石英玻璃具有一系列優(yōu)異的物理化學(xué)性能,廣泛地應(yīng)用在航空、國防、科研等領(lǐng)域中。但因為其典型的高硬脆性特性,使其結(jié)構(gòu)件的加工制造一直存在難題,尤其是微孔及微孔陣列等微納米級的精細(xì)加工始終存在難以突破的瓶頸,而這種玻璃微孔陣列在微電子封裝、MEMS器件封裝,生物和醫(yī)療等領(lǐng)域玻璃轉(zhuǎn)接板微孔金屬穿絲方面具有巨大的應(yīng)用需求。本文針對這一制造領(lǐng)域的難點,比較系統(tǒng)地研究了納秒/皮秒短脈沖激光對石英玻璃精細(xì)加工的基本規(guī)律,提出了遞進式路徑展寬掃描切孔的新方法,并對實際加工中路徑掃描參數(shù)給出推導(dǎo)計算方法,實現(xiàn)了石英玻璃圓形通孔、方孔及微孔陣列的快速高精細(xì)加工。根據(jù)玻璃對綠光的吸收特性,納秒(ns)綠光激光器相對目前玻璃切割領(lǐng)域中主要使用的波長為10.6μm的CO2激光器和高能量長脈沖的1064 nm YAG激光具有一定的優(yōu)勢。實驗中通過控制變量法,研究了納秒綠光激光器功率、離焦量、掃描次數(shù)及掃描速度對石英玻璃加工的基本規(guī)律,確定納秒綠光激光器對石英玻璃的損傷閾值為7.97 J/cm2。采用遞進式路徑展寬分層掃描的方法實現(xiàn)了0.5mm厚石英玻璃的通孔加工,微孔直徑1 mm,加工邊緣未出現(xiàn)任何裂紋。對比研究了...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 長脈沖激光對石英玻璃加工的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 短脈沖激光對石英玻璃加工的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 實驗材料、方法和裝置
    2.1 實驗材料
    2.2 實驗設(shè)備與研究方法
        2.2.1 實驗設(shè)備
        2.2.2 激光制孔工藝方法
        2.2.3 短脈沖激光對玻璃加工的方法
    2.3 玻璃加工質(zhì)量分析及性能測試方法
    2.4 本章小結(jié)
第3章 石英玻璃納秒激光加工研究及分析
    3.1 引言
    3.2 納秒激光加工石英玻璃基礎(chǔ)實驗研究
        3.2.1 激光能量密度對石英玻璃加工的影響
        3.2.2 激光離焦量對石英玻璃加工的影響
        3.2.3 激光掃描次數(shù)對石英玻璃加工的影響
        3.2.4 激光掃描速度對石英玻璃加工的影響
    3.3 納秒激光對石英玻璃加工結(jié)果及分析
        3.3.1 不同環(huán)境下石英玻璃通孔加工結(jié)果
        3.3.2 不同加工工藝下石英玻璃通孔加工結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
第4章 石英玻璃微孔陣列皮秒激光加工研究及分析
    4.1 引言
    4.2 皮秒激光加工石英玻璃理論基礎(chǔ)分析
    4.3 石英玻璃皮秒激光微孔加工實驗研究
        4.3.1 1064 nm皮秒激光對石英玻璃加工研究
        4.3.2 532 nm皮秒激光對石英玻璃加工研究
        4.3.3 不同波長皮秒激光對石英玻璃制孔實驗對比
        4.3.4 皮秒激光對不同厚度玻璃加工及異形孔加工結(jié)果
    4.4 微孔陣列皮秒激光加工結(jié)果及分析
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間所完成的學(xué)術(shù)論文與專利申請
致謝



本文編號：3839122