激光微細(xì)加工在電子行業(yè)中若干應(yīng)用的研究.pdf

1、激光與核能、半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)并稱為20世紀(jì)的四大發(fā)明，對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。激光具有單色性好、相干性強(qiáng)、方向性好的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)聚焦可以得到高功率密度細(xì)束斑的激光束，從而對(duì)材料進(jìn)行精細(xì)加工，與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)相結(jié)合，激光微細(xì)加工技術(shù)擁有傳統(tǒng)加工技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的一項(xiàng)重要技術(shù)。
　　 本論文探索了激光微細(xì)加工技術(shù)在電子工業(yè)中的若干應(yīng)用，重點(diǎn)對(duì)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(jìn)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(duì)石英晶振進(jìn)行了頻率微調(diào)，優(yōu)化了激光參數(shù)，使這一技術(shù)達(dá)到實(shí)用化。
　　 石英晶振需要有高精準(zhǔn)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(jìn)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(shè)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(xì)刻蝕技術(shù)應(yīng)用于石英晶振的頻率微調(diào)，用一定能量的激光束對(duì)石英晶振的電極膜進(jìn)行刻蝕減薄，使晶振頻率精確地升高到標(biāo)稱值，由于激光束能在很寬的尺寸范圍進(jìn)行快速掃描，并且能實(shí)時(shí)控制通斷，因而可實(shí)現(xiàn)多組石英晶片同時(shí)調(diào)頻，大幅度提高生產(chǎn)效率。
　　 通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，研究了不同工作電流和Q脈沖寬度的激光束對(duì)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(dòng)態(tài)電阻動(dòng)態(tài)電感等其它電性能參數(shù)不會(huì)產(chǎn)生大的改變。這一研究在國(guó)內(nèi)尚屬首次，有重要應(yīng)用價(jià)值，相關(guān)研究成果發(fā)表在“真空科學(xué)與技術(shù)月報(bào)”(EI)上，并獲得“2009華東三省一市真空學(xué)術(shù)年會(huì)”的優(yōu)秀論文獎(jiǎng)。
　　 2．提出了一種磁控濺射與激光刻蝕相結(jié)合來(lái)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(fù)責(zé)射頻信號(hào)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(dǎo)體，頂部布置饋電電路，這種立體結(jié)構(gòu)圖形幾乎無(wú)法采用常規(guī)的光刻工藝進(jìn)行制備。本課題將激光束掃描于步進(jìn)馬達(dá)帶動(dòng)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(shí)現(xiàn)饋電信號(hào)的正交，使用ADS軟件對(duì)GPS介質(zhì)加載四臂螺旋天線進(jìn)行了設(shè)計(jì)與仿真，設(shè)計(jì)結(jié)果比較理想，四個(gè)饋電信號(hào)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(kāi)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(jí)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(zhǎng)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(fù)雜，成本昂貴，還存在三廢污染。
　　 本論文開(kāi)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