应用于柔性电子领域的激光剥离技术进展

柔性电子是可穿戴设备、物联网等应用发展的重要研究方向。激光剥离技术是一种利用激光能量来分离玻璃基板与柔性衬底的技术,具有作用光波长可选、作用时间短、热影响区域小的优点,是目前实现柔性电子器件的最重要技术之一。介绍了激光剥离的主要技术特点,分析其在不同的柔性电子领域的应用,讨论了应用过程中的主要工艺和作用,并总结了激光剥离技术未来的发展趋势。激光剥离技术的快速发展,会对柔性电子行业的研究和发展形成强力支持。     

激光制备液态金属基柔性电子及其应用

随着科技的发展,柔性电子器件在医疗健康、柔性机器人以及人机交互领域中的应用越来越广泛。柔性电子器件的关键在于柔性电极材料,传统柔性电极材料如结构化的金属薄膜、金属纳米颗粒/线以及导电聚合物等存在高延展性与高导电性无法同时满足的问题。镓基液态金属作为一种室温下呈现液态的金属材料,具备金属高导电性的同时也具有无限延展性,是一种理想的柔性电极材料,是近年来的研究热点。对液态金属进行图案化处理是制备液态金属基柔性电子器件的必要环节。重点介绍了以浸润性调控的方法实现液态金属图案化的工艺。激光作为一种精密加工方式,被常用来制备各种功能表面,同时也是调控液体浸润性的主要手段之一。结合激光的高精密加工能力与液态金属优异的电学性能,能够实现高分辨率、多功能以及高集成度的液态金属电子器件制备。综述了近年来国内外在激光制备液态金属柔性电子器件方面的主要工作,并展望了未来激光制备高性能液态金属电子器件的前景。     

超短脉冲激光加工在微电/光互连领域的应用研究进展

超短脉冲激光凭借其脉宽窄、峰值功率高的特点,可以实现高精度材料生长、改性和去除等形式的加工,具有良好的材料适应性和工艺兼容性,在微电/光互连领域取得了开拓性应用进展,已成为近年来先进制造的新兴关键技术。本文简要介绍超短脉冲激光实现微光电子器件制造的基本机制,包括多光子还原、表面等离子体共振和双光子聚合等,重点阐述超短脉冲激光加工在微光/电互连领域的应用研究进展,并对超短脉冲激光加工在该领域的发展方向进行总结和展望。     

SiC激光改质剥离工艺材料损耗控制技术

论述了激光改质剥离技术的基本原理，分析了激光改质加工过程中造成材料损耗的问题，针对性提出了球差校正、温度控制、形位误差综合补偿等方法，有效减小了SiC激光改质剥离工艺过程中的材料损耗。     

铝合金外壳气密性封装的脉冲激光缝焊

利用手套箱激光缝焊机进行了用于电子器件和组件的铝合金外壳气密性封装的脉冲激光缝焊工艺试验研究,分析了材料内部元素含量、激光焊接工艺参数等因素对最终焊接结果的影响。通过优化缝焊工艺,获得了氦气漏气率小于1×10-9(Pa·m3)/s,焊缝成形美观的焊接样品。试验结果对电子器件和组件的铝合金外壳气密性脉冲激光缝焊工艺质量的提升具有一定的现实指导意义。     

铜微纳结构的激光直写及其应用研究进展

电性能优良且成本低廉的铜微纳结构在柔性电子领域中展现出广阔的应用前景。激光直写因其快速灵活且可控性高等优势,成为铜微纳结构的高效加工方法之一。概述了微纳结构激光加工的技术特点,随后针对激光直写铜微纳结构展开论述。重点分析了前驱体成分及激光工艺参数对铜微/纳观结构及电性能的影响,探讨了激光直写在铜微纳结构可控制备中的优势。列举了所得结构在柔性电子器件制造中的典型应用场景,分析了典型器件的工作机理。此外,对激光直写微纳结构的未来发展趋势进行了展望。     

超快激光纳米线连接技术研究进展

随着新型材料特别是纳米材料在柔性多功能微纳光电子器件中的广泛应用,实现低维度下高质量材料互连成为了微纳器件高性能制造的关键。针对纳米材料自身的尺度及结构限制,传统宏观、微观尺度下的材料互连技术将难以实现在微纳空间上对输入能量的高精度控制,进而难以降低连接过程中的材料损伤。本文对基于光激励下表面等离子激元效应的超快激光纳米线连接技术进行了综述,分析了激光-材料相互作用过程中的等离子激元效应在纳米结构中的产生及分布特征,对光辐照下纳米线结构中的空间能量重分布及相应的控制策略进行了总结。同时,本文分别针对金属-金属纳米线、异质金属-氧化物/半导体纳米线以及跨尺度的纳米线,阐述了超快激光纳连接过程中的能量输入、材料损伤特征以及纳米接头的形成。最后,针对纳米线连接得到的低损伤纳米线结构,探索了超快激光纳米线连接技术在微纳光电子器件单元制造中的潜在应用。     

日本微电子和光电子工业中激光组装技术的应用及展望

本文综述了激光组装技术在日本微电子和光电子工业中的应用及发展前景。目前日本已开发出各种激光器和材料加工技术，并已应用于电子和光电子器件制造业，以满足用户对高性能、轻量化、低能耗移动式数字消费电子产品、宽带光纤通信、低尾气排放效能的灵活控制的小汽车等领域的需求。本文重点阐述固体激光器作为多用途光源在组装具有小特征尺寸的灵敏无源和有源器件的先进微型装置中的应用，以及固体激光器用于电子和光电子器件材料加工领域的代表性应用，如液晶显示器缺陷的调修、功能组件微调、光电子器件光学特性的精调、高密度互连电路的打孔、非晶硅太阳能电池的激光加工以及电子元件的高精度激光焊接(如光学模块、微型继电器和锂离子电池)。最近高功率超短脉冲固体激光器领域的进展使激光加工能力迅速提高．如在滤光片精调中的应用。     

大物性差异多材料激光增材制造界面研究进展（特邀）

随着多材料激光增材制造科学与技术的不断进步,一体化制备极端使役性能的大物性差异材料与元件成为可能。但大物性差异多材料增材制造成形界面问题尤为突出。根据大物性差异多材料激光增材制造成形的进展,笔者聚焦大物性差异材料的界面问题和界面优化方法,分别以激光吸收率差异、热物性差异、界面生成脆性相分类阐述界面问题,同时在工艺优化、功能梯度设计、复合制造三个方面对界面优化方法进行总结,为实现大物性差异材料的高质量成形提供参考。同时,阐述了大物性差异多材料激光增材制造建模与仿真研究进展,以期通过宏观和介观尺度模拟指导大物性差异材料的激光增材制造成形参数优化。最后对多材料激光增材制造大物性差异材料的应用和共性科学问题及技术挑战进行了展望与思考。     

后续烧结工艺对激光微细熔覆制备厚膜电阻性能的影响

随着电子产品逐渐向微型化、多功能化和高密化的方向发展,传统的厚膜技术由于存在着大量的局限性,越来越不能满足这种快速发展的需求,因此,采用激光微细熔覆柔性直接制造技术在Al2O3基板上制备了高精度、高质量的厚膜电阻。然而,由于激光和物质的相互作用是一个急热急冷的过程,与传统的烧结工艺对厚膜电阻的作用不同,造成最终电阻的组织性能不同,因此,着重研究了激光加工工艺和后续烧结工艺对厚膜电阻的组织性能的影响,并对这种影响的主要机理进行了分析。结果表明,激光微细熔覆柔性直接制造的厚膜电阻比采用后续烧结工艺制备的电阻性能可靠、稳定,而且工艺简单灵活,效率高,不需要后续烧结过程,节省了能源,降低了成本。     

Light–Output Enhancement of Nano-Roughened GaN Laser Lift-Off Light-Emitting Diodes Formed by ICP Dry Etching

In this paper, we report the fabrication and characteristics of nano-roughened GaN laser lift-off (LLO) light-emitting diodes (LEDs) with different scale surface roughness. The surface roughness of devices was controlled by inductively coupled plasma reactive ion etching. Using this fabrication method to form nano-scaled roughness, the electrical property was almost not degraded. Furthermore, the light-output power and wall-plug efficiency of LLO LED could be both significantly enhanced about two times using this simple method     

飞秒激光直写透明光学材料光波导的研究进展

综述了飞秒激光直写光波导的加工过程和表征方法、可直写形成光波导的不同透明光学材料以及直写光波导应用的进展。总结了飞秒激光直写引起的折射率变化与材料有关,同时还依赖于加工的脉冲能量、脉冲宽度、偏振以及扫描速度等。指出飞秒激光微加工在光子器件领域的有很好的应用前景。     

飞秒激光在透明介质中制备波导器件进展

飞秒激光脉冲通过非线性相互作用可以在透明介质内部诱导载流子的激发、弛豫和折射率改变,从而用于制备光波导器件。飞秒激光无法比拟的高度局域三维加工能力使其在有源和无源波导器件制备中被广泛研究。综述了飞秒激光在多种透明介质中诱导折射率改变的机理、波导器件制备的实验进展和波导性能优化技术,分析了其研究趋势和应用前景。     

激光熔覆制备梯度功能涂层的研究现状

介绍了激光熔覆技术的特点及其在材料表面改性中的应用概况,回顾了利用激光熔覆技术制备梯度功能涂层的国内外研究现状。经分析认为,外加强化相与基材热物性差别大是导致涂层开裂失效的主要因素。利用原位合成和基于快速原型的激光直接制造技术制备梯度功能表层或构件是将来的发展方向。     

金属键合技术及其在光电器件中的应用

系统阐述了金属键合的发展概况、基本工艺和方法、表征技术及其在光电器件中的应用.金属键合制备光电器件的一般工艺流程分为三步:蒸镀金属薄膜、键合、腐蚀去除衬底,列举了常用的金属键合方法及其工艺条件;并着重论述了该技术在光电器件特别是垂直腔面发射激光器(VCSEL)器件结构制作中的应用.金属键合可以实现衬底倒扣和改善器件热学性能,而对器件原有的光学性质影响不大.     

激光微纳制造在传感领域中的应用

物联网和可穿戴器件的快速发展对传感器的制备和性能提出了更高的要求。由于加工速度快、精度高、可控性强、易集成、与材料兼容性高等优点,激光微纳制造已逐渐成为一种流行的材料制备和器件加工技术。通过激光诱导加热、反应和分离这三种激光加工方式实现了对不同材料的激光处理,这为传感器的制备奠定了基础。近年来,研究人员利用激光微纳加工技术制备了应用于紫外线、气体、湿度、温度、应变/应力、生物、环境等信号监测的不同传感器。总结和归纳了目前存在的问题,展望了激光微纳制造在传感领域中的发展方向。希望文中对激光微纳制造应用于传感领域的介绍和总结能够为未来的研究和发展提供思路和参考。     

玻璃基板上激光微细熔覆直写电阻技术的研究

介绍了玻璃基板上激光微细熔覆柔性直写电阻的基本原理及其工艺．系统地研究了各工艺参数的变化对电阻阻值的影响规律。通过热作用、激光与物质的相互作用原理理论分析了电阻膜的形成以及组织、结构、性能间的关系．确立了制备电阻的最佳工艺参数和获得高精度、小误差电阻阻值测试的最佳方法。结果表明．采用该技术可以在无掩膜下通过调节电阻的形状、大小、体积以及激光加工参数．一步完成所需高精度、高质量、高性能电阻元件的制备和修复．不需要电阻的微调，工艺简单、灵活、速度快、成本低．具有广阔的应用前景。     

Single-shot, high repetition rate metallic pattern transfer

A flexible high-speed fabrication of relatively thick (about 1 μm) and large (about 120×120 μm) thin film metal pads with a laser-induced forward transfer technique using femtosecond laser pulses (fs-LIFT) will be discussed. Possible applications are thickening of thin film contact pads for wire bonding, the deposition of solder pads or the frequency or electrical resistance tuning of discrete devices. The use of ultrashort laser pulses instead of nanosecond laser pulses reduces the melting problem, increases the quality and the adhesion of the transferred metal pads and allows the transfer of complete disks out of thin films (<1 μm thickness). The combination of ultrashort laser pulses with a pre-structuring of the metal film improves the geometry of the pads and increases the film disk thickness (>1 μm). As a example the transfer of 0.76- and 1.8 μm thick gold/tin disks with a single laser pulse are presented.     

激发物激光烧蚀法制备铁电和压电薄膜

本文叙述用激发物激光烧蚀法沉积几种铁电和压电薄膜的制备法和性能，并介绍了这些薄膜在微电子学器件和微波声学器件方面的应用。     

Reduced Graphene Oxide Micromesh Electrodes for Large Area,Flexible, Organic Photovoltaic Devices

A laser‐based patterning technique—compatible with flexible, temperature‐sensitive substrates—for the production of large area reduced graphene oxide micromesh (rGOMM) electrodes is presented. The mesh patterning can be accurately controlled in order to significantly enhance the electrode transparency, with a subsequent slight increase in the sheet resistance, and therefore improve the tradeoff between transparency and conductivity of reduced graphene oxide (rGO) layers. In particular, rGO films with an initial transparency of ≈20% are patterned, resulting in rGOMMs films with a ≈59% transmittance and a sheet resistance of ≈565 Ω sq^?1, that is significantly lower than the resistance of ≈780 Ω sq^?1, exhibited by the pristine rGO films at the same transparency. As a proof‐of‐concept application, rGOMMs are used as the transparent electrodes in flexible organic photovoltaic (OPV) devices, achieving power conversion efficiency of 3.05%, the highest ever reported for flexible OPV devices incorporating solution‐processed graphene‐based electrodes. The controllable and highly reproducible laser‐induced patterning of rGO hold enormous promise for both rigid and flexible large‐scale organic electronic devices, eliminating the lag between graphene‐based and indium–tin oxide electrodes, while providing conductivity and transparency tunability for next generation flexible electronics.