bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИР10.35596/1729-7648-2026-24-4-22-28bsuir-4400Research ArticleСтатьиЧисленно-аналитическая реализация метода расчета оптимальных режимов лазерной термической обработки материалов электронной техникиNumerical and Analytical Implementation of the Method for Calculating Optimal Modes of Laser Heat Treatment of Electronic MaterialsКупоА. Н.KupoA.

Купо Александр Николаевич, канд. техн. наук, доц., нач. центра информационных технологий

246019, Гомель, ул. Советская, 102, корп. 5

Тел.: +375 29 630-32-62

Kupo Aliaksandr, Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor, Head of the Center for Information Technologies

246019, Gomel, Sovetskaya St., 102, Build. 5

kupo@gsu.byШершневЕ. Б.ShershnevE.

Шершнев Е. Б., д-р техн. наук, проф., зав. каф. общей физики

246019, Гомель, ул. Советская, 102, корп. 5

Shershnev E., Dr. Sci. (Tech.), Professor, Head of the Department of General Physics

246019, Gomel, Sovetskaya St., 102, Build. 5

ЕмельяновВ. А.EmelyanovV.

Емельянов В. А., чл.-кор. НАН Беларуси, д-р. техн. наук, проф., гл. спец. по науке

Минск

Emelyanov V., Corresponding Member of the National Academy of Sciences of Belarus, Dr. Sci. (Tech.), Professor, Chief Scientific Specialist

Minsk

КовалёвА. А.KovaliouA.

Ковалёв А. А., ст. преп. каф. общей физики

246019, Гомель, ул. Советская, 102, корп. 5

Kovaliou A., Senior Lecturer of the Department of General Physics

246019, Gomel, Sovetskaya St., 102, Build. 5

Гомельский государственный университет имени Франциска СкориныБеларусьFrancisk Skorina Gomel State UniversityBelarusОАО «ИНТЕГРАЛ» – управляющая компания холдинга «ИНТЕГРАЛ»БеларусьJSC “INTEGRAL” – Manager Holding Company “INTEGRAL”BelarusГомельский государственный университет имени Франциска СкориныBelarus2026300820262442228Copyright © Купо А.Н., Шершнев Е.Б., Емельянов В.А., Ковалёв А.А., 20262026Купо А.Н., Шершнев Е.Б., Емельянов В.А., Ковалёв А.А.Kupo A., Shershnev E., Emelyanov V., Kovaliou A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/4400

Предложена модификация метода параметрической оптимизации нестационарных процессов теплопроводности применительно к задачам лазерной термической обработки широкого класса материалов, используемых в электронной технике, включая полупроводники, диэлектрики и сверхтвердые материалы. С использованием пакета компьютерной математики MATLAB разработан вычислительный алгоритм автоматического построения оптимального по заданному критерию качества режима нагрева, что позволяет существенно сократить время экспериментального подбора параметров обработки. Приведены результаты верификации метода на примере расчета оптимальных режимов лазерной маркировки изделий электронной техники, подтвержденные сравнением с известными экспериментальными данными, что демонстрирует высокую точность предложенного подхода. Особое внимание уделено лазерно-индуцированной графитизации алмаза, позволяющей формировать токопроводящие структуры в объеме сверхтвердых материалов, что открывает новые перспективы для создания функциональных элементов электронной техники на основе алмазных подложек.

A modification of the method of parametric optimization of non-stationary thermal conduction processes is proposed in relation to the problems of laser heat treatment of a wide class of materials used in electronic engineering, including semiconductors, dielectrics and superhard materials. Using the Matlab computer mathematics package, a computational algorithm has been developed for the automatic construction of the optimal heating mode according to the specified quality criterion, which makes it possible to significantly reduce the time for the experimental selection of processing parameters. The results of verification of the method are presented on the example of calculating the optimal modes of laser marking of electronic products, confirmed by comparison with known experimental data, which demonstrates the high accuracy of the proposed approach. Particular attention is paid to laser-induced graphitization of diamond, which makes it possible to form conductive structures in the volume of superhard materials, which opens up new prospects for the creation of functional elements of electronic technology based on diamond substrates.

лазерная обработкатермические процессыоптимальное управлениематериалы электронной техникилазерная графитизация алмазаMATLABчисленное моделированиеlaser processingthermal processesoptimal controlelectronic materialslaser graphitization of diamondMATLABnumerical modelingReferencesРапопорт, Э. Я. Метод расчета оптимальных процессов тепловой обработки материалов / Э. Я. Рапопорт // Физика и химия обработки материалов. 1987. № 5. С. 42–53.Rapoport E. Y. (1987) Method of Calculation of Optimal Processes of Thermal Processing of Materials. Physics and Chemistry of Materials Processing. (5). 42–53 (in Russian).Рапопорт Э. Я. Некоторые задачи оптимизации режимов нагрева металла перед обработкой давлением / Э. Я. Рапопорт // Физика и химия обработки материалов. 1984. № 3. С. 54–62.Rapoport E. Y. (1984) Some Problems of Optimization of Metal Heating Modes Before Pressure Treatment. Physics and Chemistry of Materials Processing. (3). 54–62 (in Russian).Рапопорт, Э. Я. Задача равномерного приближения при оптимизации распределенной системы, описываемой уравнением параболического типа / Э. Я. Рапопорт // Сибирский математический журнал. 1982. Т. 23, № 5. С. 168–191.Rapoport E. Y. (1982) Uniform Approximation Problem in Optimization of a Distributed System Described by a Parabolic Type Equation. Siberian Mathematical Journal. 23 (5). 168–191 (in Russian).Шершнев, Е. Б. Оптимизация процессов обработки хрупких неметаллических материалов в производстве изделий электронной техники / Е. Б. Шершнев, А. Н. Купо // Проблемы физики, математики и техники. 2025. № 2. С. 84–90.Shershnev E. B., Kupo A. N. (2025) Optimization of Brittle Non-Metallic Materials Processing in the Production of Electronic Products. Problems of Physics, Mathematics and Technics. (2), 84–90 (in Russian).Neural Network Modeling of Laser Processing Parameters for Diamonds in Electronics Technologies / А. N. Kupo [et al.] // Проблемы физики, математики и техники. 2025. № 2. С. 62–66.Kupo A. N., Nikityuk Yu. V., Shershnev E. B., Emelyanov V. A. (2025) Neural Network Modeling of Laser Processing Parameters for Diamonds in Electronics Technologies. Problems of Physics, Mathematics and Technics. (2), 62–66.Купо, А. Н. Лазерно-активированные фотохимические процессы формирования тонкопленочных систем микроэлектроники / А. Н. Купо // Доклады БГУИР. 2025. Т. 23. № 5. С. 20–26.Kupo A. N. (2025) Laser-Activated Photochemical Processes of Formation of Thin-Film Systems of Microelectronics. Doklady BGUIR. 23 (5), 20–26 (in Russian).Шершнев, Е. Б. Особенности изготовления элементной базы высокотемпературной электроники лазерным излучением / Е. Б. Шершнев // Доклады БГУИР. 2025. Т. 23. № 2. С. 77–83.Shershnev E. B. (2025) Features of Manufacturing the Element Base of High-Temperature Electronics Using Laser Radiation. Doklady BGUIR. 23 (2), 77–83 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.