创新脉冲激光打孔技术
2025-02-09 15:56
No.1338176753155448832
技术概要
PDF全文
本项创新技术提供了一种脉冲激光打孔方法,有效解决了传统技术中光斑重叠率高和热影响区问题,同时避免了等离子体对后续激光脉冲的干扰。
背景技术
随着现代工业的快速发展,国内外激光打孔技术应用的行业领域和规模不断扩大,其工业加工优势在各个领域不断凸显。对于硬而脆的靶材上打孔,传统的机械加工方式已无法满足密集通孔加工的要求和生产效率要求。如多层陶瓷基片、半导体SOS基片、多层印刷线路板、复合靶材以及其它高硬度、高熔点、易碎靶材的小孔、微孔加工中需要达到普通加工工艺难以实现的要求[1,2] 。脉冲激光打孔的方式虽多,但在实际加工过程中都存在着一定的问题,首先是热影响区(HAZ)问题,光斑重叠率的大小与热影响区的形成有着密切的关系[3,4] ,在脉冲激光打孔过程中,靶材的去除主要依赖材料气化去除。但是光斑重叠率越高,热量累积越严重从而导致严重的热影响区问题,如诱导材料重凝降低加工精度[5-7] 。另外,加工过程中光斑重叠率过高会使产生的光致等离子体无法规避下一个激光脉冲对其作用,等离子体的遮蔽导致脉冲能量衰减[8-10] ,严重影响孔底部靶材对光束的吸收,亦会导致排屑困难,加大了深孔加工时靶材去除难度。因此,有效规避等离子体遮蔽的问题,亟需依靠新的技术方案予以解决。 参考文献 [1]王晓东,赵学民,汪盛烈,等.激光动态高速打孔系统的研究[J].激光技术,2003,(06):563-566. [2]晏绪光,高文斌,杨水其,等.激光精密微孔加工技术及其在电子工业中的应用[J].杭州电子工业学院学报,1994,(03):4-10. [3]范新虎,黄禹,荣佑民.镍锌铁氧体复合片材亚纳秒激光切割[J].应用激光,2023,43(03):48-58. [4]王一飞,虞宙,李康妹,等.钛合金微沟槽的纳秒激光烧蚀工艺研究[J].东华大学学报(自然科学版),2023,49(01):84-94. [5]Freitag C,Kononenko T V,Weber R,et al.Influence ofpulse repetitionrate and pulse energy on the heat accumulation between subsequent laserpulses during laser processing ofCFRPwith ps pulses[J].Applied Physics A,2018,124:1-9. [6]Li Y,He G,Liu H,et al.Investigation of Heat Accumulation inFemtosecond Laser Drilling of Carbon Fiber-Reinforced Polymer[J].Micromachines,2023,14(5):913. [7]Weber R,GrafT,Berger P,et al.Heat accumulation during pulsed lasermaterials processing[J].Optics express,2014,22(9):11312-11324. [8]Weber R,GrafT,Berger P,et al.Heat accumulation during pulsed lasermaterials processing[J].Optics express,2014,22(9):11312-11324. [9]Bulgakova N M,Panchenko A N,Zhukov V P,et al.Impacts of ambientand ablation plasmas on short-and ultrashort-pulse laser processing ofsurfaces[J].Micromachines,2014,5(4):1344-1372. [10]Yilbas B S,Yilbas Z,Akcakoyun N.Investigation into absorptionofthe incident laser beam during Nd:YAG laser processing ofmetals[J].Optics&Laser Technology,1996,28(7):503-511.
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
张寰臻  张都  王淑玲  皮友东  曹相锋  孙春发  张欣
技术所属: 河北工程大学
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