Los láseres pulsados ultracortos combinados con una tecnología de autoenfoque sutil proporcionan la calidad y la fiabilidad del proceso necesarios para hacer posibles las aplicaciones de soldadura de vidrio láser para la producción en masa.Las propiedades únicas y excelentes del vidrio permiten su uso en una amplia variedad de productos de alta tecnología en diferentes campos, como la biomedicina y la microelectrónicaSe han descrito anteriormente los desafíos que presenta para los fabricantes, en particular en el área del corte de vidrio de gran volumen y precisión.incluida la soldadura de componentes individuales de vidrio juntos, así como para soldar vidrio a otros materiales como metales y semiconductores.
Fusión juntos
Todos los métodos tradicionales utilizados para unir el vidrio luchan por proporcionar la precisión, calidad de unión y velocidad de producción necesarias para una producción en masa rentable.es un método económico, pero deja residuos de adhesivo en la pieza e incluso requiere desgasificación.
La soldadura dieléctrica consiste en colocar el material en polvo en el punto de contacto y luego derretirlo para completar la unión.se bombea mucho calor en la piezaEste es un problema para los dispositivos microelectrónicos y muchos dispositivos médicos.
El enlace iónico es un método ingenioso que proporciona una fuerza de enlace extremadamente alta. Dos superficies de vidrio nuevas y extremadamente planas se presionan entre sí y literalmente se fusionan entre sí mediante enlace molecular.Sin embargo, no es práctico realizar esta operación en un entorno de producción.
Soldadura con láser de vidrio
El vidrio tiene varias propiedades muy útiles, como un punto de fusión extremadamente alto, transparencia, fragilidad y rigidez mecánica,pero también presenta muchas dificultades para la soldadura por láserComo resultado, los láseres y métodos industriales típicos utilizados para soldar metales y otros materiales no son aplicables al vidrio.
Al igual que con el corte de vidrio de precisión, el secreto reside en el uso de láseres de pulso ultrarroto (USP) de longitud de onda infrarroja.Así que un haz láser enfocado pasa a través de él hasta que el haz enfocado se estrecha y se vuelve tan concentrado que desencadena una "absorción no lineal"Esta "absorción no lineal" sólo ocurre con un láser pulsado ultrarreto que tiene una alta potencia pico, y no es posible lograr lo mismo con otros tipos de láseres.
Así, en un área muy pequeña (generalmente menos de unas pocas decenas de micras de diámetro) alrededor del punto focal del haz láser, el vidrio absorbe la luz láser y se derrite rápidamente.Este haz enfocado se escanea a lo largo de la trayectoria de soldadura deseada para completar la unión, al igual que cualquier otra forma de soldadura con láser.
El método de soldadura láser de vidrio USP ofrece tres ventajas principales.
En primer lugar, crea una unión fuerte porque ambos materiales que se soldan se funden parcialmente y luego se solidifican juntos para formar una soldadura.el proceso es igualmente adecuado para unir vidrio a vidrio, el vidrio al metal, y el vidrio a los semiconductores.
En segundo lugar, en este proceso, sólo una cantidad muy pequeña de calor entra en el componente, generando este calor en un área de unos pocos cientos de micrómetros de ancho como máximo.Esto permite colocar la soldadura muy cerca de los circuitos electrónicos u otros componentes sensibles al calor, que proporciona a los diseñadores y fabricantes una mayor libertad y apoya mejores diseños de miniaturización de productos.
Por último, si la soldadura de vidrio con láser USP se realiza correctamente, las micro grietas no se desarrollarán alrededor de la costura de soldadura.después de un ciclo de temperatura, lo cual es inevitable para todo, las micro grietas pueden ser la fuente de una eventual falla del equipo.
Sintec Optronics pone en funcionamiento la soldadura láser de vidrio USP
La ventaja de la soldadura láser de vidrio USP se debe al hecho de que el vidrio se calienta sólo en un volumen muy pequeño.Esto significa que la posición de enfoque del láser debe mantenerse muy precisamente en la interfaz entre los dos componentes soldadosComo los componentes del mundo real no son perfectamente planos, esto es difícil de lograr.la posición en la que se colocan los componentes en el sistema de soldadura puede no ser el ajuste exacto.
Una solución es utilizar un punto focal axialmente alargado, que "estira" el tamaño del punto focal del haz láser para hacer frente a la sensibilidad de posición.la desventaja de este enfoque es que el foco del haz alargado crea una piscina de fusión en el vidrio con una sección no circularA medida que el vidrio se solidifica en la zona de fusión, la piscina no circular es más propensa a la formación de micro grietas.
Sintec Optronics utiliza un enfoque alternativo para lograr resultados de soldadura sin micro grietas que pueden acomodar simultáneamente cambios significativos en la distancia de interfaz durante el proceso.El secreto radica en la combinación de tecnología de enfoque altamente dinámica que utiliza óptica de alta apertura numérica (NA) para producir un punto focal pequeño.
Como resultado, el sistema láser Sintec Optronics logra una piscina fundida altamente esférica que evita el microcracking.También detecta la distancia de la interfaz y ajusta continuamente la óptica para que siempre se mantenga el enfoque perfectoEl resultado es una soldadura de alta calidad que se garantiza en prácticamente cualquier forma y un proceso que es independiente de las tolerancias y la posición de los componentes.
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