激光蚀刻

什么是激光蚀刻？

激光蚀刻是涵盖各种打标和浅雕工艺的一个广义术语。 它用于各种各样的物品上，如汽车部件、医疗器械、酒桶、微电子元件和墓碑等。

激光蚀刻是在各种材料上形成可见标记或图案的一种方法。 事实上，“蚀刻”（相对于打标或雕刻）的确切定义因材料和应用而异。 

总体而言，激光蚀刻与打标不同；它涉及改变部件的表面轮廓，而不仅仅是改变表面颜色或纹理。 但是这种轮廓上的改变（可以是凸起或凹陷区域）通常比激光雕刻引起的改变浅得多。

激光蚀刻与许多其他打标、雕刻和切割工艺的实施方式相同。 事实上，用一种激光工具完成所有这些功能并不稀奇。 

为了创造所需图案，激光束在调制（改变功率）的同时扫描整个部件表面。 产生这种移动的一种方法是使用检流计扫描系统。 在这种情况下，光束移动通过移动镜来获得。 由于速度较高，这种方法通常用于小部件。 此外，该技术还能蚀刻弯曲部件（通常与部件的旋转运动相结合）。

还可以使用线性运动平台移动光束传输光学器件（甚至部件本身）来描绘标记图案。 较大的部件（如招牌和纪念碑等）几乎都使用这种蚀刻方法。 

材料上的区别

几乎可以在任何类型的材料上进行激光蚀刻， 包括金属、塑料、玻璃、陶瓷、天然石材和半导体器件。 

金属部件的激光蚀刻见于许多行业，包括汽车、航空航天、医疗器械、石油和天然气等。 它几乎可以应用于任何金属，包括铝、钢、黄铜、铜和钛。

金属的激光蚀刻通常涉及加热材料，直到材料熔化并轻微膨胀。 在短暂的激光加热后，材料几乎立即冷却。 它重新凝固成一个纹理较之前更加粗糙的凸起区域。 

对于金属，激光蚀刻对表面高度的改变通常小于约 25 µm。 相反，激光雕刻的改变通常比这要深十倍。 因为雕刻更深的标记需要去除更多材料，所以激光蚀刻通常可以更快地完成。 

激光蚀刻的另一个优点是它可以刻出深色、浅色甚至灰色的标记。 激光雕刻通常只产生深色标记。 但是，浅的蚀刻标记不如雕刻标记那么持久耐磨。 

激光蚀刻的玻璃可用于装饰和商业用途。 在水杯、马克杯、瓶子、奖牌、镜子上都可以蚀刻文字、设计和其他复杂图案，甚至包括图像。 在工业领域，许多产品（如饮料或药品等）需要用玻璃容器盛装，在容器表面可以蚀刻上批号和保质期等信息。 类似地，用于微电子和显示屏制造的玻璃基板上可以蚀刻序列号和跟踪代码。 

玻璃上的激光蚀刻区域呈现出“磨砂”效果 — 半透明，而非全透明。 这是通过去除非常少量的材料（通常小于 25 µm）实现的。 值得一提的是，蚀刻过程会产生更粗糙的表面纹理。 

激光蚀刻相较其他机械和化学方法更胜一筹，因为它快速、干净且易于适应曲面（在酒杯、瓶子上很常见）。 

天然石材（如花岗岩或大理石）的激光蚀刻广泛用于墓碑、牌匾和建筑用途。 如同玻璃蚀刻，它也仅去除非常少量的材料层并改变表面纹理。 

激光蚀刻几乎总是用来在深色石材表面上制造浅色标记。 激光蚀刻图案由许多紧挨在一起的小点组成，就像在报纸上复制照片一样。 这使得几乎可以蚀刻任何图案，甚至是灰度标记。 因此，除了文字之外，也可以很容易地蚀刻照片、图画和其他设计。 

与喷砂或机械雕刻相比，激光蚀刻的石材通常得到视觉效果更佳的标记。 激光蚀刻也比其他这些方法快得多。

聚合物激光打标见于极其广泛的商业、医疗和消费产品以及标牌和新奇物品中。 因为所涉及的材料和工艺千差万别，所以很难准确定义聚合物的激光蚀刻，以及该工艺与打标或雕刻的区别。 常用的“起泡”技术在深色塑料上留下浅色标记，这理所当然也算作一种蚀刻，因为它只产生轻微的表面浮雕（小于 50 µm）。 

因为激光蚀刻可以在聚合物中产生高对比度标记，而不会在部件中引入大量热量，所以它在半导体制造和微电子生产中也相当常用。 例如，对于倒装芯片和其他半导体封装类型，可以在不损坏其所含电路的情况下打标。 

半导体本身的激光蚀刻贯穿整个微电子制造。 这是因为，浅标记深度（通常为 10 µm 或更小）在产生高对比度标记的同时，不会对周围或底层电路造成任何损坏。 激光蚀刻特别适合在晶圆背面打标序列号和其他标识符。 它还用在封装设备的薄型模具盖上。

蚀刻用激光器

由于涉及的材料范围广且要求多样，所以在蚀刻时会采用许多不同类型的激光器。 典型例子包括：