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激光加工蓝宝石的优势

点击量:307 更新时间:2014-01-21 16:46:26

蓝宝石是地球上仅次于钻石的第二坚硬材料,很难使用机械的方法来加工。使用激光器来切割蓝宝石是当今LED制造业的标准加工方法,蓝宝石在这里用作基板衬底。由于其抗划伤性和透光性,蓝宝石会用来生产手表和光学仪器的保护镜面。蓝宝石是超坚硬材料,普通的硬加工容易使蓝宝石发生裂痕、破碎,因此目前逐渐使用激光加工。


   自20 世纪激光问世不久,激光加工技术就受到人们的重视,经过40 多年的发展,至今已成为先进制造技术的重要组成部分。基于激光束具有单色性好、能量密度高、空间控制性和时间控制性良好等一系列优点,目前它已广泛应用于材料加工等领域。其中紫外激光的波长短、能量集中、分辨率高,因此在去除焊料外壳、在电子线路板上钻微孔、在薄膜或薄片材料中制作微通道、进行精密切割和对接等微加工领域具有广泛的应用。红外或可见光通常靠产生集中局部的加热使物质熔化或气化的方式来进行加工,但这种加热会导致周围区域严重破坏,因而限制了边缘强度和产生小精细特征的能力,而紫外激光是通过直接破坏连接物质原子组分的化学键,这种将物质分离成原子的过程是一个“冷”过程,不产生对外围加热。该特性使紫外激光器成为加工薄橡胶和塑料制品类脆弱物质的理想工具,不仅如此,大多数材料都能有效吸收紫外光,从而可被用来加工红外光和可见光激光器加工不了的材料。


    激光光束在蓝宝石等坚硬、易碎的材料特别能展现出良好的效果。它们不会磨损且能聚焦到最小直径。扫描振镜能灵活定位光束,能几乎满足各种形状轮廓的加工需要。超短脉冲激光器(图1)特别适合加工易碎的材料。对于小于10皮秒的激光脉冲,在热传导到周边的材料上之前,被加工区域的材料已经汽化了。只要激光参数精确调整到和应用相匹配,那么就不需返工。