Tentativas anteriores de aplicar lasers Nd: YAG em processos de marcação não tiveram sucesso devido à fraca absorção a 1,064 μ m; Não é depositada energia suficiente na camada superficial para produzir o efeito desejado. Para esse fim, a Synchron Laser Service (localizada em South Lyon, Michigan, EUA) desenvolveu uma tecnologia de tratamento de superfície para aumentar a absorção cerâmica de luz laser em uma faixa de comprimento de onda mais curta. Esse processo imerge rápida e levemente a superfície cerâmica e aumenta a energia de deposição de pulsos de laser infravermelho próximo a uma distância suficientemente curta para gerar a fusão e a vaporização necessárias. Combinando essa tecnologia de tratamento de superfície com patente pendente com a tecnologia de laser de fibra da SPI Lasers (localizada em Southampton, Reino Unido), o desempenho do processo alcançado excede em muito o alcançado pelo uso de máquinas de marcação a laser de CO2.
O tratamento de superfície aumenta muito a integração do feixe de laser de fibra na superfície superior da cerâmica para iniciar o processo de perfuração. A interação aprimorada entre pulsos de laser e superfícies de material, combinada com um sistema de transmissão de feixe de alta resolução personalizado que garante tamanho de ponto de superfície consistente, significa que morfologias menores podem ser obtidas em substratos cerâmicos. A Synchron também considerou algumas outras tecnologias de laser existentes, esperando processar linhas ainda mais finas; Mas a conclusão é que nenhuma tecnologia pode atingir a velocidade alvo de sua maneira única e, em alguns casos, é pelo menos 10 vezes mais lenta.
Comparados com lasers de CO2, os lasers de fibra exibem melhor consistência e confiabilidade, permitindo um processamento de morfologia mais fino, incluindo um aumento de mais de três vezes na qualidade da borda após a fratura. A Figura 5 ilustra ainda mais a qualidade da borda atingível, descrevendo a borda original gerada pelo corte do formato da flecha. Mais importante, o novo processo pode até atingir velocidades de produção que não podem ser alcançadas com lasers de CO2.
Em um substrato de alumina de 0.0150 polegadas de espessura, a velocidade de marcação excede 1300 polegadas por minuto, o que é aproximadamente o dobro de um laser de CO2 (ambos penetram 30%); Mas a velocidade de usinagem é pelo menos a média e, na maioria dos casos, a velocidade excede a dos lasers de CO2. De acordo com a situação da Synchron, é devido ao uso de um sistema de controle móvel em vez de um laser que a saída é limitada.
Este método mais recente pode ser usado para processar cerâmicas de alumina e nitreto de alumínio. Ao usar óxido de alumínio, o limite do processo pode atingir uma espessura de substrato de até aproximadamente 0.060 polegadas, embora materiais mais espessos em aplicações mais exigentes exijam tempos de processamento mais longos. Substratos mais espessos também podem fornecer mais dissipação de calor, como em aplicações de LED de alto brilho.
Cerâmicas de nitreto de alumínio são geralmente mais difíceis de processar do que óxido de alumínio devido à sua melhor condutividade térmica, exigindo assim potência proporcionalmente maior para processamento. Por outro lado, uma morfologia mais fina pode ser alcançada porque apenas a parte de maior densidade do feixe pode produzir o processo necessário, e a alta condutividade térmica do material minimiza a HAZ em ambos os lados do mapa de distribuição de energia do feixe. Os resultados preliminares usando este novo método são excelentes, e o processo usando este material ainda pode ser ajustado.