Предыдущие попытки применить лазеры Nd: YAG для маркировки не увенчались успехом из-за слабого поглощения при 1,064 мкм; на поверхностном слое выделяется недостаточно энергии для получения желаемого эффекта. С этой целью Synchron Laser Service (расположенная в Саут-Лионе, штат Мичиган, США) разработала технологию обработки поверхности для улучшения поглощения керамикой лазерного света в более коротком диапазоне длин волн. Этот процесс быстро и слегка погружает керамическую поверхность и увеличивает энергию осаждения лазерных импульсов ближнего инфракрасного диапазона на достаточно коротком расстоянии для создания необходимого плавления и испарения. Объединяя эту запатентованную технологию обработки поверхности с технологией волоконного лазера SPI Lasers (расположенная в Саутгемптоне, Великобритания), достигнутая производительность процесса намного превосходит ту, которая достигается при использовании машин для маркировки с использованием лазера CO2.
Обработка поверхности значительно улучшает интеграцию волоконного лазерного луча в верхнюю поверхность керамики для начала процесса сверления. Улучшенное взаимодействие между лазерными импульсами и поверхностями материалов в сочетании с настраиваемой системой передачи луча высокого разрешения, которая обеспечивает постоянный размер пятна поверхности, означает, что на керамических подложках можно достичь более мелких морфологий. Synchron также рассмотрел некоторые другие существующие лазерные технологии, надеясь обрабатывать еще более тонкие линии; Но вывод заключается в том, что ни одна технология не может достичь целевой скорости своим уникальным способом, а в некоторых случаях это по крайней мере в 10 раз медленнее.
По сравнению с лазерами CO2, волоконные лазеры демонстрируют лучшую стабильность и надежность, позволяя производить более тонкую обработку морфологии, включая более чем трехкратное увеличение качества кромки после перелома. Рисунок 5 дополнительно иллюстрирует достижимое качество кромки, описывая исходную кромку, полученную путем резки стреловидной формы. Важно, что новый процесс может даже достигать скоростей производства, которые не могут быть достигнуты с помощью лазеров CO2.
На подложке из оксида алюминия толщиной 0.0150 дюйма скорость маркировки превышает 1300 дюймов в минуту, что примерно вдвое больше, чем у CO2-лазера (оба проникают на 30%); Но скорость обработки, по крайней мере, средняя, и в большинстве случаев превышает скорость CO2-лазеров. Согласно ситуации Synchron, именно из-за использования мобильной системы управления, а не лазера, выход ограничен.
Этот новейший метод может быть использован для обработки керамики из оксида алюминия и нитрида алюминия. При использовании оксида алюминия предел процесса может достигать толщины подложки приблизительно до 0.060 дюймов, хотя более толстые материалы в более требовательных приложениях требуют более длительного времени обработки. Более толстые подложки также могут обеспечить большее рассеивание тепла, например, в приложениях с высокой яркостью светодиодов.
Керамика из нитрида алюминия, как правило, сложнее в обработке, чем оксид алюминия, из-за лучшей теплопроводности, поэтому для обработки требуется пропорционально более высокая мощность. С другой стороны, можно достичь более тонкой морфологии, поскольку только самая плотная часть пучка может производить требуемый процесс, а высокая теплопроводность материала минимизирует ЗТВ по обе стороны карты распределения энергии пучка. Предварительные результаты с использованием этого нового метода превосходны, и процесс с использованием этого материала все еще может быть точно настроен.