倒锥微孔阵列的激光微加工技术研究进展

激光微加工技术凭借其加工效率高、加工材料广泛、无物理损伤以及操控性强等优点在高精度机械部件的加工上有较好的应用前景,易加工出尺寸微小、数量庞大、高品质的倒锥微孔阵列.首先对激光加工微孔的工作原理和特点进行了介绍,综述了激光在加工微孔阵列、倒锥微孔以及倒锥微孔阵列的研究现状,详细介绍了准分子激光、飞秒激光、纳秒激光在加工...     

激光微孔加工中调节孔锥度的算法研究

基于超快激光倒锥孔微加工技术需要,提出了一种利用电光晶体的电光偏转原理调节光束产生动态精密微位移的方法。通过四块楔形电光晶体的特定方式组合,调节施加在电光晶体上的电压大小,可使出射光束产生动态的横向位移。在此方法的基础上施加旋转运动,可实现激光加工锥度可控的倒锥孔。本文介绍了横向位移的产生方法,分析了产生最大横向位移的影响参数,举例使用KDP,D-KDP,RTP等电光晶体,讨论了不同长度下,所产生的动态横向微位移范围。入射光束直径3 mm,电光晶体厚度3 mm,宽度30 mm,总长为210 mm,楔角α为0.3 rad,调节电压从0～90000 V时,RTP电光晶体可产生0～700μm的动态横向位移。     

AlN陶瓷的飞秒激光表面加工及制孔应用

采用飞秒激光对AlN陶瓷进行表面加工实验,分析了激光能量密度和扫描速度对加工表面形貌和尺寸的影响,优选出兼顾加工质量与效率的工艺参数区间,即能量密度10～14 J/cm2,扫描速度20～30 mm/s.基于此,以螺旋扫描轨迹于AlN陶瓷上进行制孔应用,成功实现了无崩边及微裂纹等缺陷的圆孔、方孔及跑道孔加工.该研究验证了飞秒激光加工高质量多孔型的可行性,推动了硬脆材料激光制孔技术在半导体功率器件领域的应用.     

系统级封装深盲孔化学镀铜的研究

作为超越摩尔定律发展起来的技术,系统级封装（SIP）由于务实地满足市场的需求而越来越受到重视。文章通过优化化学镀铜工艺和配方,成功实现在高深径比的系统级封装微盲孔（深径比1.5:1～2.0:1,孔径100或150μm）内部镀上连续的种子层铜,并使用我公司的电镀铜镀液通过直流电镀的方法成功填满盲孔。     

飞秒激光工艺参数对加工TiC陶瓷微孔的影响

用不同能量密度的飞秒激光在不同辅助气压下对TiC陶瓷进行微孔加工,采用扫描电子显微镜(SEM)、微米X射线三维成像仪(Micro-CT)和X射线光电子能谱(XPS)对微孔的形貌和化学键进行了研究。结果表明,在不同能量密度下,微孔入口圆度均不小于99%,微孔出口圆度随能量密度的增加而增大,随后趋于稳定,最大出口圆度为95%。微孔锥度随辅助气压增大而增大,当能量密度为0.51J/mm2、辅助气压为0.3MPa时,微孔锥度最佳,其长轴锥度为-0.13°,短轴锥度为0.77°。激光加工过程中,C-C键、Ti-C键断裂,在微孔附近形成包含金属Ti、Ti2O3和TiO2等物质的残渣。最后对激光与材料的作用机制进行了探讨。     

海量微孔水辅助法皮秒激光加工技术的研究及应用

针对激光加工具有海量微孔的金属滤网时基板热变形严重,且所加工微孔锥度大、孔形一致性差等问题,提出了背面水辅助的激光微孔加工法。该方法利用水进入微孔的毛细现象,光在气液界面的反射、折射现象,激光辐照到水中产生的力效应、空泡效应,以及水的冷却作用,实现了提高微孔加工质量的目的。采用皮秒脉冲激光分别在无水和有水辅助情况下对不同厚度的304不锈钢板进行打孔试验,验证了背面水辅助激光加工法的可行性。试验结果表明:在相同的加工参数下,相对于无水激光直接加工法,采用背面水辅助法加工得到的微孔锥度降低了2°～6°,再铸层减少,热影响区减小,所加工滤网的变形量减小,微孔的一致性得到提高。最后采用正交试验优化的工艺参数,在60μm厚板材上实现了出口孔径为55μm的具有海量微孔的滤网的加工。