紫外激光在精细加工中的应用研究

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外 时 间使 生产 效 率 降低 ， 冲 头本 身 的价 格通 常 也 且 十 分 昂贵 ， 使加 工 成 本 增 加 ， 激 光 划 切 方 法采 用 而
白 １６ ９ ０年 第 一 台激 光 器诞 生 以来 ，激 光 加 工 技 术 以其 独 有 的特 性 和 强 大 的生 命 力 在 国 防 、 科 技、 工业 、 业 、 农 医学 甚 至 日常 生活 等 诸 多领 域 得 到 了迅 猛 发展 和 广 泛应 用 。近 几年 来 ， 随着 电子 产 品 和 微 电子元 器 件 的 小型 化 ， 细 加 工 需 求 的 日益 增 精
０１ ． ｍｍ 的 圆了 计 算 ，机 械 加 工 每分 钟 最 多可 加 工 Ｌ
６ ０个 孔 ，Biblioteka 而 激 光 划 切 的 加 工 方 法 呵 以 加 工 ６０ ０ ０ ０
一
＿ 键 断 裂和 乜子 溯
个孔 。从 设备 维护 成 本来 看 ， 械加 工 所 使用 的冲 机 头磨 损 较 快 ， 需要 经 常 更 换 ， 更换 冲 头所 产 生 的额
长 ，激 光 切 割 加 工 在 这 些 领 域 中 的应 用 也 越 来 越
快 的分 支之 一 ， 用 也越 来 越广 泛 。 应
１ 紫 外 激 光 切 割 原 理
激 光 加 工 技 术 是 利 用 激 光 束 与 物 质 相 互 作 用
的特 性 对 材 料 （ 括 金 属 与 非 金属 ）进 行 切 割 、 包 焊 接 、 面 处理 、 表 打孔 及 微 加工 等 。 外 激 光与 物质 的 紫 相 互作 用 被 称 为“ 光化 学 消融 ” 当材 料 受 到激 光 辐 ，
工 的一 些 工 艺参数 。
关 键 词 ：紫外激 光 ； 温 共烧 陶瓷 生瓷 片；蓝 宝 石 ；单 晶硅 低 中图分 类 号 ： Ｎ２ ９ Ｔ ４ 文献 标 识码 ： Ａ 文章 编号 ：１０ —５ ７２ １） ３０ １—４ ０ ４４ ０ （０ ０ －０ ７０ １
Ａｐｐ ｉａ ｉ ｎ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｌｃ ｔｏ ｓ ａ ｃ ｎ ＵＶ ｓ ｒ Ｍ ｉ ｒ ｎ ａ ｈｉ ｎｇ Ｌａ ｅ ｃ ｏ Ｍ ｃ ｎｉ
ｉ ｃｎ ｎ ｄｉｉ ｇ ＬＴＣＣ ， ａ ｐｈ ｒ ａ ｅ ， ｎ Ｏ ｏ ｒ ｃ ｒ ｓｔ ｅ ｔｃ ｎｉａ ｒ ｍ ｅ ｅ ｓｏ ｍ ． ｓ ｐ ｉｅｗ ｆ ｒ ＳＩａ ｄ Ｓ ｎ， ｅ ｏ ｄ ｈ ｅ ｈ ｃ ｌ ｐａ ａ ｔｒ ｆｔ ｈｅ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｙ ｒ ｓ ＵＶ ｓｒ ｌ ｅ ；ＬＴ ａ ＣＣ （ ｏ Ｔ ｍｐ ｒｔｒ —ｅａ ｃ Ｓ ｐ ｈｒ ｆｒ ｉ Ｌ ｗ ｅ ｅ ａｕ ｅＣｏ ｃ ｒｍｉ）； ａ ｐ ｉ ｗａｅ ：Ｓ ｅ
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电 字 工 业 专 用 设 备
光伏制造与设备
紫 外 激 光 在 精 细 加 工 中 的应 用 研 究
韩 微微 ，杨 松 涛 ，高 爱梅
（ 国 电子科 技 集 团公 司第 四十五 研 究所 ， 京 １１０ ） 中 北 ０ ６ １
摘 要 ： 述 了紫 外激 光加 工原 理 ， 论 分析 了其 优 缺 点 。并 使 用 紫 外脉 冲 激 光对 Ｌ Ｃ 生瓷 片 、 Ｔ Ｃ 蓝 宝石 晶 圆 片 、 阳能单 晶硅 片等 材料 进 行 了初 步 的激 光 划切 工 艺实验 ， 到 了对 这 些 不 同材 料加 太 得
射 ， 收 高 峰 值 功 率 的 脉 冲 后 ， 导 致 表 面 很 薄 一 吸 会
多， 比重 在 不 断增 加 。 其 对 于一 些 高硬 度 、 脆 性 尤 高 材 料 的切 割 加 工 ， 光切 割 比其 它传 统切 割 方 法 效 激
果 更好 。 年来 激 光 精 密切 割 技术 的研 究 与应 用 成 近
为 激光 切 割 技 术领 域 的 一个 新 的研 究 方 向， 由于 紫
外 激光 聚 焦 后 能得 到 微 米 级 的极 小 光 斑 ， 外 激 光 紫 切 割 技 术 日渐 成 为 激 光 技 术 在 工 业 应 用 中发 展 最
收 稿 日期 ：０ ０ｌ—５ ２ １ 一 １２
层 （ 约 ０１ ｍ） 料 内部 键 的 断 裂 ， 成 的 分 子 厚 ． 材 生 碎 片扩 散 成 等 离 子体 ， 等离 子 体在 向外 扩 散 的 同 该
时 将 多 余 的能 量 从 材 料 带 走 ， 此 ， 加 工 附 近 的 因 对
光 伏 制 造 与 设 备
区 域 几 乎 没 有 损 害 ｌ。见 １ ｌ ｌ 。
电 子 工 业 苣 用 设 备
ｉｍ ｅ ｔ ｐ ｎ Ｅｌｃｒ ｎｃＰ ｏ ｕ ￣ Ｍ ａ ｕ ａ ｔ ｅ ｔｏ ｉ ｒ ｄ ｃ ｎ ｆｃｕ
ＨＡ Ｎ ｅ ｗｅ ， Ｗ ｉ ｉ ＹＡ ＮＧ ０ ａ Ｇ ＡＯ ｍ ｅ Ｓｎ ｏ， Ａｉ ｉ
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Ａｂ ｔ ａ ｔ ｎｔｏｄ ｅ ｈ ｈ ｏ ｉ ｓａ ｄ ｃ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｓ ｒ ｃ ：Ｉ ｒ ｕｃ ｓ ｔ ｅ ｔ ｅ ｒｅ ｎ ｈａ ａ ｔ ｒｓｉ ｓｏｆＵＶ ａ ｅ ｃ ｏｎ ｍ ａ ｈ ｎ ｎｇ ｏ ｓ ｅ ｐｅ ｉ ｎｔ ｌ ｓ ｒｍｉ ｒ ｃ ｉ ｉ ．ｄ ｅ ｘ ｒｍｅ ｓ
●
进行 拼接 操 作 。 外激 光 划切 加 工采 用 ‘ 紫 维振镜 扫 描 的方 式加 工 ， 描速 度 快 ， 以达 剑 ２０ ０ｍｍ／， 扫 叮 ０ ｓ
可 以加 工 任 何 图 形 ， 需 其 他 操 作 ， 无 降低 了操 作 成
ｌ 收 光 了 ｆ 及
本 ； 加 工速度 看 ， 械 加 工速 度慢 ， 从 机 以加 工 直径 为