本文针对电子陶瓷基板产业对于薄板陶瓷精细切割质量要求不断提高的现状，实现了无裂纹、熔凝层结构致密厚度薄而一致、无切面条纹的薄板陶瓷自由路径高质量精细切割加工。激光切割相比于传统方法具有高速高效、低成本、高切割质量等优势，且适于曲线以及角型路径等切割。本文以厚度1mm，纯度96%的氧化铝电子陶瓷基板作为研究对象，探究切割过程中熔凝层及切面条纹的形成机理，并结合实验与计算机模拟等方式讨论各工艺参数对其形貌与结构的影响，研究实现高切割质量所需的温度与冷却条件，并通过工艺优化获得拥有较高切面质量的切割样品。薄板陶瓷激光切割切面熔凝层厚度较薄，且与基体材料连接紧密，不易去除。因此在整幅切面范围内获得厚度薄而一致、结构致密的熔凝层对于提高切割质量具有重大意义。通过对熔凝层微结构的分析，结合ANSYS模拟技术，获得了切面温度梯度与切缝中气流流速变化规律，结合实验分析认为：较高的辅助气体压力有利于降低熔凝层厚度，抑制柱状晶生长；提高切割速度能使熔凝层内晶粒细化，提高致密性。因此通过工艺优化，最终使用CO₂激光器在200W输出功率，1500mm/min切割速度，8bar氮气辅助气体压力条件下，获得了熔凝层厚度一致、结构致密的高质量切割样品。使用CO₂激光器对薄板陶瓷进行切割时，切面会形成“上沿条纹”与“下沿条纹”两种切面条纹。通过对其形貌与形成过程的观察与分析认为：上沿条纹是由切割前沿附近温度差异引起熔化物质的表面张力运动造成的；而下沿条纹则是由于切割速度与熔化速度的不一致造成的。结合工艺参数对条纹形貌影响分析认为，较高的切割速度有利于抑制上沿条纹生成，而对激光功率与切割速度进行匹配，能够消除下沿条纹。使用能够提供更高功率密度的光纤激光器，通过分析实验判定本实验最优速度功率商值为Xf≈21mm/（min·W），并在1000W输出功率，21000mm/min设定切割速度，6bar辅助气体压力条件下获得了无条纹切割样品。综上所述，本文获得了两点有价值的研究成果：1)通过实验与理论分析，获得了可直接应用于微电子行业的具有高质量熔凝层及无条纹切面的薄板陶瓷激光自由路径切割技术及切割件；2)发现光纤激光相比于CO₂激光更易于消除切面条纹，并基于Marangoni效应分析了其机理。验证了光纤激光用于陶瓷材料高质量精细加工的可行性，氧化铝材料对其较低的吸收率可以通过自身温度提高与相变克服。本文对电子陶瓷基板激光单次切割切缝表面质量进行了深入研究，该技术的实现为电子陶瓷基板类材料的激光高效无损精细加工提供了具有科学意义的研究基础，丰富了陶瓷类非金属难加工材料激光先进制造的发展内容。