精准匹配激光器类型与功率

• 切割环节：氧化铝陶瓷薄膜若厚度≤3mm，可选 100 - 200W 光纤激光器，兼顾效率与成本；氮化铝对热敏感，且用于超薄衬底时，优先选 20 - 30W 紫外激光器，可实现线宽≤20μm 的精密切割，避免热损伤。对于 635μm 厚的 96% 氧化铝，用单模准连续激光器切割前覆压处理，能避免飞溅和重铸，保障切割面无渣滓碎屑。

• 刻槽与划线环节：刻槽需严控槽宽和槽深精度，氮化铝微流道刻蚀可用准连续光纤激光器，搭配激光与化学铣切复合工艺提升精度；划线则依赖脉冲形成连续线条，381μm 厚的氧化铝和氮化铝划线时，采用脉冲周期小于 50μs 的准连续激光器，300mm/s 速度下可保障线条完整性。功率需适配加工需求，功率过大易导致氮化铝刻槽宽度超光斑直径，过小则无法达到预期深度。

精细化调控核心工艺参数

• 切割参数：切割速度与陶瓷厚度负相关，如 381μm 厚的氧化铝线性切割速度可达 250mm/s，而 635μm 厚的同材质陶瓷切割速度为 140mm/s。同时要控制脉冲参数，氧化铝钻孔选 200μs 脉冲周期，氮化铝因材质特性需更长脉冲周期和更高峰值功率。

• 刻槽参数：氧化铝刻槽时，调 Q 频率 9kHz 左右热影响区最小，输出电流控制在 10 - 20A 为宜，既能保证刻槽深度，又能避免过度加工；氮化铝线刻蚀中，激光功率阈值与扫描速度正相关，需平衡两者防止槽宽异常，复合加工时可通过参数优化使微流道尺寸精度误差小于 50μm。

• 划线参数：划线通过脉冲间隔形成线条，635μm 厚氧化铝划线时，脉冲周期小于 100μs，孔间距约 150μm 可形成规整线条，脉冲间隔过大易导致线条断裂，过小则可能造成热积累开裂。

优化辅助系统保障加工质量

• 辅助气体系统：加工时需用高纯度辅助气体，氮气纯度≥99.99% 可降低切割面粗糙度至 Ra0.8μm；氮化铝和氧化铝刻槽、切割时，通入 0.3 - 0.5MPa 的氮气或氩气，既能吹散粉尘，又能减少边缘分层和氧化。吹气角度控制在 30° - 60°，喷嘴与工件距离保持 0.5 - 1mm，避免粉尘污染和飞溅问题。

• 定位与运动系统：配备直线电机驱动平台，定位精度达 ±1μm，满足衬底等精密部件加工的对位需求；划线和刻槽的轨迹精度依赖 XY 平台运动控制，搭配 500 万像素 CCD 相机的视觉定位系统，可实现 ±5μm 自动对位，保障批量加工中每道刻槽、划线位置一致。

做好加工防护与后续处理

• 加工前防护：氧化铝切割、钻孔前可做覆压处理，防止加工中材料飞溅和重铸，减少表面损伤；设备气路需装双级过滤装置，过滤精度≤0.01μm，避免陶瓷粉尘污染光学元件影响激光输出。

• 加工后处理：氮化铝经激光与化学铣切复合加工后，需清理残留化学试剂，保证微流道表面粗糙度达标；氧化铝薄膜加工后若有灼烧痕迹，可通过轻微抛光处理；所有部件加工后需去除表面粉尘，避免影响后续装配和使用性能。

• 设备稳定防护：采用双温控制水冷系统，控制温度波动 ±0.5℃，确保激光输出功率波动＜2%，避免因功率不稳定导致加工尺寸偏差。