紫外激光切割磷化铟晶圆的工艺研究

为提高晶圆的集成度,提升晶粒分离的质量和效率,采用以二极管泵浦的纳秒级调Q紫外激光切割磷化铟晶圆,利用劈裂机进行裂片,使用金相显微镜检测磷化铟晶圆的切割深度与切口宽度。运用单参数变化法分析重复频率、占空比、切割速度和辅助气体压力对切割深度影响,结果表明,切割深度与重复频率、切割速度近似呈反比关系,与占空比近似呈正比关系,而辅助气体压力对切割深度的影响不大。通过正交实验设计得到切口宽度的最优参数,当重复频率为200 kHz,占空比为10%,切割速度为300 mm/s,气压为0.2 MPa时,最小切口宽度达到6.2μm。综合分析了激光工艺参数和辅助工艺与裂片合格率的关系,最终使磷化铟晶圆裂片合格率达到98%。     

利用1064 nm皮秒激光加工石英玻璃精密划线工艺研究

对激光精密加石英玻璃切割工艺进行了实验研究,探讨了不同的工艺参数对加工效果的影响。首次使用1064nm皮秒激光器作为光源,对厚度为0.3mm的石英玻璃片进行了激光划线切割。在激光功率20w,占空比60%,频率100kHz,加工速度700mm/s时,获得样品正面崩边11.08um,背面崩边7.610um,侧面粗糙度为4 um 的加工效果。分析了不同工艺参数对样品加工效果的影响,依据实验结果,得到满足实际加工要求的最佳工艺参数。     

激光干扰点源红外跟踪系统敏感参数研究

理论分析了激光干扰调制盘型点源跟踪系统敏感参数。根据理论分析结果:结合近场和外场到达点源跟踪系统处目标、干扰激光辐射功率密度等效原则,设计和进行了不同激光功率、外调制频率、外调制占空比和重复频率下激光干扰点源跟踪系统光学锁定断开近场模拟实验。理论分析和实验结果均表明:干扰激光功率、外调制频率和外调制占空比是实现调制盘型点源跟踪系统光学锁定断开的关键参数;干扰激光重复频率与调制盘载频没有严格对应关系,干扰激光重复频率和占空比应满足激光器最佳工作状态,以提高干扰激光功率。本文对小功率激光干扰系统设计研制和试验开展具有重要参考意义。     

基于响应面法的激光刻蚀制备铝合金疏水表面工艺参数研究

为探究皮秒激光的单脉冲能量、扫描次数、扫描速度、激光重复频率4个工艺参数对2024铝合金表面疏水性能的影响规律,搭建了皮秒激光加工试验平台,设计了四因素三水平的响应面试验,用Design-Expert12软件对工艺参数进行优化,得到最佳工艺参数组合,并通过试验验证了回归方程的准确性。根据响应面分析结果,单脉冲能量与扫描次数、扫描次数与扫描速度、扫描次数与激光重复频率对表面接触角度的交互影响作用显著。以表面接触角度为评价指标,各工艺参数对表面接触角度的影响因素大小排序为：单脉冲能量>扫描次数>扫描速度>激光重复频率。以表面接触角度最大为目标,得到优化后的工艺参数组合：单脉冲能量14μJ、扫描次数7次、扫描速度650 mm/s、激光重复频率2.2×10⁶ Hz。预测表面接触角度为147.5°,试验实际表面接触角度为150.3°,实际值与预测值的误差为1.9%。试验结果表明：通过响应面法对皮秒激光工艺参数进行优化后,建立的表面接触角度模型具有良好的预测能力,通过优化后的工艺参数对铝合金表面进行微结构刻蚀,可显著提高其表面疏水性能。     

重复频率脉冲激光辐照金属材料热效应模拟分析

在不同占空比的重复频率脉冲激光辐照下,数值模拟了金属材料前、后表面的温升特性和烧蚀深度变化规律,考察了材料厚度和物性的影响。模拟结果表明,材料前表面温升曲线呈齿状;激光占空比越小或者材料越薄,材料后表面温度越高,烧蚀越深;与连续激光相比,重复频率脉冲激光更有利于金属材料的加热及烧蚀。     

基于355nm紫外激光切割柔性覆铜板的工艺参数优化

针对紫外激光切割柔性覆铜板时出现焦黑碳化、过熔及过多能量损耗等问题，采用355 nm紫外纳秒激光切割机对49μm厚聚酰亚胺双面无胶柔性覆铜板进行激光切割实验，通过预切割遍历参数以验证切割覆铜板的最小能量——临界切割能量。在此基础上，研究了切割参数对柔性覆铜板表面形貌、截面形貌、碳化程度、刻缝宽度以及表面和截面成分变化的影响。实验结果表明：激光切割速度、切割功率和重复切割次数对柔性覆铜板的切割质量具有重要影响，提升切割速度、保持适中的切割功率、降低重复切割次数能够获得切口光滑且无积碳的高质量、低功耗切割效果。由以上结果可得出本实验条件下的最佳工艺参数：切割速度为2000 mm/s，切割功率为12 W，重复切割次数为70次。本实验研究结果为实现柔性覆铜板的高质量、低能耗激光切割提供了工艺依据，而且该切割工艺可适用于柔性电路板、聚酰亚胺覆盖膜及补强板等通过激光切割成形的材料。     

激光清洗FV520B钢表面氧化色工艺参数对表面粗糙度的影响

采用波长为1064 nm的脉冲光纤激光器对FV520B合金钢表面的高温氧化色层进行清洗,以激光功率、脉冲频率、清洗次数和基体原始粗糙度作为变量,考察各参数对试样表面氧化色清除效果及清洗后表面粗糙度的影响规律.研究结果表明:对于200#砂纸打磨的预处理样品(粗糙度约为0.503 μm),当清洗激光功率为40～120W时,清洗后试样表面粗糙度无明显变化,当激光功率为120～200W时,随着激光功率的增大,粗糙度逐渐减小;在激光功率为120W、脉冲频率为20 kHz的条件下,对200#砂纸打磨的预处理样品(粗糙度约为0.503 μm)进行多次清洗,当清洗次数达到2时,粗糙度显著降低(粗糙度降低40.8％),继续增大清洗次数,粗糙度降低效果不明显,确定最佳清洗参数为激光功率120W、脉冲频率20 kHz、清洗次数2.此外,当清洗参数一定时,随着预处理试样初始粗糙度的减小,氧化色层的去除率下降,且清洗后粗糙度的降低效果不明显.     

高温共烧氧化铝生瓷激光切割工艺研究

激光切割工艺是高温共烧陶瓷生坯加工过程中重要技术之一,文中研究了这种激光切割氧化铝陶瓷工艺,其脉冲峰值功率及光斑聚焦大小决定了切割效果。结果表明控制激光频率、扫描速度及重复次数,可得到较好的切割槽深和切割槽宽。     

基于CPLD的发射激光多频率同步调制器

本文根据发射激光信号的要求,采用CPLD产生了频率及占空比可调的激光调制信号,利用视频同步分离器LM1881实现了激光调制信号与视频输入信号的同步,保证了激光光束多参数测量中测量设备的同步工作,在实际应用中取得了良好效果.     

聚晶金刚石复合片激光切割工艺研究

聚晶金刚石(PCD)复合片因其硬度高、耐磨性好等性能在刀具行业应用广泛,为了探究PCD复合片的激光切割工艺特性,获取最优的切割质量和加工效率,减少磨削余量,采用Nd∶YAG激光器对1.6 mm厚PCD复合片进行切割工艺试验。利用数字显微镜和光学轮廓仪对材料切割表面及断面进行观测分析,系统研究了激光功率、切割速度、脉冲频率及离焦量等工艺参数对切割质量的影响。通过正交试验的直观分析与方差分析对工艺参数进行分析与优化设计,同时探究不同参数下激光能量对材料的作用机理。结果表明:材料表面能量密度的大小决定着激光切割质量,选用激光功率80 W,切割速度80 mm/min,脉冲频率60 Hz,零离焦量的切割参数,获得了切缝宽度为173.10 μm,切缝单边锥度为5.90°,表面粗糙度Ra=0.65 μm 的优良PCD复合片激光切割质量。     

心血管支架的光纤激光切割工艺

心血管支架植入手术是目前治疗心血管疾病的首选方案之一。采用光纤激光精密切割系统,研究了激光输出功率、切割速度、重复频率、脉冲宽度、辅助气体及气压等参数对心血管支架切割质量的影响。通过实验和分析,获得了最佳切割工艺参数:输出功率为7W,脉冲宽度为0.15ms,重复频率为1500Hz,扫描速度为8mm/s,辅助氧压为0.3MPa。采用该工艺参数,切割出了高质量的心血管支架。     

氮化铝陶瓷激光切割工艺技术研究

本研究阐述了氮化铝(AlN)陶瓷激光切割的工作原理,并通过对影响AlN陶瓷激光切割深度的激光功率、频率、脉宽、加工速度以及辅助气压等工艺参数因素进行试验和分析,得出了光纤激光切割氮化铝陶瓷材料的最优参数范围。     

激光精密切割不锈钢薄板的工艺研究

采用Nd∶YAG脉冲激光器对不锈钢进行了精密切割。系统研究了工艺参数对切缝宽度和切缝质量的影响规律。结果表明,缝宽随激光功率密度、频率以及脉宽的增加而加大;提高激光输出重复频率,不仅有利于提高加工质量,而且可以增大切割速度,提高加工效率。在此基础上,导出了光斑重叠度和极限切割速度的计算公式,利用此公式估算的脉冲激光切割的极限速度与实验结果符合很好     

Trimmer工艺参数对切割效果的影响

激光焊切机(Trimmer)是显示面板(TFT-LCD)工业中不可或缺的设备,其作用是利用激光束切除显示面板上的Shorting Bar结构。Trimmer切割效果对于后工段良率有很大影响,因此研究Trimmer的工艺参数对切割效果的影响对于提升产品良率具有重要意义。本工作首先通过实验探究激光单脉冲能量E、激光频率f、切割速度v、加工光斑沿切割方向的边长a等工艺参数对于某款165cm(65in)产品的切割效果的影响,然后深入分析了Trimmer的切割机理,提出了囊括所有工艺参数的变量"ε",然后通过实验给出了对于膜厚为0.45μm的Cu材质Shorting Bar,Trimmer激光单脉冲能量必须在7mJ以上,ε在400mJ/mm~2以上,Trimmer可以将Shorting Bar切除干净,并且得出ε与表征切割效果的参量ω之间的函数关系,证实了ε值对于切割效果的影响。     

紫外激光FPC切割系统的研究与开发

本文介绍了将动光式紫外激光切割技术应用于FPC板以及其辅材覆盖膜切割的整体系统框架。通过Gerber文件来获取切割路径、局部切割次数等信息,并采用摄像机和射影变换方法完成工件的自动定位。实践表明本系统不仅切割效率高,与国外最新同类系统效率相同,而且定位精度高,有效地补偿了由于材料变形所引起的加工偏差。     

激光束时/空域形态对定向能量沉积316L不锈钢组织的影响

以激光束的时/空域形态为调控对象,采用激光定向能量沉积方式制备了不同时/空域下的单道多层316L不锈钢试样,分析各参数对试样的显微硬度、微观组织特征的影响。正交试验结果表明：晶粒等效直径、柱状晶长宽比、柱状/等轴晶数量比均随着频率和占空比的增大,先快速减小后略微增大。相比连续光束,中频(40/60 Hz)中占空比(0.6/0.8)下的晶粒等效直径、柱状晶长宽比、柱状/等轴晶数量比分别减小19.4%、3.4%、13.3%。空域形态下,相比高斯光束,超高斯光束下晶粒等效直径减小0.14μm,而柱状晶长宽比、柱状/等轴晶数量比分别增大0.06、0.45。各因素对等效直径、柱状晶长宽比、柱状/等轴晶数量比、显微硬度的影响程度分别为：占空比>频率>形态指数、频率>占空比>形态指数、频率>形态指数>占空比、形态指数>频率>占空比。     

皮秒激光烧蚀K9玻璃后表面损伤研究

考察了利用皮秒激光烧蚀切割K9玻璃过程中后表面的烧蚀损伤现象,比较了前、后表面的烧蚀特性,分析了激光能量密度、扫描次数和扫描速度等因素对后表面损伤的影响。根据后表面烧蚀形貌和质量,优化了激光单行单次扫描时的激光能量密度和扫描速度等参数。讨论了后表面烧蚀损伤的机理,提出了抑制后表面损伤的方法。实验结果表明,激光聚焦在前表面进行烧蚀切割时,后表面会出现严重的烧蚀损伤,且后表面烧蚀形貌和规律与前表面的显著不同。     

手机按键面板光纤激光切割工艺研究

采用光纤激光精密切割系统,进行了手机金属按键面板的切割实验,研究了输出功率、切割速度、重复频率、脉冲宽度、辅助气体及气压等参数对手机金属按键面板切割质量的影响.通过试验和分析,获得了最佳工艺参数.采用激光器的输出功率为25 W、重复频率为1 800 Hz和脉冲宽度为0.3 ms,辅助气体O2压为0.25 MPa,扫描速度为8 mm/s,切割出高质量的手机按键面板.     

镍锌铁氧体复合片材亚纳秒激光切割

镍锌铁氧体复合材料是一种性能优良的吸波材料，同时还具有高柔性和可加工性，广泛用于屏蔽通信中的电磁干扰。为提高铁氧体复合片材的切割质量，采用先进的脉冲激光切割工艺，并选择窄脉宽的亚纳秒脉冲激光为光源。首先改进了激光切割的扫描策略，结果表明，与常规的多遍策略相比，周期性“扫描-冷却”多遍策略显著抑制了热积累，使切缝热影响区宽度从567.39μm减小至249.42μm,降低了56%。在改进的扫描策略基础上，使用响应曲面模型分析激光平均功率(P)、光束扫描速度(v)、“扫描-冷却”每个周期内扫描次数(n₁)3个因素对热影响区宽度和切割效率的综合影响，并进行参数优化。高的平均功率、高的扫描速度和少的扫描次数有利于降低热影响区宽度，同时兼顾切割效率。参数优化结果显示，平均功率19.7～21.1 W,扫描速度1 750～1 800 mm/s,每个周期内扫描20～24次，可以实现在9个周期切断0.2 mm镍锌铁氧体复合片材，切缝热影响区宽度约为200μm。     

基于机器视觉的变焦激光切割路径优化研究

针对目前变焦激光切割路径优化方法存在优化时间长、空程行程大以及优化性能低的问题,对基于机器视觉的变焦激光切割路径优化进行了研究。该方法依据机器视觉原理获取激光切割路径相关参数;通过计算机技术对相关路径进行了遍历处理,根据路径约束条件与目标优化函数,建立路径优化模型。进而基于改进后的蚁群算法完成模型的求解,获取最佳的变焦激光切割路径,实现路径的优化。试验结果表明,运用该方法进行变焦激光切割路径优化时,优化准确率高于95%,优化时间随着试验次数的增加也保持在3.5 s左右。因此,该方法优化时长低、空程行程小以及优化性能高。