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《高功率紫外激光切割铜薄膜的实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第25卷第5期应用激光Vol.25,No.5*2005年10月APPLIEDLASEROctober2005*高功率紫外激光切割铜薄膜的实验研究阳建华张帅陈继民(北京工业大学激光工程研究院北京100022)提要通过改变气氛条件及加工工艺参数,研究高功率紫外激光切割铜薄膜的切割性能及影响因素,并且利用正交实验设计的方法,确定了影响切缝宽度和切割质量的主次因素。在实验的基础上,
2、成功的利用高功率三倍频紫外激光制作出高质量的铜质薄膜器件。关键词紫外激光微加工掩膜激光切割ExperimentalResearchonHighPowerUVLaserCuttingCuMembraneYangJianhuaZhangShuaiChenJimin(ResearchInstituteofLaserEngineering,BeijingUniversityoftechnology,Beijing100022)AbstractAserialsofexperimentshavebee
3、ncarriedoutonthehighpowerUVLasercuttingCuMembrane.Throughchangedthedifferentaid-gasesconditionsandtechnologicalparameters,thewidthandqualityoflaser-cuttinggapshavebeeninvestigated.WithanorthogonalarraytheprimaryandsecondaryeffectfactorsonlasercuttingCuMembrane
4、havebeenconfirmed.Basedontheresultsofexperiments,someCumembranemicro-apparatushavebeenfabricatedsuccessfully.KeywordsUVLaserMicro-fabricationMaskLaserCutting近年来,随着新兴MEMS器件以及电子半导激光切割是利用聚焦的高功率激光照射加工材体工业的不断发展,金属薄膜具有越来越广阔的应料表面,当激光超过阈值功率密度后,引起照射点材用前景,如金属
5、薄膜微细传感器件、集成电路及芯片料温度急剧上升,温度达到沸点后,材料产生气化并的制造过程中常使用的金属薄膜制作的精细掩膜形成孔洞,随着激光束与工件的相对移动,最终在材等,这些薄膜器件一般属于微小器件,具有面积小,料表面形成切缝。激光切割具有切缝窄,热影响区厚度小等特点,而且都要求很高的精确度和光洁的小,效率高,切边无机械应力,可适合多种不同薄膜边缘及较高的使用寿命。制造和生产这些微细薄膜材料的加工等优点,而且可达到的孔直径以及特征器件已不能采用传统的加工方法,于是人们提出了尺寸的限制小。另外,激光设备的可编程特性也
6、使利用EDM(电火花加工)、化学蚀刻及激光微切割等得在很短周期时间内高速完成不同复杂程度结构的[1]微细加工方法。薄膜器件的制作成为可能。2利用电火花加工技术可以有效的加工金属薄铜具有良好的导热(热扩散率为1.19cm/s,热03膜,但是在加工过程中,所能达到的最小特性尺寸受传导系数为4.01W/cmC)、导电(导电率为610到电极的限制,而且电火花加工使用的微细电极脆s/m)及延展性能,而且在空气中比较稳定,价格低弱而又昂贵,因此使得这种加工方法的在制作高精廉。因此,这些优异的性能使得铜薄膜材料目前在度
7、的薄膜器件时受到很大制约。薄膜器件生产制造中得以广泛应用。然而,铜在激化学蚀刻技术目前也常用于制作一些微细金属光材料加工中属于难加工材料,这是因为铜的热反薄膜器件,但是这种加工方法存在一种先天缺陷。射率高,对激光的吸收率很低,见图1,因此即使在蚀刻加工需要很多复杂的加工工序,加工时间周期高能量密度下,使用普通的CO2激光及Nd:YAG较长,而且这种化学蚀刻技术使用过程产生了腐蚀激光也很难对铜进行微细切割加工。但是铜对波长性化学制品和有毒废品,不利于环境保护。为355nm的三倍频固体紫外激光却具有较高的吸*国家自
8、然科学基金(No.50335050)和北京市教委基金(No.KM200510005013)资助2005年8月17日收稿289收率,而且由于紫外激光的波长短,其聚焦点可小到割加工,研究不同气氛对高功率三倍频紫外激光切[2,3]亚微米数量级,因此采用高功率紫外激光对铜薄膜割铜薄膜的影响;进行切割加工,将是研制出这种高精度微细薄膜器(2)采用正交实验设
