os mais longos, como mostrado acima (a olho nu, o cobre reflete a cor laranja avermelhada.) Talvez alguém tenha copiado um gráfico para o espectro de íons Cu, como sulfato de cobre ou cloreto de cobre , soluções azuis ou azul esverdeado.
Este gráfico abaixo contradiz o seu, então a resposta para sua pergunta sobre 808 nm é um retumbante. O cobre a 808 nm é um espelho muito bom; refletindo mais de 95% da luz laser de 808 nm. (Observe que este gráfico é de refletância, portanto, ele deve ser invertido para fornecer absorvância. Mas mostra absorção a 808 nm como 4%, e não 75% como o gráfico acima!). Sugere que o melhor laser seria quase UV. a 300 nm. Onde seu gráfico se originou?
Procure espectro de espelhos de cobre, não de cobre (não íons ou vapor de metal).
Encontrei: Absorvância de metal de cobre (espelho de cobre)
400 nm: 49%
500 nm: 41%
600 nm: 15%
700 nm: 5%
1000 nm: 3%
Por outro lado, aqui em Seattle, Rich Olson conseguiu cortar PCBs de camada de metal com laser de 40 watts a 808 nm. Ele teve que substituir a folha de Cu por aço e a placa epóxi por vidro! Isso sugere que pode ser possível cortar o cobre com algumas dezenas de watts de ultravioleta. Primeiro encontre a absorvância da folha de aço a 808 nm, e se é igual ou menor que 65% do cobre a 300 nm, vale a pena experimentar com lasers UV de 300 nm (lasers de fibra?)
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A maneira mais fácil e barata de fazer isso é usar tinta spray preta para pintar primeiro sobre a placa revestida de cobre. Em seguida, use um laser de diodo azul de 2 W para remover a tinta da placa, expondo o cobre. Você pode fazer um segundo passe apenas para ter certeza de que está realmente limpo.
Por fim, coloque-o no banho ácido e deixe-o gravar o cobre exposto. A tinta protegerá o restante do cobre. Enxágue e limpe a tinta restante com solvente.
https://www.youtube.com/watch?v=EBUsOGMQdhM
Espero que ajude.
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Fiz alguns experimentos usando a tecnologia flex da trotec. A fonte de fibra funciona bem em cobre e não está queimando muito a resina da placa. As experiências que fizemos foram bastante simples, mas bastante satisfatórias. Mais informações aqui: http://fabacademy.org/archives/2015/eu/students/bassi.enrico/04electronic.html
http://fabacademy.org/archives/2015/eu/students/bassi.enrico/06electronicdesign.html
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