脉冲激光削过程的CVD单晶钻石

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 制造业 工程 制造工程
• 光学和激光器的使用

背景情况:

• 化学蒸汽沉积 (CVD) 钻石提供出色的导热性和低热膨胀.
• 传统的钻石加工方法难以平衡效率和精度.
• 优化CVD钻石加工对于微电子封装等先进应用至关重要.

研究的目的:

• 为了研究和优化单晶CVD钻石的激光削过程.
• 通过纳米秒和皮秒激光技术提高处理精度和效率.
• 建立一个高效率,低损坏的加工策略,用于CVD钻石.

主要方法:

• 系统地调查激光削参数:冲击角度,脉冲宽度和斑点大小.
• 使用纳秒和皮秒脉冲激光器进行CVD钻石加工.
• 分析了这些参数对钻石研磨角度,表面粗度 (Sa) 和表面纹理 (Sz) 的影响.

主要成果:

• 降低激光发射角度,脉冲宽度和斑点大小可以有效地降低加工表面的斜率角度.
• 优化的参数 (12 psi脉冲宽,60 μm点直径,3°冲击角) 实现了1.30°的磨削角度,Sa为0.42 μm,Sz为2.76 μm.
• 使用150ns脉冲宽度显著提高了加工效率,达到66.10mm3/h,同时保持了可比的表面质量.

结论:

• 激光削参数极大地影响CVD钻石加工的结果.
• 皮秒激光技术使CVD钻石的高精度,低损坏加工成为可能.
• 开发的战略为微电子封装中使用钻石提供了有价值的参考.