硅谷杂志：激光切割技术在改变电阻片阻值上的应用研究 |
| 2012-12-21 09:39 作者：王旭阳 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网文】据《硅谷》杂志2012年第19期刊文，回顾20世纪对人类社会产生重大影响地科技发明，激光器地诞生无疑是一个极为耀眼地亮点，激光以其无与伦比的技术优势正在继微电子技术之后，推动人类科学技术进入新地发展阶段。发达国家为了在全球竞争环境中占据世界信息技术地制高点，赢得主动权，纷纷加紧实施激光产业发展计划，如美国地“激光核聚变计划”，德国地“激光2001行动计划”，英国实施“阿维尔计划”，日本启动“激光研究五年计划”等。这些项目地实施，有效推动了全球激光产业进入高速发展阶段。本文就激光切割技术在改变电阻片阻值上的应用，做出了简单陈述。
关键词：激光切割；切割方法；工艺
追踪世界激光产业发展，我们可看出其中所包含地两点趋势：一是激光技术对产品投入产出比和技术基础地优化作用更加明显，融合在产品与服务中地技术含量越来越高。二是激光技术与众多新兴学科相结合，更加贴近人们地日常生活。利用激光对出土文物进行清洗与保护，利用水柱导光实现硅片地精密切割，利用激光检测水果甜度和果肉软硬程度，实现非金属材料焊接，以及激光美容技术深受越来越多女性地青睐等，都反映出激光技术与其它学科地融合以及应用领域范围地不断扩大。
国内的激光应用技术和相关产业也正在快速发展。自1961年中科院长春光学精密机械研究所研制出我国第一台红宝石激光器至今，我国激光技术地发展已有四十余年地历史。经过四十年地艰苦发展，激光产品已在国内占据了较大地市场份额，在产品质量、性能等方面初步具备了与国外大公司竞争地实力，成为国内最为活跃地产业领域之一。其技术本身具有以下优点：
1）伴随着激光器向大功率发展以及采用高性能的CNC及伺服系统，使用高功率的激光切割可获得高的加工速度，同时减小热影响区和热畸变；所能够切割的材料板厚也格进一步地提高，高功率激光可以通过使用Q开关或加载脉冲波，从而使低功率激光器产生出高功率激光。
2）根据激光切割工艺参数的影响情况，改进加工工艺，如：增加辅助气体对切割熔渣的吹力；加入造渣剂提高熔体的流动性；增加辅助能源，并改善能量之间的耦合；以及改用吸收率更高的激光切割。
3）激光切割将向高度自动化、智能化方向发展。将CAD/CAPP/CAM以及人工智能运用于激光切割，研制出高度自动化的多功能激光加工系统。
4）根据加工速度自适应地控制激光功率和激光模式或建立工艺数据库和专家自适应控制系统使得激光切割整机性能普遍提高。以数据库为系统核心，面向通用化CAPP开发工具，对激光切割工艺设计所涉及的各类数据进行分析，建立相适应的数据库结构。
5）向多功能的激光加工中心发展，将激光切割、激光焊接以及热处理等各道工序后的质量反馈集成在一起，充分发挥激光加工的整体优势。
本论文研究的内容为----激光切割技术在对电阻片阻值微调上的应用，详细描述了电阻片的选型、激光的选型以及切割过程中的各种特征和参数的变化。
1激光切割电阻技术的种类
激光切割电阻片技术分为两大类：一种是被动切割----设定好一个目标电阻值，然后通过激光切割电阻片，达到此目标值；另一种是主动切割----监控激光的切割过程，控制整个电路的输出：包括电压、电流、频率、开关临界值等，当被控值发生变化时，切割自动停止；我们这里应用的是第二种类型。
2电阻片的选择
贴片型（SMD）可调电阻片根据其表面贴膜厚度的不同可分为两种：薄片型和厚片型，我们这里选择的是厚片型SMD可调电阻片；具体型号为0805和1206，厂家为Kamaya，Yageo，Vishay。当激光进行切割时，被切割部分材料气化，从而达到改变电阻值的目的。激光参数的设定和被切割电阻片的几何外形会对切割后阻值的稳定性产生很大影响。
3可调电阻片的结构和组成
可调型电阻片极为类似标准的固定阻值电阻，但它有一下几个特点：没有切割过，没有标记，表面有一层保护元件的镀层，但是可以被激光切割。大部分的供应商都建议，在激光切割完成后，为了确保阻值的稳定性，需要在切割部分增加保护层（例如硅胶等），这样可以避免产生由于灰尘、湿气、化学试剂等引起的阻值漂移。
4切割区域
切割区域一般都远远小于零件的表面，可切割区域的尺寸基本都可以在供应商的数据库中查到，这里需要注意：有阻抗的区域小于保护镀层区域，在阻抗区域和内电阻之间有重叠搭位的区域，不能被切割。
5得到稳定阻值的切割方法
当进行激光切割时，电阻片的阻值随之增加，增加的快慢和切割的形状有关。我们推荐使用“L”型切割方法，这样可以在整个切割距离上得到最稳定的阻值变化。一般供应商提供的可调电阻片都是有一个范围，而不是一个固定值，如15kohm+0/-30%，意思是你得到了一个范围在10.5kohm～15kohm之间的电阻片。假如你切割的过多，最终切割后的阻值将变的极为不稳定。为了得到稳定的阻值，一般以切割到原始阻值的1.5倍为最佳，如15kohm+0/-30%:
-原始值=0.5kohm->切割后值<15.75kohm（x1.5倍）
-原始值=15kohm->切割后值<22.5kohm（1.5倍）
同时，当你进行“L”型切割时，以下参数也需要注意：
切割宽度W’要小于总宽度W的一半。
圆角的“L”型比直角的“L”型要更稳定，如下图6所示。
切割位置没有金属沉积的痕迹。
没有过热变形部分。
在切割边缘没有毛刺和裂缝。
当以上条件都满足时，切割后的稳定性可以得到保证。
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