日本的激光精密微加工

近年来,由于手提电话、微型计算机等电子产品性能的提高、尺寸减小及成本不断降低,使其正以强劲的势头不断地拓宽市场,而这主要归因于用于半导体的印刷电路板的精密微加工技术的不断创新。激光加工在光刻、钻孔、微调、焊接等领域起着至关重要的作用。例如,具有0.18μm分辨率的KrF激光器已取代汞灯现已广泛用于光刻加工。用于加工印刷电路板的激光钻孔速度已增至1000孔/s,而且大约有800台印刷电路板激光钻孔系统有望在今年进入世界市场,而这些激光加工系统绝大部分都是由日本生产的。日本激光微加工工业的发展是一项政府支持项目,而且据日本激光加工会社调查显示,激光精密微加工工业也是日本未来的发展任务。     

激光微加工的进展

介绍了用于微加工的激光器种类和特点，并阐述了国外激光微加工的研制情况及其发展前景。     

激光微加工应用潜力的调查

微加工的一个极为重要的应用是集成电路芯片的制造，因为集成电路芯片尺寸在变小而电路复杂度却不断增加。激光微加工技术对两个方面皆有贡献，既能提高电路复杂度，又不多占芯片空间。随着高级终端微处理器和控制芯片的管脚数目超过２０８个，一些独创性的技术如球状格子...     

用准分子激光进行微加工

大多数激光材料加工应用都落在两个范畴内，即宏观和亚微米范畴。宏观加工应用指的是焊接、切削和钢板、纸张、尼龙材料的切割。在加工尺寸的另一端，对半导体的亚微米加工可制作现代大容量存储器和中央处理器（CPU）芯片。介于这两者之间的加工方式称做加工，它复盖1μm～1mm之间的范围。读者可能已在广告和文章中看到微加工的图形，如刻写在人头发丝和微型金刚石齿轮上的字符。虽然这种图形有力地说明准分子激光在微加工方面的潜力，但直至最近，这种潜力还没有得到真正实际应用。随着微加工正在成为工业激光市场中最快增长部门之一，以…     

“飞秒激光微加工——打孔”的文献综述

飞秒激光微加工技术作为一种新兴的加工技术,具有非接触、效率高、加工精度高、热效应小、损伤阈值低以及能够实现真正的三维结构微加工等传统技术无法比拟的诸多优点,其应用领域相当广泛。文章描述了飞秒激光加工透明材料时,激光能量沉积在光学趋肤层,热效应极小的特性。指出了目前打孔普遍利用激光的直写技术,针孔掩模加工技术可以改善孔形的事实。最后展望了飞秒激光微加工的研究方向。     

微加工应用激光设计的革新

加州新波研究公司制造的小型闪光灯泵Nd：YAG激光器增进了对半导体损伤的分析和液晶显示器的修复。1996年初推出QukLaze装置也是电阻修饰和熔丝熔断的有效工具，可以用于陶瓷上金制多芯片组件之类的金属汇流排的切割。为了执行连贯器件上的重复性任务，精密激光微加工需有能以复杂图样方式移动的工作表面和一种观察加工区域的手段。为满足这种要求，QuikLaze装置设计成可以装配马达移动台结构，从而可使元件在光束下面作两维移动。光束可用任选的FS60系列显示镜或A-变焦镜聚焦。闪光灯泵激光器在三个波长上工作：即1064、532和355nm。…     

革命性微加工新技术——水刀激光

革命性微加工技术——瑞士制造之水刀激光(Water Jet Guided Laser)系结合水刀与激光的优点，创造出的革命性新技术，是目前世界上唯一的湿式激光。激光聚焦后导入比发丝还细的微水柱中，籍以引导光束，并冷却工件，消除传统激光热影响区(Heat Affected Zone)过大的缺陷，大大提高激光的切割品质，给精密加工和微加工应用提供了功能强大的利器。     

激光微细加工中微小曝光区域的计算机温度测量系统

在半导体的激光微细加工技术里，微小曝光区域的温度分布是关键的工艺参数，必须得到精确的测量。而为了使温度测量不影响曝光区的温度分布，需采用不接触测量方法。研制了计算机温度测量系统，实现了微小激光曝光区温度的实时不接触测量。系统中，InGaAs／InP光探测器将微小高温区的温度信号转换为光电流．再经信号放大及模／数转换后输入计算机。结合温度定标实验，对测得的温度数据进行插值运算，在实验中可以实时显示出曝光区的温度值。系统的温度分辨率可达到0．2℃，测量区域的最小直径可达到18μm。同时设计了搜索算法，使温度数据采集和精密位移平台的移动相配合，实现了温度分布的测量和最高温度区的准确定位。     

单片光电集成电路的激光微细加工装置的改进

将激光微细加工“直接写入”、“低温处理”的优势,应用于单片光电集成电路(OEIC)的制作,有利于解决其中的光电兼容问题。详细介绍了本课题组多年来在激光微细加工制作领域方面所取得的进展,完善了实验系统,包括硬件平台的搭建和改进、软件的设计,并最终形成了以计算机为核心的集光机电为一体的自动控制系统,减少了由于人为因素的影响而带来的实验误差,为激光微细加工制作出性能优越的器件创造了前提条件。同时对激光微细加工中的温度这一关键工艺参数进行了大量的理论分析和实验研究,主要包括温度的测量、温度变化规律的分析以及由此对温度参数进行控制的理论分析和研究,取得了进展,提高了激光微细加工的精度并已实际应用于InGaAs/InP平面型PIN光探测器的制作。     

脉冲激光微细加工曝光区温度的不接触测量

针对大功率脉冲激光微细加工区域工作激光对辐射测温的影响,提出在周期脉冲激光的间隙内提取温度信号的新方法,应用采样保持原理,研制相应的测量系统,通过温度定标,从A/D采样值直接读取温度值.结果表明,该温度测量系统能有效地消除工作激光对温度测量的干扰,准确地测量曝光区域的温度,在温度为500℃左右时,系统的温度分辨能力可达0.03℃,能满足激光扩散、激光合金等工艺要求.     

湖北钟祥累托石的电子显微研究

利用扫描电镜、电子探针分析方法,对钟祥累托石的晶体形貌及化学成分特征进行了原位电子显微分析。结果表明,钟祥累托石普遍发育折叠状形态,一般可见有四种形式:波纹状、弯曲状、折曲状和扭折状。累托石晶体表面上常发育有多角形的台阶,说明累托石晶体是通过一层一层的叠合生长方式而形成的;板片状的水云母晶体边缘转化形成薄片状、纤维状的累托石晶体,表明累托石晶体来源于云母的转化;纤维状、棒状的累托石晶体包裹于或穿插片状的累托石晶体,说明钟祥累托石经历了多期次的结晶作用。电子探针的分析结果表明,钟祥累托石的晶体化学式为:云母层(Na0.44K0.16)Al2[(AlSi3)O10](OH)2和蒙脱石层(Ca0.46Mg0.04Fe0.06)(Al1.76Fe0.10Ti0.14)[Al0.90Si3.10O10](OH)2·nH2O,是由钾、钠云母层和钙蒙脱石层规则间层而形成的一种混层矿物。     

Ar离子激光增强硅各向异性腐蚀速率的研究

研究了Ａｒ离子激光器与硅各向异性腐蚀技术相结合制造硅杯的方法。结果表明，激光照射能增强浸于ＫＯＨ溶液中硅的化学腐蚀速率，在入射光强为４．６Ｗ，ＫＯＨ溶液浓度为０．２２ｍｏｌ，温度为９０℃的条件下，得到＜１００＞硅的腐蚀速率为２１μｍ／ｍｉｎ，是无激光照射时硅各向异性腐蚀速率的多倍。进而讨论了硅在ＫＯＨ溶液中腐蚀速率对激光光强的依赖关系以及实验温度对腐蚀速率的影响问题。     

Ag、Au纳米颗粒的激光表面修饰

通过用Nd：YAG激光（λ=1064nm）对氧化还原法制备的Ag、Au纳米颗粒的修饰,使Ag、Au纳米颗粒的尺寸均匀性得到更好的改善。用透射电子显微镜（TEM）和紫外-可见表面等离于体吸收（SPA）光谱对激光修饰后的Ag、Au纳米颗粒进行了测量和表征,结果表明,这些被修饰过的Ag、Au纳米颗粒由于自身体系发生了改变,可以作为更高效表面增强拉曼光谱（SERS）的增强基底。     

透明介质材料的超快激光微纳加工研究进展

透明介质材料具有高透光性、高耐热性和良好的耐腐蚀性,被广泛应用于航空航天、微电子器件和光学元件等领域,这些应用对透明介质材料微纳加工的精度与质量提出了一定的要求。超快激光具有超高的峰值强度与超短的脉冲持续时间,可突破衍射极限并极小化热影响区,具有出色的加工精度与加工质量,为透明介质材料的微纳尺度加工提供了多样化的手段。综述了透明介质材料的超快激光微纳加工研究进展,包括超快激光加工透明介质材料的内部结构、相关机理和应用领域三个方面,并对透明介质材料的超快激光微纳加工进行了总结与展望。     

飞秒激光诱导金属功能微结构的机理与应用

介绍了飞秒激光与金属相互作用的机理以及飞秒激光在金属超加工方面的一些最新应用。基于一维双温扩散模型分析了飞秒激光与金属相互作用的超快机制;介绍了飞秒激光加工光电倍增管电极,修复光刻掩膜．诱导白炽灯丝阵列微孔等一些工业应用。     

激光显象管的初步研究

用高能电子束作泵浦源,去激励半导体晶体屏,可以产生激光,实现高亮度高清晰显示。     

激光转镜扫描宽带温度场

应用温度场的叠加原理,导出了激光扫描转境宽带温度场的数学模型,用计算机模拟了不同参数下的温度曲线,分析了温度曲线的特点及参数对扫描宽带温度分布的影响,提出了“温度波线行波法”,使长时间加热的激光转镜扫描宽带温度场函数表达和计算简化,导出了准稳态下t时刻,激光转镜扫描宽带温度场在点(x0,y,z0)处的温度函数可表示为T=f0(y-u0×t)