在元件上開個小孔是件很常見的事。但是,如果要求在堅硬的材料上,比如在硬質(zhì)合金上打大量0.1毫米到幾微米直徑的小孔,用普通的機(jī)械加工工具怕是不容易辦到,即使能夠做,加工成本也會很高?,F(xiàn)有的機(jī)械加工技術(shù)在材料上打微型小孔是采用每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)或者幾十萬轉(zhuǎn)的高速旋轉(zhuǎn)小鉆頭加工的,用這個辦法一般也只能加工孔徑大于0.25毫米的小孔。在今天的工業(yè)生產(chǎn)中往往是要求加工直徑比這還小的孔。比如在電子工業(yè)生產(chǎn)中,多層印刷電路板的生產(chǎn),就要求在板上鉆成千上萬個直徑約為0.1~0.3毫米的小孔。顯然,采用剛才說的鉆頭來加工,遇到的困難就比較大,加工質(zhì)量不容易保證,加工成本不低。
早在本世紀(jì)60年代后,科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室就用激光在鋼質(zhì)刀片上打出微小孔,經(jīng)過近30年的改進(jìn)和發(fā)展,如今用激光在材料上打微小直徑的小孔已無困難,而且加工質(zhì)量好。打出的小孔孔壁規(guī)整,沒有什么毛刺。打孔速度又很快,大約千分之一秒的時間就可以打出一個孔。
激光在材料上鉆出小孔的道理很簡單(激光鉆孔),做法也不復(fù)雜。
激光有很好的相干性,用光學(xué)系統(tǒng)可以把它聚焦成直徑很微小的光點(diǎn)(小于1微米),這相當(dāng)于用來鉆孔的"微型鉆頭"。其次,激光的亮度很高,在聚焦的焦點(diǎn)上的激光能量密度(平均每平方厘米面積上的能量)會很高,普通一臺激光器輸出的激光,產(chǎn)生的能量就可以高達(dá)109焦耳/厘米2,足可以讓材料發(fā)生熔化并汽化,在材料上留下一個小孔,和用鉆頭鉆出來的一個樣。