紫外納秒激光誘導(dǎo)前向轉(zhuǎn)移技術(shù)與應(yīng)用研究.pdf

1、隨著激光器的問世及發(fā)展,激光微加工技術(shù)得到越來越多的關(guān)注和研究。納秒、皮秒、飛秒激光因其具有脈寬窄、峰值功率高、相干性好、重復(fù)頻率高等特點(diǎn),被廣泛的應(yīng)用在MEMS器件、微傳感器、微光學(xué)器件等微精細(xì)加工領(lǐng)域。
　　激光誘導(dǎo)前向轉(zhuǎn)移技術(shù)(LIFT)是近年來發(fā)展起來的一種激光微加工技術(shù)。其過程是在鍍有薄膜的透明基片上,利用高能量脈沖激光透過基片聚焦到薄膜上,將薄膜加熱到熔融狀態(tài),以液態(tài)形式轉(zhuǎn)移到與之平行相對(duì)的接受基片上面。它是一種新型制

2、造技術(shù),可以快速地在固體表面直接沉積特定的微圖形或微結(jié)構(gòu),在微納米領(lǐng)域如集成電路的加工與修復(fù)、微型光電子器件制備等領(lǐng)域?qū)⒂泻芎玫陌l(fā)展前景。許多國(guó)外學(xué)者利用不同激光器進(jìn)行了LIFT研究,包括準(zhǔn)分子激光器、Nd:YAG激光器、飛秒激光器等,但是有關(guān)紫外納秒LIFT技術(shù)的研究和報(bào)道較少。
　　紫外納秒脈沖半導(dǎo)體泵浦固態(tài)激光器(DPSSL)具有脈寬窄、能量密度大等優(yōu)點(diǎn),本文將其作為加工光源,設(shè)計(jì)了納秒脈沖激光前向轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),并以金屬材料

3、薄膜為樣品進(jìn)行了關(guān)于LIFT的實(shí)驗(yàn)研究。論文完成的主要工作如下:
　　1.研究了紫外納秒脈沖激光與金屬材料的作用機(jī)理,分析了Cu、Al、Ni三種金屬材料的熱損傷閾值、刻蝕深度與單脈沖能量、脈沖個(gè)數(shù)之間的關(guān)系,計(jì)算了三種金屬材料在355nm、40ns脈沖激光作用下的燒蝕能量閾值和刻蝕深度。
　　2.搭建了紫外納秒脈沖激光誘導(dǎo)前向轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要包括納秒激光光源、光路機(jī)械結(jié)構(gòu)、三維移動(dòng)平臺(tái)、基于PMAC的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、

4、上位機(jī)操作界面等。系統(tǒng)采用PMAC可編程運(yùn)動(dòng)控制卡作為運(yùn)動(dòng)控制的核心,構(gòu)成了“PC+PMAC”的雙CPU結(jié)構(gòu)。在WindowsXP開發(fā)環(huán)境下,使用VisualC++6.0開發(fā)工具編寫上位機(jī)界面,實(shí)現(xiàn)了加工過程的管理和控制。
　　3.利用真空磁控濺射鍍膜技術(shù)在玻璃基片鍍制了三種不同厚度的銅膜。銅膜為“源”膜,硅片作為接受基片,進(jìn)行了紫外納秒脈沖激光誘導(dǎo)銅薄膜前向轉(zhuǎn)移技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究,分析了激光能量、脈沖個(gè)數(shù)、轉(zhuǎn)移間距、銅膜厚度等參數(shù)對(duì)