激光微細加工在電子行業(yè)中若干應用的研究.pdf

1、激光與核能、半導體、計算機并稱為20世紀的四大發(fā)明，對人類社會的發(fā)展產(chǎn)生了深遠影響。激光具有單色性好、相干性強、方向性好的優(yōu)點，通過聚焦可以得到高功率密度細束斑的激光束，從而對材料進行精細加工，與現(xiàn)代計算機數(shù)控技術(shù)相結(jié)合，激光微細加工技術(shù)擁有傳統(tǒng)加工技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢，成為當代工業(yè)生產(chǎn)的一項重要技術(shù)。
　　 本論文探索了激光微細加工技術(shù)在電子工業(yè)中的若干應用，重點對激光微調(diào)石英晶振頻率、激光刻蝕GPS介質(zhì)加載四臂螺旋天線、激光制

2、作高密度柔性印刷電路板進行了研究，論文工作取得的主要成果有：
　　 1．采用激光刻蝕技術(shù)對石英晶振進行了頻率微調(diào)，優(yōu)化了激光參數(shù)，使這一技術(shù)達到實用化。
　　 石英晶振需要有高精準的頻率，頻率微調(diào)是制造晶振的關(guān)鍵工藝之一。現(xiàn)有的調(diào)頻技術(shù)主要是鍍膜調(diào)頻和離子刻蝕調(diào)頻，其缺陷在于只能一片一片進行調(diào)頻，生產(chǎn)效率低下，很難滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)需求，并且需要掩膜板和真空設備，膜層結(jié)合力也很差，所以調(diào)頻工藝已經(jīng)成為目前制約晶振生產(chǎn)的瓶頸。

3、本課題將激光微細刻蝕技術(shù)應用于石英晶振的頻率微調(diào)，用一定能量的激光束對石英晶振的電極膜進行刻蝕減薄，使晶振頻率精確地升高到標稱值，由于激光束能在很寬的尺寸范圍進行快速掃描，并且能實時控制通斷，因而可實現(xiàn)多組石英晶片同時調(diào)頻，大幅度提高生產(chǎn)效率。
　　 通過大量實驗，研究了不同工作電流和Q脈沖寬度的激光束對晶振頻率的微調(diào)量和其它電性能參數(shù)的影響，優(yōu)化了工藝參數(shù)，在此參數(shù)下，晶振的頻率微調(diào)量與刻蝕次數(shù)近似呈線性關(guān)系，微調(diào)量易于控制，

4、而晶振的動態(tài)電阻動態(tài)電感等其它電性能參數(shù)不會產(chǎn)生大的改變。這一研究在國內(nèi)尚屬首次，有重要應用價值，相關(guān)研究成果發(fā)表在“真空科學與技術(shù)月報”(EI)上，并獲得“2009華東三省一市真空學術(shù)年會”的優(yōu)秀論文獎。
　　 2．提出了一種磁控濺射與激光刻蝕相結(jié)合來制備介質(zhì)加載四臂螺旋天線的完整工藝技術(shù)。
　　 四臂螺旋天線是全球定位系統(tǒng)中的重要部件，負責射頻信號的收發(fā)。介質(zhì)加載四臂螺旋天線的結(jié)構(gòu)是在圓柱形陶瓷側(cè)面布置四條螺旋線形金

5、屬導體，頂部布置饋電電路，這種立體結(jié)構(gòu)圖形幾乎無法采用常規(guī)的光刻工藝進行制備。本課題將激光束掃描于步進馬達帶動的鍍有金屬層的陶瓷圓柱上，刻蝕出螺旋圖形，成功地解決了這一技術(shù)難題。
　　 論文還用移相芯片實現(xiàn)饋電信號的正交，使用ADS軟件對GPS介質(zhì)加載四臂螺旋天線進行了設計與仿真，設計結(jié)果比較理想，四個饋電信號主要S參數(shù)的幅值分布在0.433—0.467之間，理想值為0.5，相位最大偏差小于1°，誤差在可以接受的范圍內(nèi)。

6、　　 3．開發(fā)出了一種激光制作高密度柔性印刷電路板的綠色工藝方法。
　　 芯片級封裝(CSP)、多芯片模塊(MCM)以及柔性線路板上芯片封裝(COF)等都要用到柔性線路，柔性線路板是增長速度位居第二的新型集成電路封裝。柔性覆銅板是在聚酰亞胺襯底上壓覆或鍍覆銅膜而成，現(xiàn)有柔性電路板的制作工藝大多仍沿用傳統(tǒng)的光刻技術(shù)，工藝復雜，成本昂貴，還存在三廢污染。
　　 本論文開發(fā)出一種能夠在柔性覆銅板上快速制備高密度柔性印刷電路板