Year: 2025
Type: article
Abstract: 为优化化学气相沉积（CVD）单晶金刚石激光铣面工艺，采用百瓦级纳秒和皮秒激光脉冲，通过单因素实验法探究了功率相同时铣面过程中不同激光入射角度、脉冲宽度以及光斑尺寸下金刚石铣面后的坡角差异及其产生原因，并通过优化铣面厚度以及厚度方向的步进时间进一步提升了加工效率。结果表明，降低光斑尺寸和脉冲宽度以及增大激光入射角度可有效缩小激光铣面坡角，且当平均功率为200 W、脉冲宽度为12 ps、激光光斑直径为60 μm、激光入射角为87°时，获得了最低铣面坡角1.3°。在效率优化后，使用平均功率为500 W、单脉冲能量密度为590 J/cm2的纳秒激光脉冲，在铣面厚度为0.9 mm、厚度方向步进时间为4 s时对尺寸为20 mm×20 mm的单晶金刚石进行铣面加工，铣面后其表面粗糙度Sa为0.46 μm，表面最大高度差为2.93 μm，铣面坡角为2.45°，加工效率达到1031.2 mm3/h。研究结果为芯片键合用金刚石加工领域提供了低损耗、高效率的技术路径。
Source: Chinese Journal of Lasers
DOI: 10.3788/cjl250473
Language: English
Subfield: Computational Mechanics
Field: Engineering
Domain: Physical Sciences
Open Access status: bronze
OpenAlex ID: W4415725078