藍寶石激光切割機的注意事項

        藍寶石激光切割機是一種高速度、高質(zhì)量的切割方法，對藍寶石晶片進行切割，不僅具有加工速度快、切口質(zhì)量好的特點，并且可以對任意圖形進行切割。而藍寶石材料是硬脆性材料，一般的機械加工會使藍寶石易產(chǎn)生裂紋、碎片、分層、崩邊、邊緣破裂和刀具易磨損等缺陷，又由于藍寶石化學(xué)穩(wěn)定性較好，使得傳統(tǒng)的化學(xué)加工方法對其難以加工。所以，藍寶石激光切割機的出現(xiàn)尤為重要。

       因為藍寶石的獨特性，當我們操作藍寶石激光切割機的時候，我們也應(yīng)該注意的問題也會更多，下面進行一組試驗，來鑒別藍寶石激光切割機的注意事項：

       首先，QCW切割藍寶石原理如下圖所示，激光經(jīng)過光纖傳導(dǎo)到準直鏡后通過聚焦鏡，最終在焦平面獲得聚焦光斑后作用于藍寶石表面實現(xiàn)切割；自動控制系統(tǒng)控制移動平臺能在X，Y方向移動。采用QCW準連續(xù)光纖激光器切割光學(xué)級藍寶石基片，厚度為0.52mm、直徑為5mm。

       應(yīng)用脈寬為0.15~0.18 ms、波長為1064 nm、光斑直徑為15μm、重復(fù)頻率為0~5 kHz、能量密度變化范圍為0~2.4 × 10⁵J/cm2、切割速度變化范圍為0~50 mm/s。加工采用氮氣作為輔助氣體，噴嘴直徑為0.5-1 mm。

       起刀線位置選擇：首先要在藍寶石切割軟件中將起刀線的位置設(shè)置好，我們通過改變角度Θ（起刀線與材料邊緣的角度）來改變起刀線的位置。并觀察和分析起刀線位置對切割質(zhì)量的影響Θ。依次選取15°、30°、45°、60°、75°和90°進行試驗，起刀線的長度為0.3mm。

        切割結(jié)果及分析：從最終的切割樣件照片可以看出：1. 顯微鏡上看切割后的藍寶石邊緣光滑、基本無掛渣、無毛刺；2. 切割面幾乎無坡度，錐度在100以內(nèi)；3. 藍寶石正面切割邊緣效果較好，崩邊尺寸的崩變量較背面崩邊尺寸小，背面崩邊量也控制在10μm以下。

       所以，影響藍寶石崩邊量的一個很重要的因素為激光能量密度，激光能量密度越大，藍寶石背面的崩邊現(xiàn)象越明顯，崩邊尺寸越大，所以在保證藍寶石能被切穿的同時降低激光功率對藍寶石背面崩邊情況有一定改善，但是能量越小在背面存在的掛渣就越嚴重，且不易清除。若適當增大激光能量可使得藍寶石背面熔融材料成為粉末狀，從而可以改變藍寶石背面切割效果。

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