PCB激光分板机_UV激光打孔机_激光蚀刻机-超越激光

激光安全知识

激光安全知识

一、激光之电磁辐射危险性

二、相关的危险性及防范措施

三、激光危险(Laser hazard)的分级

四、基本安全观念与措施

一、激光之电磁辐射危险性

以氦激光(Helium-neon laser)为例，放电及碰撞使其中的游离电子、氦原子与原子获得能量，因而都成为电磁辐射的来源，其中一部份是可以放大的激光辐射，输出后成为激光；其余则称为附加辐射(Collateral radiation)。

1、激光的危险性

激光光的高强度，使它与生体组织产生极剧烈的光化学(Photochemical)、光热(Photothermal)、光动力(Photodynamic)、光剥离(Photodisruption)、光波电磁场等交互作用，而造成严重的伤害。周围的器材，尤其是可燃、可爆物，也会因而引起灾害。高度同调性造成的干涉，使相长干涉 处的光更强，因此会导致更高的危害。

a、对于眼睛的危险性

人眼的(Cornea)与结膜(Conjunctiva)没有受到如一般皮肤角质层的保护，容易受到光束及其他环境因素的侵袭。激光光的强度很高，以致眼睑的反射动作产生保护作用之前，就造成伤害了。

眼睛所受的伤害与波长有关：可见光(Visible light)与红外线(Infrared)中的IR-A影响视网；紫外线(Ultraviolet)中的UV-B、UV-C及红外线的IR- B、IR-C影响；可见光和短波红外线(Near infrared；IR-A)会穿过清澈的眼中物质，而被视网吸收，所以若光束太强，就会伤害视网。激光光的高准直性(Collimation)，使光线能会聚于一个很小的点，在视网上约为10至20μm (比头发还细)。因此，400nm到1400nm之间的激光，对视网具有特别高的危险性，这个波段称为视网危险区(Retinal hazard region)。

由于热流和震波(Shock wave)的影响，环绕成像区的组织也可能受损，而对视觉功能造成更严重的后果。因为视网神经组织的修复能力甚低，这种伤害一般而言都是持久性的。

视网危险区之外的电磁波，包括紫外线和长波红外线(Far infrared)，则可能使眼睛的前方部分受伤。有些波段会伤害水晶体(Lens)，295nm至320nm以及1μm至2μm的辐射尤其严重。波段相当广的紫外线，以及波长大于1400nm的红外线，可能伤害膜。只伤及膜表皮时，一两天内就能修复，而使视力完全恢复。如果膜的较深层部位发生显著伤害，会造成膜瘢痕(Corneal scar)，而导致失明。

红外线的组织穿透深度(Penetration depth)方面，1,440 nm(如某些半导体激光)、1,540 nm(如铒-玻璃激光)、2,100 nm(如钬-雅克激光)均大于10,600 nm(二氧化碳激光)，所以前三者造成性伤害的危险性比较高[1]。308 nm的氯化氙(XeCl)激光束，会使水晶体立即产生(Cataract)，所以还具有额外的危险性。(Argon)、离子(Krypton)、KTP倍频(Double frequency)、铜蒸汽(Copper vapor)、金蒸汽(Gold vapor)、氦(Heliun-Neon)、钕-雅克(Nd:YAG)等激光，对于视网都具有潜在危险性。铒-雅克(Er:YAG)、铒-氟化钇锂(Er:YLF)、钬-雅克(Ho:YAG)、(HF)、二氧化碳(CO2)、(CO)等激光，则对膜有危险性

b、对于皮肤的危险性

皮肤受伤害的原因，可能是光化学反应(主要在紫外线波段)，或热效应 (主要在红外线区)。例如红斑(晒斑) (Erythema)是表皮受伤所致，有时真皮也有某种程度的伤害，而这些伤害源于光化学引起的反应。如果了解其危险性，针对准分子(Excimer)的紫外线激光所需的保护皮肤措施，就容易规划及执行。可见光与红外线激光束的照射，可能造成一级、二级和三级灼伤。能引起严重热灼伤的辐照度，也可能引燃纺织品，烧毁塑料制品 伤害的严重程度，决定于照射时间的长度，以及激光光的透入深度。一般说来，若照射时间持续1秒钟或更久，疼痛反应会引起闪避动作，使受照部位离开光束，因而曝照时间会只有1秒钟或更短。如果照射时间很短，10.6μm的高功率激光束不会造成深部组织的灼伤，因为这个波长的穿透深度很浅(约为20μm)，事实上不会透过正常表皮角质层的厚度。二氧化碳激光对于表皮的伤害，是由于从角质层至更深处的热传导。但是，受到1064nm钕―雅克短脉波照射时，因为它能穿过数mm而进入组织内，所以刚超过灼伤阈值的曝照量，就足以造成深而严重的灼伤。钬- 激光(2.1μm)、KTP倍频激光(二倍频的钕―雅克，532nm)或激光(488 及514.5nm)造成的灼伤深度，介于二氧化碳与钕―雅克之间聚焦后的手术激光光点，或光纤密集的辐照度，是用来将组织汽化或剥离的，所以对于焦点附近的皮肤具危险性。反射后的激光束可能引燃衣物，造成皮肤的伤害和悲剧性的后果。使皮肤受伤的实际阈值，通常是数个J/cm2之谱，而这个程度的曝照量，不至于发生在手术激光的焦点外。

2、附加辐射(Collateral radiation)的危险性

激光的激发装置所产生未经放大的电磁辐射，会由激光装置的激光光出口(孔径)(Aperture)或机壳的缝隙逸出。由于其中可能有游离辐射，如紫外线或X 射线，所以可能引起伤害，尤其是长期曝照之后的危险性更高。注意机壳的紧密程度，避免长期靠近可能有附加辐射之处，可以大幅减少发生这类危险的机会。

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为什么线路板二维码标记都选择用激光打码?       

近10几年来，激光打码越来越多的运用在线路板PCB的印制中，为了提升电子产品中的良品率及产品质量，线路板厂商纷纷使用激光打码设备在线路板上将原料采购、生产过程和工艺、产品批次、生产厂家、生产日期、产品去向等信息自动生成二维码，通过激光自动标刻在PCB/FPCB表面，实现对产品品质的管控及追溯。

     相比于丝网印刷（是指用丝网作为版基，并通过感光制版方法，制成带有图文的丝网印版），激光PCB板打码具有更好的精准性和灵活性，能弥补丝印加工的不足，大大提高生产效率和良品率，降低成本，减少污染。目前已经在数码产品、可穿戴设备、汽车线路板等众多领域得到广泛应用。

       那么，厂商的线路板二维码标记该如何选择适合自己的激光打码机呢，大家都在追求高性价比，那一定是适用性和价格都考虑到位。在这里超越小编为大家整理了如下几点，供大家参考。 1,首先看细分领域型激光设备制造商，专注于线路板行业的激光设备厂商，拥有丰富的落地经验，更高效快速为你选型。

2,看打码效率，是因为这个直接影响到产品加工产能及人工时间成本。

3,看加工方式及功能，是因为不同的设备，制具及自动化,定位功能模块不同。

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FPC覆盖膜划片切割一般用什么机器加工？

     覆盖膜在与 FPC线路层贴合前，需根据线路设计要求，在相应位置切割大小、形状不同的窗口（行业内亦称为PI膜开窗）。在过去很长一段时间，PI膜的切割主要用传统的模切方式实现，该工艺存在加工精度低、制造成本高等问题，且随着电子电路设计向小型化和高密度化发展，传统的模切方式已日渐不能满足设计的要求。

   利用激光进行PI 覆盖膜切割，不仅切割精度高，还可省去高额的模具费用，产品合格率亦高，能够大大降低生产成本，提高产品质量；激光采用的是无接触式加工，如激光光源的选型以及工艺方法得当，则不会对加工材料造成如模切方式产生的拉伸变形、压伤等损伤；因激光的聚焦光斑仅有几十微米，能够实现高密度线路和微孔的加工，这一优势正迎合了电路设计的发展步伐，是PI 覆盖膜开窗的加工工具。

   目前，PI覆盖膜切割主要为纳秒紫外激光工艺，其紫外激光器波长一般为355nm，单光子能量约为 3.5EV，在PI的化学键结构中，C－C 键和C－N键的化学键的键能约为3.4EV，略低于355nm波长紫外激光的单光子能量，当该波长的紫外激光作用在材料上时，可直接将这两种化学键打断，这亦是紫外激光能够切割PI材料的原因。

  虽然纳秒紫外激光相较于传统的模切方式更前进了一步，但在实际应用过程中仍存在一些问题：

 1.激光的光子能量在达到或高于材料化学键的键能的同时，其能量密度亦达到材料的热损伤阈值，当激光与材料相互作用时，已不仅只是光化学作用，还存在光热转换及传递过程，随着热量的产生和积累，材料温度不断上升，研究表明，当 PI 材料温度高于600℃时，相对于 C元素，N和O两种元素的比例会不断减小，最终材料中主要以C元素为主，即材料发生碳化，碳化的材料极易造成线路间的短路，尤其是微短路，不仅给产品维修检测带来很大困难，而且影响产品合格率，虽然在实际应用过程中可通过优化工艺参数减小碳化的程度，但仍难做到的保障。下图为使用纳秒紫外激光器工艺做的厚度分别为 0.5mil和1mil的 PI膜开窗的图例，在 50 倍放大状态下，可见有轻微碳化现象；

 2.目前市面上的纳秒紫外激光器的脉冲宽度均为纳秒级别，其单个脉冲持续时间为10-9S，根据材料吸收激光能量转化为热能的扩散距离公式 L = [4Dt]1/2，其中 D为材料热扩散率，t为激光脉冲宽度，由此可知当材料一定时，激光脉冲宽度越大，激光产生的热能在材料上的扩散距离越大，也就是说对材料的热损伤越大，当在加工高密度孔时，极易导至孔与孔之间 PI材料的热变形，甚至是熔断。

  与纳秒紫外激光相比，皮秒紫外激光具有以下优点：

 1.激光脉冲宽度更窄，仅为 10-12S，从上述材料吸收激光能量转化为热能的扩散距离公式可知，这将大大减小激光加工材料时的热扩散距离，降低激光对材料的热损伤；

 2.因脉冲宽度变窄，激光单脉冲峰值功率成倍增加，提升了激光加工材料的能力。下图为韵腾激光实验室使用皮秒紫外激光器工艺做的厚度分别为 0.5mil和1mil的 PI膜开窗的图例，将切样在 50倍放大状态下观察，PI 覆盖膜切割后边缘很平整，下层环氧树酯以及PI 材料本身未见有碳化现象。

  经过上述试验，我们得出皮秒紫外激光相比纳秒紫外激光在 PI 覆盖膜开窗上加工质量更好，适合高品质的加工需求。激光工艺的选择取决于产品的品质要求，在保证质量的前提下，低价格段对应的激光工艺是的选择。