автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.14, диссертация на тему:Разработка технологического процесса лазерного параллельного термораскалывания хрупких материалов

На правах рукописи

48421из

СОРОКИН Антон Владимирович

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ЛАЗЕРНОГО ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ТЕРМОРАСКАЛЫВАНИЯ ХРУПКИХ МАТЕРИАЛОВ

05.11.14-Технология приборостроения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2011

4842103

Работа выполнена в Московском государственном университете приборостроения и информатики

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор КОНДРАТЕНКО Владимир Степанович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор ГРУЗИНЕНКО Валерий Борисович

Ведущая организация: ОАО «Пьезо», г. Москва

Защита состоится «22» марта 2011 года в зале Советов в 12 часов на заседании диссертационного Совета при Московском государственном университете приборостроения и информатики по адресу: 107846, г. Москва, ул. Стромынка, 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУПИ.

Отзывы и замечания в одном экземпляре, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 107846, г. Москва, ул. Стромынка, 20, Ученый Совет.

Автореферат разослан «14» февраля 2011 года

кандидат технических наук, УЛАДИНОВ Александр Бадминович

Ученый секретарь диссертационног Совета, д. т. н., проф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Работа посвящена решению актуальной проблемы изготовления тонких приборных пластин из стекла, сапфира, монокристаллического кварца, кремния и арсенида галлия в производстве изделий микро - и оптоэлектроники.

Существующие традиционные технологии получения тонких пластин основаны на механической резке с помощью алмазно-абразивного инструмента. Они включают следующие основные технологические операции: алмазная, штрипсовая или проволочная резка, шлифование, полирование и утонение. Традиционные технологии имеют следующие основные недостатки:

- большой расход исходного материала, связанный с большой шириной реза, соизмеримой с толщиной пластины;

- низкая производительность процесса алмазно-абразивной резки исходной заготовки на пластины и последующего шлифования и полирования;

- большая глубина нарушенного слоя, для удаления которого требуется длительное шлифование и полирование поверхности пластины.

Эти недостатки не могут быть устранены совершенствованием существующих технологий, которые в ряде случаев исчерпали свои возможности. Устранение недостатков возможно только за счет разработки принципиально нового процесса разделения материала.

Известна и успешно используется технология резки стекла и кристаллов, основанная на создании в материале трещины вдоль направления резки с помощью лазерного управляемого термораскалывания (ЛУТ). Существует также метод лазерной резки, при котором трещина идет параллельно поверхности материала, получивший название лазерного параллельного термораскалывания (ЛПТ). Возможность практического осуществления лазерного параллельного термораскалывания была показана ещё в 80-е годы профессором B.C. Кондратенко. Однако, технологические исследования до недавнего времени не проводились.

Таким образом, актуальность данной работы определяется практической необходимостью разработки нового технологического процесса разделения исходных заготовок на тонкие пластины с использованием метода ЛПТ.

Целью работы является разработка на основе предложенного метода ЛПТ нового высокоэффективного промышленного технологического процесса разделения исходных заготовок из хрупких неметаллических материалов, используемых в микро - и оптоэлектронике, на тонкие пластины.

Для решения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:

разработка математической модели процесса;

- разработка процесса ЛПТ стекла;

- разработка процесса ЛПТ монокристаллического кварца.

Научная новизна работы состоит в том, что впервые разработана технология изготовления тонких приборных пластин из стекла, кристаллического кварца методом лазерного параллельного термораскалывания. В диссертационной работе исследованы и проанализированы недостатки существующих технологий изготовления тонких приборных пластин из стекла, сапфира, монокристаллического кварца, кремния и арсенида галлия в производстве изделий микро - и оптоэлектроники.

Разработана математическая модель, описывающая термические напряжения в материале, возникающие при проведении процесса лазерного параллельного термораскалывания. Экспериментально установлена взаимосвязь между основными параметрами процесса ЛПТ - скоростью резки, мощностью, плотностью мощности пучка излучения лазера и параметрами получаемой параллельной трещины - её глубины и ширины, а также профиля. Получены и обоснованы основные механизмы, определяющие технологический диапазон параметров ЛПТ - зависимость минимальной и максимальной скорости резки для данного типа и данной толщины материала от мощности и плотности мощности пучка излучения лазера.

Исследовано влияние режимов резки (скорость, мощность, плотность мощности, распределение мощности по сечению пучка излучения лазера) на качество и форму получаемой поверхности (профиль параллельной трещины) для силикатного стекла.

Практическая значимость. Исследования по теме диссертации связаны с решением практических задач, остро стоящих в области изготовления изделий микро - оптоэлектроники. Практическая ценность данной работы подтверждена актами внедрения результатов работы.

Результаты проведенных исследований показали, что лазерное параллельное термораскалывание позволяет значительно увеличить производительность процесса изготовления тонких приборных пластин, сократить потери материала, резко улучшить экологическую чистоту процесса.

Реализация и внедрение результатов работы.

Разработанный технологический процесс и специализированное технологическое оборудование прошли промышленные испытания и нашли практическое применение на ряде предприятий:

- на ОАО «Московский завод «Сапфир» технология ЛПТ используется для изготовления единичных образцов оптических деталей;

- технология ЛПТ внедрена в проблемной лаборатории МГУПИ и ОАО «МЗ «Сапфир» при изготовлении установок, используемых в учебном процессе кафедры ПР-6 МГУПИ.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на международных конференциях «Информационные

технологии и моделирование приборов и техпроцессов в целях обеспечения качества и надёжности» (Тунис, 2005), «Информационные технологии в науке, технике и образовании» (Египет, 2007), «Новые материалы и технологии в авиационной и ракетно-космической технике» (г. Королев,

2008), «Инновационные технологии в науке, технике и образовании» (Египет,

2009), а также на научных семинарах МГУПИ и ОАО «Московский завод «Сапфир».

Результаты диссертационной работы демонстрировались на международных выставках «Высокие технологии XXI века - 2008», «Высокие технологии XXI века - 2010», V международный форум «Оптические приборы и технологии — «OPTICS-EXPO 2009», VI международный форум «Оптические приборы и технологии — «OPTICS-EXPO 2010», X Московский международный салон инноваций и инвестиций (2010) и были награждены дипломами и медалями выставок.

На защиту выносятся следующие положения:

- разработанный технологический процесс изготовления тонких приборных пластин из различных хрупких неметаллических материалов методом лазерного параллельного термораскалывания;

- математическая модель ЛПТ;

-результаты исследований влияния основных параметров лазерного параллельного термораскалывания (скорости резки, мощности, плотности мощности излучения лазера на поверхности материала) на толщину отрезаемой этим методом пластины и качество её поверхности;

- результаты анализа и исследований особенностей процесса лазерного параллельного термораскалывания анизотропных материалов на примере кристаллического кварца;

-технологические режимы лазерного параллельного термораскалывания силикатного стекла и кристаллического кварца;

-разработка и обоснование критериев и требований к основным функциональным узлам и механизмам технологического оборудования для лазерного параллельного термораскалывания.

Публикации. Основные научные результаты диссертации отражены в 11 публикациях, в том числе, 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы, приложения; содержит фотографии, графики и таблицы.

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы по разработке и внедрению в производство нового технологического процесса изготовления приборных пластин методом ЛПТ.

Сформулирована цель работы и поставлены основные задачи, указана научная новизна и практическая ценность работы. Приведены основные научные и практические положения, выносимые на защиту.

Первая глава работы посвящена анализу существующих способов получения тонких приборных пластин из исходной заготовки.

Основные существующие технологии:

- резка алмазными дисками с наружной и внутренней режущей кромкой;

- штрипсовая резка;

- проволочная резка.

Проанализированы основные недостатки традиционных технологий:

- большой расход исходного материала (потери до 30%), связанный с большой шириной реза, соизмеримой с толщиной пластины (рисунок 1);

- низкая производительность процесса алмазно-абразивной резки исходной заготовки на пластины и последующего шлифования и полирования;

- необходимость длительного шлифования и полирования поверхности пластины, вызванная относительно большой глубиной нарушенного слоя после алмазно-абразивной резки.

О ОД 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0.8 ««

Рисунок 1 - Потери материала при резке ЛПТ, проволочной резке, алмазным инструментом с внутренней режущей кромкой Обоснована необходимость разработки принципиально новой технологии, базирующейся на безотходном разделении материалов методом лазерного параллельного термораскалывания.

Вторая глава работы посвящена разработке математической модели ЛПТ. Схема процесса показана на рисунке 2.

Математическая модель процесса основывается на решении уравнений теплопроводности с помощью преобразований Фурье для случая нагрева, осуществляемого поверхностным источником, бесконечно протяженным в направлении оси ОУ. Составлены уравнение равновесия, уравнения совместности, уравнения теплопроводности. Определены граничные условия.

Рассмотрим полупространство ^ > О (толстую пластину), к которому подводится энергия лазерного излучения в виде пучка эллиптической формы, сильно вытянутого перпендикулярно направлению движения (вдоль оси ОХ). Расположение пучка излучения лазера на материале показано на рисунке 2.

Рисунок 2 - Схема процесса лазерного параллельного термораскалывания.

На рисунке 2: 1 - объектив; 2 - эллиптический пучок излучения лазера на поверхности материала; 3 - область, нагретая движущимся пучком; 4 -напряжения сжатия; 5 - напряжения растяжения в материале; 6 -параллельная трещина.

Для того, чтобы получить модель, описывающую нагрев сильно поглощающего материала центральной частью протяженного луча лазера, будем рассматривать предельный случай - нагрев осуществляется поверхностным источником, бесконечно протяженным в направлении оси ОУ. Такое упрощение позволяет решить задачу аналитически и представить решение в наглядном виде.

Будем рассматривать нагрев хрупкого материала, оставаясь тем самым в рамках теории упругости. Квазистатическая задача термоупругости в отсутствие объемных сил заключается в решении уравнений равновесия.

Граничные условия рассматриваемой задачи можно записать как

ос22(х,0) = -от2г(л:,0) <х„(л:,0) = 0

Уравнение неразрывности (совместности), выраженное в напряжениях запишется:

—т[оса-у(р

ах

+ оса)]+ ~[ос„ - »(ос^ + )] =

02 охог

(2)

К уравнениям равновесия и неразрывности применим преобразование Фурье, определенное известными соотношениями. После исключения членов при хх, хг, получаем систему дифференциальных уравнений

Лоса

Такие же уравнения получим для s-компонент при хх, xz. К граничным условиям применим также преобразование Фурье. Решение уравнения (3) с учетом того, что на бесконечности напряжения стремятся к нулю, будет Sc.:(a,z) = (С, +С2 -z)-exp(-Q;-z)

Выделим компоненты тензора напряжения с учетом граничных условий и применим к ним обратное Фурье-преобразование, с учетом того, что а>0 и компоненты тензора напряжения величины действительные, запишем

сге= [x,z)=~= j(l + а ■ z)exp (- а ■ г)- [от!, (а,О)- Cos (а ■ х)+ от* (а,0)- Sin (а ■ х)}ia

аса {x,z) = ,z í a -exp (-a ■ z)- [ai^ (a ,0)-Sin (a 5s'a (a,o)-Cos (a ■ x)\la V2x ¡

ac„ (*> z) = -7= [('-«• г)™р (- a ■ z)- [т'а (a,0)- Cos (a • x)+ <?s* (a,0)- Sin (a ■ x)}la

(5)

Значения компонентов тензора напряжений, соответственно, будут выражаться как

и а (х, z) = отп (х, z)+сса (x, z)

aa (x, z) = отa (x, z) + (x, z) cr„ (x, z) = as„ (x, z)+ (x, z)

Рассмотрим напряжения, возникающие в толстой пластине (h > 1 мм) из стекла при воздействии на поверхность лазерного луча размером 2а х 2Ъ, мощностью излучения Р и перемещающегося со скоростью v в направлении оси ОХ.

Расстояние от поверхности мзтериэла, а

Рисунок 3 - Распределение напряжений в материале при ЛПТ. РисУН0К 4 " Фотография двух пластин,

полученных методом ЛПТ.

Полученная при расчете картина напряжений показана на рисунке 3. Видно, что на фронте нагрева движущимся поверхностным источником расширяющиеся прогретые участки материала встречают сопротивление окружения и возникают напряжения сжатия < 0), а в зоне охлаждения поверхностного слоя и растекания тепла вглубь материала ситуация обратная и возникают напряжения растяжения. На самой поверхности напряжения

равны нулю, так как поверхность свободная, а максимальные напряжения сосредоточены в приповерхностном слое вследствие подвода энергии пучком лазерного излучения, что и показано на рисунке 3. Напряжения сдвига сосредоточены в приповерхностном слое, их максимальное значение приходится на область, где располагается максимум напряжений растяжения, на рисунке 3 - область на глубине 1 мм. На этой же глубине получится и параллельная трещина. По результатам расчетов, значения возникающих напряжений растяжения недостаточны для разрушения материала в его объеме, так как не превышают предела прочности. Развитие параллельной трещины в таких условиях становится возможным, если внутри материала создать концентратор напряжений, например, трещину, на глубине, где напряжения растяжения максимальны.

Результаты расчетов хорошо согласуются с экспериментальными данными. На рисунке 4 представлены две пластины толщиной 1 мм и 5 мм, полученные методом ЛПТ при тех же условиях, для которых проводился расчет.

Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям процесса лазерного параллельного термораскалывания стекла. Исследованы следующие этапы процесса ЛПТ:

- разработка способов зарождения параллельной трещины; исследование и оптимизация процесса ЛПТ стекла, в том числе:

- влияние режимов проведения лазерного параллельного термораскалывания на параметры параллельной трещины в материале;

- влияние распределения мощности в сечении пучка лазерного излучения на параметры параллельной трещины;

- проведение лазерного параллельного термораскалывания несколькими (двумя и более) совмещенными пучками лазерного излучения.

Одно из приоритетных направлений исследования процесса ЛПТ -изучение механизма зарождения и дальнейшего продвижения параллельной трещины. При нагреве поверхностных слоев материала лазерным пучком на некотором расстоянии от поверхности возникают напряжения растяжения. Для зарождения параллельной трещины в объеме материала необходимо искусственно создать концентратор напряжений, который уменьшил бы прочность материала на заданной глубине от облучаемой поверхности.

В ходе выполнения работы были рассмотрены различные варианты зарождения внутренних или поверхностных дефектов:

1) зарождение трещины с помощью концентратора акустических волн;

2) получение в объеме стекла микродефектов с помощью сфокусированного излучения Ж:УАС лазера;

3) развитие параллельной трещины от микротрещины на кромке стекла, параллельной поверхности материала;

4) развитие последующих параллельных трещин от первичной параллельной трещины, так называемой, технологической параллельной трещины.

Наилучшие результаты получились при зарождении параллельной трещины с помощью механического концентратора акустических волн. Общий вид разработанного концентратора акустических волн, используемого в данной работе, представлен на рисунке 5. При ударе бойка по наконечнику концентратора потенциальная энергия пружины переходит в энергию акустических волн. Акустические волны, формируемые наконечником, распространяются в материале и создают в объеме материала разрыв его целостности, то есть необходимый начальный дефект. Регулировка силы удара производится изменением сжатия пружины.

2— 1 / '—1 4 оооооооо ооооо 3 и О и— и 1

У -Г. Г\ С\ Гл ооооооооооооо о

Рисунок 5 - Общий вид концентратора акустических волн: 1 - наконечник концентратора; 2 - шайба-изолятор; 3- боёк; 4 - пружина; 5 -корпус; 6 - крышка корпуса; 7 - фиксатор.

От центра удара в объеме материала образуется объемная концентрическая трещина (Рисунок 6), которая является началом зарождения параллельной трещины.

а) б)

Рисунок 6 - Микрофотография объемной концентрической трещины (а - вид сверху, б - вид сбоку).

Далее в работе была исследована взаимосвязь между основными параметрами ЛПТ, а именно:

- зависимость скорости процесса ЛПТ от мощности и плотности мощности лазерного излучения;

- зависимость глубины и ширины параллельной трещины от скорости относительного перемещения материала и лазерного пучка;

- влияние распределения плотности мощности лазерного излучения в сечении пучка и его модовой структуры на форму поверхности отделяемой пластины.

Целью этого этапа исследования стало определение граничных условий процесса лазерного параллельного термораскалывания, изменяющихся в зависимости от теплофизических параметров материала и требований, предъявляемых к поверхности пластины после разделения. Экспериментально установлено, что параллельная трещина не развивается при слишком малой мощности лазерного излучения (менее мощности Ртш) или при слишком большой скорости движения пучка излучения (более, чем скорость Ушах). При снижении скорости или повышении мощности появляется параллельная трещина, ширина и глубина которой постепенно уменьшаются от начала прохода пучка излучения к концу. При дальнейшем снижении скорости или повышении мощности параллельная трещина расширяется и приобретает одинаковую ширину и глубину по всей длине. Такие участки продольного профиля параллельной трещины в настоящем исследовании определены следующим образом:

- начальный участок параллельной трещины, на котором её глубина равна глубине начального дефекта - концентратора напряжений;

- основной участок параллельной трещины, на котором её глубина установилась на определенном уровне.

При экспериментальном исследовании зависимости скорости процесса ЛПТ от мощности лазерного излучения была установлена практическая линейная зависимость этих параметров (Рисунок 7).

Рисунок 7 - Зависимость скорости ЛПТ от мощности лазерного излучения.

1 - Ушах, верхняя, 2 - Утт, нижняя граница скорости ЛПТ.

На рисунке 7 Ушах и Угшп - максимальная и минимальная границы скорости лазерного параллельного термораскалывания при данной мощности лазерного излучения. При скорости движения пучка излучения, большей Ушах, начальный участок занимает всю длину параллельной трещины. При снижении скорости ниже Утт ширина и глубина параллельной трещины увеличиваются, но глубина трещины становится неравномерной. Экспериментальная зависимость глубины параллельной трещины от скорости на основном участке, при установившемся режиме ЛПТ показана на рисунке 8. В результате экспериментальных исследований установлено, что

о

18 19 20 ¿1 22 21 24 26 Г/ 28 29 30 Л 32 33 ЗоГ. Вт

зависимость практически линейна при условии нахождения скоростей перемещения пучка в интервале {Угпш, Ушах}для данной мощности излучения._

Рисунок 8 - Зависимость глубины параллельной трещины от скорости перемещения пучка излучения лазера.

Рисунок 9 - Зависимость глубины параллельной трещины от мощности излучения лазера.

Выявлено, что зависимость глубины параллельной трещины от мощности лазерного излучения при постоянной скорости близка к линейной. Таким образом, изменяя режимы процесса лазерного параллельного термораскалывания (мощность лазерного излучения, скорость перемещения), можно в широком диапазоне управлять глубиной параллельной трещины. Зависимость скорости ЛПТ от плотности мощности для силикатного стекла (при постоянной мощности) показана на рисунке 10.

1.7 19 2.1 2.3 2.5 2.7 2.9 3.1 3.3 3.5 3.7 3.9 4.1 4.3 4.!

Плотность мощности. 8т/ммг

Рисунок 10 - Зависимость скорости ЛПТ от плотности мощности лазерного

излучения.

1 - Ушах, верхняя, 2 - Утт, нижняя граница скорости ЛПТ. Таким образом, с учетом результатов экспериментов, для осуществления ЛПТ необходимо выполнить:

1) выбор длины пучка излучения лазера в соответствии с шириной материала, путем использования соответствующей оптической системы;

2) выбор мощности и плотности мощности лазерного излучения в соответствии с графиком на рис. 10;

3) выбор оптимальной скорости.

Проведены исследования влияния температуры предварительного нагрева материала на режимы ЛПТ (рисунок 11).

Рисунок 11 - Зависимость глубины параллельной трещины от температуры

материала

Экспериментальные исследования показали, что с увеличением температуры материала глубина параллельной трещины уменьшается линейно в интервале температур от 22 до 150°С.

Для практических целей важен вопрос получения заданного профиля поверхности с помощью изменения режимов лазерного параллельного термораскалывания. С целью экспериментального определения влияния распределения энергии на профиль параллельной трещины проводился процесс ЛПТ с различным модовым составом излучения. Проверены следующие варианты распределения мощности в пучке:

- ТЕМоо (одномодовое Гауссово распределение);

- ТЕМ01 (кольцевое распределение);

- ТЕМоо+ТЕМо! (комбинация двух предыдущих распределений).

Рисунок 12 - Профиль параллельной трещины при использовании излучения различного модового состава: ТЕМоо, ТЕМоь ТЕМ01+ТЕМ00-Эксперименты показали, что при одномодовом распределении излучения (ТЕМоо) профиль параллельной трещины в поперечном направлении имеет вид сегмента цилиндрической поверхности. При

распределении TEM0i профиль параллельной трещины имеет сложную форму с двумя максимумами и участком с увеличенной глубиной посередине. При комбинированном распределении (ТЕМоо+ТЕМоО оказалось возможным получить практически прямолинейный профиль параллельной трещины. Практически это означает, что профиль параллельной трещины повторяет картину распределения мощности по сечению пучка излучения лазера. Экспериментально найдено оптимальное соотношение мощностей мод лазерного излучения, обеспечивающее наилучшие показатели однородности глубины параллельной трещины. На долю моды TEMW должно приходиться 80-85% мощности излучения лазера, на долю моды ТЕМоо - 1520%, при этих условиях экспериментально получены образцы параллельных трещин с разностью глубины по профилю не более 0,05 мм.

Выполнены исследования процесса ЛПТ с помощью двух и более пучков лазерного излучения с целью:

- изучения зависимости профиля параллельной трещины от распределения мощности в пучке излучения лазера;

- использования вместо одного лазера двух и более лазеров для обеспечения требуемого значения мощности пучка излучения на поверхности материала;

- исследования вопроса развития параллельной трещины вблизи края материала.

Были проведены эксперименты по одновременной резке двумя пучками лазерного излучения, расположенными в линию, перпендикулярную направлению перемещения. Эксперименты показали, что профиль параллельной трещины в этом случае получается аналогичным профилю параллельной трещины, образовавшейся в результате действия одного пучка излучения лазера с таким же распределением мощности. Найдено условие получения минимальной разности глубины параллельной трещины при условии использования многомодовых лазеров с распределением мощности по модам TEMoi - 80-85% и ТЕМоо 15-20%. В этом случае необходимо использовать перекрытие пучков излучения лазеров по уровню 45-55%. На длине, соответствующей суммарной длине двух пучков, отклонение профиля параллельной трещины от прямолинейности составляет не более 5 мкм (Рис. 13). Таким образом, получение параллельной трещины заданной ширины может быть достигнуто путем использования двух и более пучков лазерного излучения.

Чтобы получить в материале параллельную трещину с минимальным разбросом по глубине, необходимо:

1) использовать пучок лазерного излучения с многомодовым распределением, с соотношением мощности в «кольце»/«точке» (80-85 %)/(15-20%);

2) использовать два или более движущихся параллельно пучка излучения лазера с перекрытием 45-55%.,

При разделении материала на тонкие пластины требуется обеспечить одинаковую толщину по всей площади образца, несмотря на то, что, как следует из математической модели, условия распространения параллельной

трещины, расположенной на краю материала, становятся другими. При приближении к краю материала параллельная трещина стремится увеличить свою глубину тем больше, чем ближе к краю она подходит. Обеспечение минимальной разнотолщинности получаемой пластины в центре и по краям осуществляется таким изменением режимов ЛПТ, чтобы обеспечить минимальную разность глубины параллельной трещины в данных участках или максимально сократить площадь, занятую участком параллельной трещины с увеличенной глубиной._

1.2 2 1

1

0.8

0,6

0,4 ....................2 3

. 0,2 ° 0 1 г з 4 5 6 7 « 9 10 11

Рисунок 13 - Профиль поверхности, получаемый при параллельном термораскалывании двумя перекрывающимися пучками лазерного

излучения.

1 - профиль, 2, 3 - пучки излучения Исходя из результатов математического моделирования, существуют две различные ситуации расположения участка с увеличенной глубиной параллельной трещины: участок в конце прохода пучка излучения лазера, приближающийся к краю, и трещина, идущая параллельно краю материала.

Для первого и второго случая экспериментально исследованы следующие способы уменьшения разности глубины параллельной трещины:

1) изменение структуры поверхности материала таким образом, чтобы облегчить выход трещины - проведением вспомогательной микротрещины на расстоянии от поверхности, соответствующей глубине параллельной трещины или использованием микродефектов нарушенного слоя, получаемого в результате шлифования материала абразивным инструментом;

2) изменение режимов лазерного параллельного термораскалывания (скорости, мощности излучения лазера, плотности мощности излучения лазера, распределения мощности по сечению пучка излучения) при подходе к концу прохода таким образом, чтобы глубина параллельной трещины оставалась неизменной;

3) оставлять технологический припуск такой величины, чтобы разница глубины параллельной трещины на этом участке не превышала заданной;

4) использовать две параллельные трещины - для основной части и вспомогательную параллельную трещину, идущую по краю материала, подобрав соотношение мощности и размеры пучков излучения лазеров.

Эксперименты показали, что наилучшие результаты по разности глубины параллельной трещины получились при использовании способов 1 и

4, в частности, при использовании прохода параллельной трещины, не доходящей до края материала на 0,5-0,8 ширины пучка. Разность глубин параллельной трещины при этом составила не более 300 мкм.

Четвертая глава посвящена исследованиям особенностей процесса ЛПТ для таких анизотропных материалов, как кварц и сапфир. В случае изотропных материалов, например, стекла, глубина распространения параллельной трещины одинакова при осуществлении ЛПТ в любом направлении. Особенностью ЛПТ анизотропных материалов заключается в необходимости изменения режимов резки в различных направлениях относительно кристаллографической ориентации. Это связано с тем, что механические и теплофизические параметры анизотропных материалов зависят от кристаллографической ориентации.

На рис. 14 представлена схема осуществления процесса ЛПТ в анизотропном материале при разных направлениях резки относительно оси симметрии С. Одним из основных параметров материала, влияющим на режимы ЛПТ, является коэффициент линейного термического расширения (КТР). КТР монокристаллического кварца в направлении, параллельном оси С, равен Х|| = 90-10"7 "С'1, а в направлении, перпендикулярном оси С, равен Я.1=

Рисунок 14 - Лазерное параллельное термораскалывание анизотропных материалов, где: 1 - материал, 2 - эллиптический пучок излучения лазера, 3 -параллельная трещина, С - ось симметрии кристалла, У2 - скорость движения пучка лазерного излучения, Ьь Ь2 - глубина параллельной трещины.

С учетом такого существенного отличия этого параметра, в зависимости от ориентации кристалла при ЛПТ в различных направлениях необходимо осуществлять дифференцированный нагрев, обеспечивающий создание контролируемых разрушающих термических напряжений в каждом направлении ориентации. Это может быть обеспечено либо увеличением в 1,6-1,7 раза скорости ЛПТ У± в направлении, перпендикулярном оси С, по сравнению со скоростью резки Уц в направлении, параллельном оси С, либо соответствующим изменением мощности или плотности мощности лазерного излучения. В частности, экспериментально установлено, что при ЛПТ монокристаллического кварца параллельная трещина глубиной 1,0 мм в направлении, параллельном оси С, образуется при скорости перемещения

148-10 С'1.

пучка 40 мм/с, а в направлении, перпендикулярном оси С, та же глубина параллельной трещины получается при скорости 25 мм/с. Эти факторы обуславливают необходимость ориентировать материал с точностью до десятков угловых минут и использовать специально сформированный профиль пучка излучения лазера для обеспечения повторяемости процесса ЛПТ анизотропных материалов. При выполнении этих условий обеспечивается получение при одних и тех же режимах разность глубин параллельной трещины не более 50-70 мкм. Эксперименты показали, что, в целом, процесс ЛПТ анизотропных материалов подчиняется тем же качественным соотношениям, что и процесс ЛПТ изотропных материалов, с поправкой на различие теплофизических параметров. В результате исследований образцов из кристаллического кварца, полученных методом ЛПТ, установлено, что изменения свойств и параметров материала в результате лазерного воздействия на его поверхность не происходит. В связи с этим, новая технология ЛПТ может быть успешно использована при изготовлении деталей кварцевых резонаторов и оптических деталей из этого материала.

Основные результаты и выводы;

- разработана математическая модель процесса лазерного параллельного термораскалывания, описывающая термические напряжения в материале, возникающие под действием движущегося пучка излучения лазера;

- экспериментально определены условия для осуществления процесса ЛПТ стекла и кристаллического кварца - необходимая скорость резки от 10 до 100 мм/с, мощность от 10 до 200 Вт и плотность мощности (2,5 - 9 Вт/мм2);

- разработан способ управления профилем параллельной трещины путем изменения распределения мощности в пучке излучения лазера;

- экспериментально оптимизированы технологические режимы (скорость резки, мощность, плотность мощности, распределение мощности по сечению пучка излучения лазера, способ зарождения параллельной трещины) лазерного параллельного термораскалывания силикатного стекла и кристаллического кварца, обеспечивающие минимальную неплоскостность (до 5 мкм) и минимальную шероховатость (не хуже Яг 0,05) пластин, получаемых методом ЛПТ;

проанализированы и исследованы особенности процесса лазерного параллельного термораскалывания анизотропных материалов на примере кристаллического кварца. Разработаны меры, необходимые для устранения влияния анизотропии материала на качество получаемой пластины;

разработаны и обоснованы критерии и требования к основным функциональным узлам и механизмам технологического оборудования для лазерного параллельного термораскалывания.

- обеспечено увеличение более чем на порядок производительности процесса изготовления тонких приборных пластин по сравнению с традиционными

технологиями алмазно-абразивной резки (скорость резки 10 мм/с против 0,8

мм/с).

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Кондратенко B.C., Борисовский В.Е., Гиндин П.Д., Сорокин A.B., Наумов A.C. Устройство контроля трещины в процессе лазерного управляемого термораскалывания стекла. Приборы, №6 (60), 2005. Москва. - с. 9 -10.

2. Кондратенко B.C., Борисовский В.Е., Гиндин П.Д., Колесник В.Д., Сорокин A.B., Черных СЛ., Наумов A.C. Установка для лазерной резки приборных пластин. Приборы, №4 (70), 2006. Москва. - с. 38 - 43.

3. Сорокин A.B., Кондратенко B.C., Гиндин П.Д., Борисовский В.Е., Колесник БД. Российские высокие технологии в производстве приборов микро - и оптоэлектроники. «Интеграл», №6.2008. Москва. — с. 8-9.

4. Кондратенко B.C., Борисовский В.Е., Сорокин A.B. Новая технология лазерного параллельного термораскалывания хрупких материалов. Приборы, №2(128), 2011. Москва. - с. 57 - 63.

Материалы конференций

5. Сорокин A.B., Кондратенко B.C., Гиндин П.Д., Ежов В.П., Колесник БД, Наумов A.C. Повышение качества и надежности процесса лазерного управляемого термораскалывания за счет активного контроля развития трещины. Сборник трудов МНТК «Информационные технологии и моделирование приборов и техпроцессов в целях обеспечения качества и надёжности», том II, 9-16 октября 2005 г., Тунис. - с.39 - 42.

6. Кондратенко B.C., Кобыш А. Н., Петрумнис Н. Э., Филимонова Е. В., Сорокин A.B. Анализ свойств и параметров микропорошков двуокиси кремния. Труды международной научно-технической конференции «Информационные технологии в науке, технике и образовании», 12-19 ноября 2006 г., Египет, М.: МГУПИ. 2007. - с. 49 - 51.

7. Кондратенко B.C., Борисовский В.Е., Гиндин П.Д., Колесник В.Д., Наумов A.C., Стародубцева Л.Ф., Ханов С.Г., Сорокин А. В. Установка для резки сверхтонких стекол. Труды международной научно-технической конференции «Информационные технологии в науке, технике и образовании», 12-19 ноября 2006 г., Египет, М.: МГУПИ. 2007. -с. 88 -93.

8. Сорокин A.B., Кондратенко B.C., Борисовский В.Е. Процесс параллельного разделения хрупких материалов. Научные труды Юбилейной X Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики и экономики», 2007, М.: МГУПИ. - С. 54-59.

9. Сорокин A.B., Кондратенко B.C., Ханое С.Г., Шесточенко Д.А. Применение технологии лазерного управляемого термораскалывания для резки тонкого покровного стекла в производстве солнечных батарей. VII МНТК «Новые материалы и технологии в авиационной и

ракетно-космической технике»// Сборник материалов (часть 1). -Королев, Моск. обл.: Изд-во «ИПК Машприбор». 2008. - 128 с.

10. Сорокин A.B., Кондратенко B.C., Гиндин П.Д., Наумов A.C., Колесник В.Д., Установка для лазерной резки стекла РТ-500. Труды МНТК «Инновационные технологии в науке, технике и образовании», 14-21 ноября 2009 г., Египет, М.: МГУПИ. 2009. - с.7

11. Сорокин A.B., Кондратенко B.C., Гиндин П.Д., Колесник В.Д.. Установка для лазерной резки полупроводниковых пластин РТ-350. Труды МНТК «Инновационные технологии в науке, технике и образовании», 14-21 ноября 2009 г., Египет, М.: МГУПИ. 2009. - с.6

ЛР № 020418 от 08 октября 2007 г.

Подписано к печати 31.01.2011 г. Формат 60 х 84.1/16 Объем 1,0 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 200а

Московский государственный университет приборостроения и информатики

107996, Москва, ул. Стромынка, 20

Введение

1. Анализ существующих технологий изготовления тонких пластин

2. Математическая модель процесса лазерного параллельного термораскалывания

3. Исследование процесса лазерного параллельного термораскалывания стекла

3.1 Оборудование и материалы, применяемые для экспериментов

3.2 Зарождение параллельной трещины.

3.3 Влияние режимов резки на параметры параллельной трещины.

3.4 Управление профилем параллельной трещины.

3.5 Резка несколькими пучками излучения.

3.6 Выход параллельной трещины на край материала.

3.7 Описание технологии резки с помощью ЛПТ.

3.8 Выводы по главе 3.

4. Исследование процесса лазерного параллельного термораскалывания анизотропных материалов.

Актуальность темы. Работа посвящена решению актуальной проблемы изготовления тонких приборных пластин из стекла, сапфира, монокристаллического кварца, кремния и арсенида галлия в производстве изделий микро - и оптоэлектроники.

Существующие традиционные технологии получения тонких пластин основаны на механической резке с помощью алмазно-абразивного инструмента. Они включают следующие основные технологические операции: алмазная, штрипсовая или проволочная резка, шлифование, полирование и утонение. Традиционные технологии имеют следующие основные недостатки:

- большой расход исходного материала, связанный с большой шириной реза, соизмеримой с толщиной пластины;

- низкая производительность процесса алмазно-абразивной резки исходной заготовки на пластины и последующего шлифования и полирования;

- большая глубина нарушенного слоя, для удаления которого требуется длительное шлифование и полирование поверхности пластины.

Эти недостатки не могут быть устранены совершенствованием существующих технологий, которые в ряде случаев исчерпали свои возможности. Устранение недостатков возможно только за счет разработки принципиально нового процесса разделения материала.

Известна и успешно используется технология резки стекла и кристаллов, основанная на создании в материале трещины вдоль направления резки с помощью лазерного управляемого термораскалывания (ЛУТ). Существует также метод лазерной резки, при котором трещина идет параллельно поверхности материала, получивший название лазерного параллельного термораскалывания (ЛПТ). Возможность практического осуществления лазерного па3 раллельного термораскалывания была показана ещё в 80-е годы профессором B.C. Кондратенко [1]. Однако, технологические исследования до недавнего времени не проводились.

Таким образом, актуальность данной работы определяется практической необходимостью разработки нового технологического процесса разделения исходных заготовок на тонкие пластины с использованием метода ЛПТ.

Целью работы является разработка на основе предложенного метода ЛПТ нового высокоэффективного промышленного технологического процесса разделения исходных заготовок из хрупких неметаллических материалов, используемых в микро - и оптоэлектронике, на тонкие пластины.

Для решения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи: разработка математической модели процесса; разработка процесса ЛПТ стекла; разработка процесса ЛПТ монокристаллического кварца.

Научная новизна работы состоит в том, что впервые разработана технология изготовления тонких приборных пластин из стекла, кристаллического кварца методом лазерного параллельного термораскалывания. В диссертационной работе исследованы и проанализированы недостатки существующих технологий изготовления тонких приборных пластин из стекла, сапфира, монокристаллического кварца, кремния и арсенида галлия в производстве изделий микро — и оптоэлектроники.

Разработана математическая модель, описывающая термические напряжения в материале, возникающие при проведении процесса лазерного параллельного термораскалывания. Экспериментально установлена взаимосвязь между основными параметрами процесса ЛПТ — скоростью резки, мощностью, плотностью мощности пучка излучения лазера и параметрами получаемой параллельной трещины - её глубины и ширины, а также профиля.

Получены и обоснованы основные механизмы, определяющие технологиче4 ский диапазон параметров ЛПТ — зависимость минимальной и максимальной скорости резки для данного типа и данной толщины материала от мощности и плотности мощности пучка излучения лазера.

Исследовано влияние режимов резки (скорость, мощность, плотность мощности, распределение мощности по сечению пучка излучения лазера) на качество и форму получаемой поверхности (профиль параллельной трещины) для силикатного стекла.

Практическая значимость. Исследования по теме диссертации связаны с решением практических задач, остро стоящих в области изготовления изделий микро - оптоэлектроники. Практическая ценность данной работы подтверждена актами внедрения результатов работы.

Результаты проведенных исследований показали, что лазерное параллельное термораскалывание позволяет значительно увеличить производительность процесса изготовления тонких приборных пластин, сократить потери материала, резко улучшить экологическую чистоту процесса.

Реализация и внедрение результатов работы.

Разработанный технологический процесс и специализированное технологическое оборудование прошли промышленные испытания и нашли практическое применение на ряде предприятий:

- на ОАО «Московский завод «Сапфир» технология ЛПТ используется для изготовления единичных образцов оптических деталей;

- технология ЛПТ внедрена в проблемной лаборатории МГУПИ и ОАО «МЗ «Сапфир» при изготовлении установок, используемых в учебном процессе кафедры ПР-6 МГУПИ.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на международных конференциях «Информационные технологии и моделирование приборов и техпроцессов в целях обеспечения качества и надёжности» (Тунис, 2005), «Информационные технологии в науке, технике и образовании» (Египет, 2007), «Новые материалы и технологии в г авиационной и ракетно-космической технике» (г. Королев, 2008), «Иннова5 ционные технологии в науке, технике и образовании» (Египет, 2009), а также на научных семинарах МГУПИ и ОАО «Московский завод «Сапфир».

Результаты диссертационной работы демонстрировались на международных выставках «Высокие технологии XXI века - 2008», «Высокие технологии XXI века - 2010», V международный форум «Оптические приборы и технологии — «OPTICS-EXPO 2009», VI международный форум «Оптические приборы и технологии — «OPTICS-EXPO 2010», X Московский международный салон инноваций и инвестиций (2010) и были награждены дипломами и медалями выставок.

На защиту выносятся следующие положения:

-разработанный технологический процесс изготовления тонких приборных пластин из различных хрупких неметаллических материалов методом лазерного параллельного термораскалывания;

- математическая модель ЛПТ;

-результаты исследований влияния основных параметров лазерного параллельного термораскалывания (скорости резки, мощности, плотности мощности излучения лазера на поверхности материала) на толщину отрезаемой этим методом пластины и качество её поверхности;

- результаты анализа и исследований особенностей процесса лазерного параллельного термораскалывания анизотропных материалов на примере кристаллического кварца;

-технологические режимы лазерного параллельного термораскалывания силикатного стекла и кристаллического кварца;

- разработка и обоснование критериев и требований к основным функциональным узлам и механизмам технологического оборудования для лазерного параллельного термораскалывания.

Основные результаты и выводы: разработана математическая модель процесса лазерного параллельного термораскалывания, описывающая термические напряжения в материале, возникающие под действием движущегося пучка излучения лазера;

- экспериментально определены условия для осуществления процесса ЛПТ стекла и кристаллического кварца — необходимая скорость резки от 10 до 100 л мм/с, мощность от 10 до 200 Вт и плотность мощности (2,5 - 9 Вт/мм ); разработан способ управления профилем параллельной трещины путем изменения распределения мощности в пучке излучения лазера; экспериментально оптимизированы технологические режимы (скорость резки, мощность, плотность мощности, распределение мощности по сечению пучка излучения лазера, способ зарождения параллельной трещины) лазерного параллельного термораскалывания силикатного стекла и кристаллического кварца, обеспечивающие минимальную неплоскостность (до 5 мкм) и минимальную шероховатость (не хуже Кг 0,05) пластин, получаемых методом ЛПТ; проанализированы и исследованы особенности процесса лазерного параллельного термораскалывания анизотропных материалов на примере кристаллического кварца. Разработаны меры, необходимые для устранения влияния анизотропии материала на качество получаемой пластины; разработаны и обоснованы критерии и требования к основным функциональным узлам и механизмам технологического оборудования для лазерного параллельного термораскалывания.

- обеспечено увеличение более чем на порядок производительности процесса изготовления тонких приборных пластин по сравнению с традиционными технологиями алмазно-абразивной резки (скорость резки 10 мм/с против 0,8 мм/с).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Кондратенко B.C., Шершнев Е.Б. Получение стеклянных пластин заданной толщины методом лазерного управляемого термораскалывания // Специальная электроника. Сер. 11. Лазерная техника и оптоэлектроника. — 1985. — Вып. 1(11).-С. 12.

2. Победря Б.Е. -Численные методы в теории упругости и пластичности, М., МГУ, 1995

3. Коваленко ДД. -Основы термоупругости, Киев, Наукова думка, 1970

4. Новацкий В. -Теория упругости, М, Мир, 1975

5. Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц Теория упругости, т. VII, М., Наука, 1987

6. I.N.Sneddon, M.Lowengrub -Crack problems in the classical theory of the elasticity, N.Y., John Wiley&Sons, Inc, 1969

7. Кондратенко B.C., Борисовский B.E., Гиндин П.Д., Сорокин A.B., Наумов А. С. Устройство контроля трещины в процессе лазерного управляемого термораскалывания стекла. Приборы, №6 (60), 2005. Москва. — с. 9 — 10.

8. Кондратенко B.C., Борисовский В.Е., Гиндин П.Д., Колесник В.Д., Сорокин A.B., Черных СЛ., Наумов A.C. Установка для лазерной резки приборных пластин. Приборы, №4 (70), 2006. Москва. с. 38 - 43.

9. Кондратенко B.C., Гиндин П.Д., Борисовский В.Е., Колесник В.Д., Сорокин A.B., Российские высокие технологии в производстве приборов микро и оп-тоэлектроники. «Интеграл», №6. 2008. Москва. - с. 8-9.

10. Кондратенко B.C., Гиндин П.Д., Колесник В.Д., Сорокин А.В. Установка для лазерной резки полупроводниковых пластин РТ-350. Труды МНТК «Инновационные технологии в науке, технике и образовании», 14-21 ноября 2009 г., Египет, М.: МГУПИ. 2009. с.6

11. Ю.Кондратенко B.C., Сорокин А.В. Оптимизация режимов лазерного параллельного термораскалывания стекла. Труды МНТК «Инновационные технологии в науке, технике и образовании», 14-21 ноября 2009 г., Египет, М.: МГУПИ. 2009. с.

12. А. С. 708686 СССР, МКИ4 С03 В 33/02. Способ резки стекла / Е. К. Белоусов, В. С. Кондратенко, В. В. Чуйко (СССР). 1977.

13. Патент РФ №2024441, МКИ5 СОЗ В 33/02. Способ резки хрупких материалов / В. С. Кондратенко. 1991.23 .Lerner Е. J. Laser tackles tough cuts lice diamonds. Laser Focus World, July 1999.

14. Kondratenko V., Gindin P., JeongJ.-Y, Lee S.-J. Laser Cutting System for FPD1. Г

15. Glass //13 FPD Manufacturing Technology Expo& Conference «Finetech Japan», July 2-4, 2003, Tokyo, Japan.

16. Патент РФ №2224648, МКИ5 СОЗ В 33/02. Способ резки хрупких неметаллических материалов / В. С. Кондратенко, П. Д. Гиндин. — 2002.

17. Бочкин О.И., Брук В.А., Никифорова-Денисова С.Н. Механическая обработка полупроводниковых материалов. М.: Высшая школа, 1983. 112с.

18. Обработка полупроводниковых материалов. В.И. Карбань, И. Кой, В.В. Рогов и др.: под. ред. Новикова Н.В., Бертольди В. Киев: Наукова думка, 1982. 256с.31 .Резка неметаллических материалов алмазными кругами, Г.В.Шуваев, В.К.

19. Сорокин, Ю.Н. Зимицкий, «Машиностроение», Москва, 1989.

20. Park J., Sercel P. "High-speed UV laser scribing boosts blue LED industry,"

21. Compound Semiconductor, December 2002, Volume 8, Number33 .Mingwei Li, Andrew Held "Meeting industry needs with laser micromachining,"

22. Solid State Technology, October 2003.

23. Conversations with Jeff Sercel, president, JPSA Inc., Hollis, NH, a laser integrator that provides turnkey laser workstations to the semiconductor industry and contract laser-manufacturing services.

24. Bernold Richerzhagen "Chip singulation process with a-water jet-guided laser," Solid State Technology, April 2001.

25. B. Richerzhagen, "Development of, a System for Transmission of Laser Energy," thesis work, EPFL, Switzerland, 1994.

26. B. Richerzhagen, G. Delacretaz, R.P. Salathe, "Complete Model to Simulate the Thermal Defocusing of a Laser Beam Focused in Water," Optical Engineering, 1996.

27. Lumley R. M. Controlled separation of brittlo materials used a laser. J. Of the Amer. Cer. Soc., 1969. -V. 48, № 9. P. 850.

28. Сшшгава M. Лазерная обработка материалов // Кикай-но кэнкю. 1972. — Т. 23, № 12.-С. 1.

29. Pat. 1254120 (Brit.) Methods of dividing substrates / C.E.Graham, R.M.Lumley, D.J.Oberholser. Filed 1967.41 .Taming the mighty laser. Machine and tool blue book, 1968. - № 8. - P. 104112

30. Pat. 1324903 (Brit.) Methods and apparatus for parting substrates / R.M.Lumley. Filed 1970 in USA.

31. A5.Higuchi Т., Miyazama Т., Joshida H. Application of laser to drilling and cutting. Mitsubishi Denki, 1971, - V. 45, № 10. - P. 1298.

32. Пат. 2066955 Франция, МКИ C03 С 5/00. Способ расплавления шихты для производства стекла или стеклокерамики лучом лазера на СОг

33. Управляемое термораскалывание стекла с помощью лазерного излучения / Е.К.Белоусов, В. С.Кондратенко, Г.А.Мачулка, В.В. Чуйко // Электронная промышленность. 1978. - № 9. - С. 65.

34. Л А. Мачулка, «Лазерная обработка стекла», Москва, Советское радио, 1979, с.134

35. Солинов В.Ф., Кондратенко B.C., Брауде В.М. Раскрой листового силикатного стекла методом термораскалывания // Техника, экономика, информация. Сер. Техника. 1982. - Вып. 6-7. - С. 47.

36. Кондратенко B.C. и др. Анализ процесса сквозного лазерного термораскалывания листового стекла / Кондратенко B.C., Танасейчук А.С., Шершнев Е.Б. М.: Деп. ЦНИИ "Электроника". - Р 4776.51 .РедиД. Промышленные применения лазеров. М.: Мир, 1981. - С. 462.

37. Солинов В.Ф., Кондратенко B.C., Брауде В.М. Влияние хладагента на процесс лазерного управляемого термораскалывания стекла // Техника, экономика, информация. Сер. Технология производства. 1983. — Вып. 2. — С. 12.

38. Кондратенко B.C. Разработка и внедрение новых высокоэффективных методов прецизионной обработки изделий из стекла: Дис. докт. техн. наук. -Л., 1989.-491 с.

39. Справочник химика. Том 1 / Под ред. Б.П.Ннкульского. М.: Госхимиздат, 1963.-1072 с.

40. Кондратенко B.C., Танасейчук A.C., Шершнев Е.Б. Особенности процесса лазерного управляемого термораскалывания листового стекла по криволинейному контуру // Электронная техника. Сер. 11. Лазерная техника и опто-электроника. 1986. - № 4(40). - С.46.

41. Международная патентная заявка PCT/RU94/00276, WO 96/20062. Способ резки неметаллических материалов и устройство для его осуществления/ В. С. Кондратенко. -1994.

42. Kondratenko V., Tchernykh S., Gindin Р., Lee S.-J., Kozhuchov L, Goncharov S. Laser Controlled Thermocracking Process Mathematical Model // Лазеры в науке, технике, медицине: Тез.докл.Международной конф. 15-19 сентября 2003 г., Адлер.

43. Мачулка Г.А. Разрушающие напряжения в стекле при лазерном термораскалывании // Электронная техника. Сер. 11. Лазерная техника и оптоэлектро-ника.- 1979.-№3.-С. 37.

44. Рыкалин H.H. Расчеты тепловых процессов при сварке. М.: Матгиз, 1951.-С. 165.

45. Кондратенко B.C., Сердюков А.Н. Нагрев материалов движущимся лазерным источником // Тез. докл. Всесоюзн. сем. 1982 г. по лазерной технологии в приборостроении. — М., 1983. С. 83.

46. Кондратенко B.C., Сердюков А.Н. Расчет температурных полей при лазерном управляемом термораскалывании // Электронная техника. Сер. 11. Лазерная техника и оптоэлектроника. 1984. - Вып 5(31). - С. 62.

47. Термоупругие поля в твердых телах при его обработке лазерными пучками специальной формы / Б.В.Бокуть, В.С.Кондратенко, В.Н.Мышковец и др. Минск: Изд-во ИФ АН БССР, 1987. - 59 с.

48. Кондратенко B.C., Сердюков А.Н., Шалупаев C.B. Лазерный нагрев материалов при термораскалывании с учетом теплоотдачи // Электронная техника. Сер. 11. Лазерная техника и оптоэлектроника.—1987,-№ 1(41).-С.7.

49. Стекло. Справочник / Под ред. Н.М.Павлушкина. М.: Стройиздат, 1973.- 487 с.

50. Уонд X. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров. Пер. с англ./ Справочник.- М.: Атомиздат, 1979.- 216 с.

51. Каталог оптических материалов. — www.optotl.ru.6%.Мачулка Г.А. Разрушающие напряжения в стекле при лазерном термораскалывании // Электронная техника. Сер. 11. Лазерная техника и оптоэлектроника. 1979. - № 3. - С. 37.

52. Рыкалин Н.Н. Расчеты тепловых процессов при сварке. М.: Матгиз, 1951.-С. 165.

53. Паркус Г. Неустановившиеся температурные напряжения. М.: Физмат-гиз, 1963.-252 с.

54. Боли Б., УэйнерДж. Теория температурных напряжений. — М.: Мир, 1964. -517 с.

55. Снеддон И. Преобразование Фурье. -М.: ИЛ, 1955. 667 с. 75.Термоупругость тел при переменных коэффициентах теплоотдачи / Я.С.Подстригач, Ю.М.Коляно, В.И.Громовик, В.Л.Лобзень. - Киев: Навукова думка, 1977. — 160 с.