氧化铝陶瓷基板激光切割工艺优化：96% Al2O3的高效划片

"这篇研究文章主要探讨了96%氧化铝陶瓷基板的激光切割与划片技术，并对其工艺进行了优化。文章通过热传导微分公式解析了激光与材料交互的热过程，评估了激光对氧化铝陶瓷基板的损伤阈值。实验中，研究人员使用了相干公司的400 W E400射频CO2激光器和IPG公司的150 W准连续型光纤激光器建立了一个激光加工系统。针对1毫米厚度的96%氧化铝陶瓷基板，他们进行了切割和划片实验。在实验中，通过在陶瓷基板表面涂覆吸收剂并采用氮气作为辅助气体，有效解决了光纤激光器连续波模式下因材料高反射导致的切割和划片中断问题。结果表明，在光纤激光器工作在准连续波模式下，可以直接使用空气作为辅助气体，无需涂覆吸收剂即可完成1毫米厚度氧化铝陶瓷基板的切割和划片任务。关键词包括激光光学、激光陶瓷加工、氧化铝陶瓷基板、激光工艺、准连续光纤激光器和射频CO2激光器。" 文章详细阐述了激光切割和划片96%氧化铝陶瓷基板的技术方法。首先，基于三维固体的热传导微分模型，作者深入解析了激光如何作用于材料并引发热过程，从而理解激光对陶瓷基板的热效应。这种理解对于确定激光加工参数至关重要，例如功率密度、脉冲频率和扫描速度等，以避免过度加热导致的基板损伤。 在实验部分，研究人员采用了两种不同类型的激光器，即400 W的射频CO2激光器和150 W的准连续型光纤激光器。这两种激光器在切割和划片工艺中各有优势，可以适应不同的材料特性和加工需求。特别地，他们在氧化铝陶瓷基板上涂抹吸收剂，利用氮气辅助，有效解决了光纤激光器在连续波模式下遇到的反射问题，这提高了切割和划片的连续性和精度。 通过实验优化，研究人员发现光纤激光器在准连续波模式下工作时，可以显著降低对吸收剂的需求，甚至可以直接使用空气辅助，实现对1毫米厚度氧化铝陶瓷基板的无损切割和划片。这一发现不仅简化了工艺流程，降低了成本，还提高了加工效率和质量。 总结来说，这篇文章提供了关于氧化铝陶瓷基板激光切割和划片的详细工艺分析，展示了如何通过工艺优化来克服激光加工中的技术挑战，特别是在处理高反射率材料时。这些研究成果对于提升激光加工在电子封装、半导体和精密制造等领域中的应用具有重要意义。