激光刻蝕聚酰亞胺基底金屬薄膜的溫度場研究.pdf

1、為了提高衛(wèi)星的通訊能力和滿足輕質化的需求，目前常在衛(wèi)星上裝有一類輕質天線反射器，這類天線反射器是在聚合物基底上鍍制金屬薄膜（或者按照一定規(guī)律排布、具備特定表面功能的高精度金屬薄膜圖案）。為了實現對這類材料組合進行金屬薄膜的高精度加工，并且還能夠使得聚合物基底不受到損傷的目的，常采用鍍膜結合激光刻蝕技術的方法進行制備。但由于聚合物和金屬材料在熱物理性能方面存在很大的差異，因此在實際的激光刻蝕過程中，還需要對很多技術問題開展仔細的研究。

2、r>　　本文以廣泛應用于天線反射器的金屬薄膜/聚酰亞胺組合為研究對象，從熱傳導理論出發(fā)，利用多物理場耦合分析軟件COMSOL Multiphysics構建了高斯分布的脈沖激光輻照復合材料的二維非穩(wěn)態(tài)物理模型，通過求解熱傳導方程計算了激光輻照金屬薄膜/聚酰亞胺組合的溫度場分布，并討論了激光參數對刻蝕過程的影響，主要取得了以下成果：
　　（1）在激光刻蝕過程中銅薄膜比鋁薄膜更難刻蝕，且激光功率密度為刻蝕深度的主要影響因素。隨著金屬薄膜

3、厚度的增加，激光的刻蝕深度先減小，后保持不變；
　?。?）在多脈沖刻蝕過程中，激光刻蝕深度隨脈沖個數（小于等于10）的增加呈線性增加，刻蝕半徑增加幅度不大，刻蝕形貌逐漸成喇叭形。由于刻蝕過程中聚酰亞胺有熱的累積，因此為了保護基底，在刻蝕過程中應采用較大功率密度的激光參數；
　　（3）對于多層金屬薄膜，由于金屬夾層的熱導率比聚酰亞胺的熱導率要大，因此會使得上層金屬薄膜的刻蝕深度增加，同時刻蝕半徑減小。我們通過運用計算機模擬的方