激光技術(shù)是高科技的產(chǎn)物，其產(chǎn)生又推動了科學(xué)研究的深入發(fā)展，并開拓出許多新的學(xué)科領(lǐng)域，激光在電子工業(yè)中也得到廣泛應(yīng)用。

引言

    激光是在有理論準備和生產(chǎn)實踐迫切需要的背景下應(yīng)運而生的，它一問世，就獲得了異乎尋常的飛快發(fā)展。激光的發(fā)展不僅使古老的光學(xué)科學(xué)和光學(xué)技術(shù)獲得了新生，而且導(dǎo)致整個一門新興科學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)— 激光技術(shù)。目前，激光技術(shù)的應(yīng)用已廣泛深入到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、醫(yī)學(xué)乃至社會的各個方面，對人類社會的進步正在起著越來越重要的作用，已成為當今新技術(shù)革命的“帶頭技術(shù)”之一。

1 激光加工技術(shù)的優(yōu)勢

    加工領(lǐng)域是激光技術(shù)應(yīng)用的最大領(lǐng)域。激光加工技術(shù)，是利用激光束與物質(zhì)相互作用的特性對材料進行切割、焊接、表面處理、打孔、微加工，以及作為光源識別物體等的一門技術(shù)，已成為工業(yè)生產(chǎn)自動化的關(guān)鍵技術(shù)。激光具有的寶貴特性— 相干性好、單色性好、方向性好、亮度高，決定了激光在加工領(lǐng)域存在的優(yōu)勢:

    ①無接觸加工，對工件無直接沖擊，因此無機械變形，并且高能量激光束的能量及其移動速度均可調(diào)，因此可以實現(xiàn)多種加工的目的;

    ②可以對多種金屬、非金屬加工，特別是可以加工高硬度、高脆性、及高熔點的材料;

    ③可以通過透明介質(zhì)對密閉容器內(nèi)的工件進行各種加工;

    ④激光加工過程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，對非激光照射部位沒有或影響極小，因此，其熱影響區(qū)小，工件熱變形小，后續(xù)加工量小;

    ⑤激光加工過程中無“刀具”.磨損，無“切削力”作用于工件;

    ⑥激光束易于導(dǎo)向、聚焦實現(xiàn)作各方向變換，極易與數(shù)控系統(tǒng)配合、對復(fù)雜工件進行加工，因此它是一種極為靈活的加工方法;

    ⑦使用激光加工，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量可靠，經(jīng)濟效益好。

2 激光加工技術(shù)在電子工業(yè)中的應(yīng)用

    激光加工技術(shù)屬于非接觸性加工方式，所以不產(chǎn)生機械擠壓或機械應(yīng)力，特別符合電子行業(yè)的加工要求。另外，還由于激光加工技術(shù)的高效率、無污染、高精度、熱影響區(qū)小，因此在電子工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

    2.1 激光微調(diào)

    激光微調(diào)技術(shù)可對指定電阻進行自動精密微調(diào)，精度可達0.01%-0.002%，比傳統(tǒng)方法的精度和效率高，成本低。集成電路、傳感器中的電阻是一層電阻薄膜，制造誤差達上15-20%，只有對之進行修正，才能提高那些高精度器件的成品率。激光可聚焦成很小的光斑，能量集中，加工時對鄰近的元件熱影響極小，不產(chǎn)生污染，又易于用計算機控制，因此可以滿足快速微調(diào)電阻使之達到精確的預(yù)定值的目的。加工時將激光束聚焦在電阻薄膜上，將物質(zhì)汽化。微調(diào)時首先對電阻進行測量，把數(shù)據(jù)傳送給計算機，計算機根據(jù)預(yù)先設(shè)計好的修調(diào)方法指令光束定位器使激光按一定路徑切割電阻，直至阻值達到設(shè)定值，同樣可以用激光技術(shù)進行片狀電容的電容量修正及混合集成電路的微調(diào)。優(yōu)越的定位精度，使激光微調(diào)系統(tǒng)在小型化精密線形組合信號器件方面提高了產(chǎn)量和電路功能。

    2.2 激光劃片

    激光劃技術(shù)是生產(chǎn)集成電路的關(guān)鍵技術(shù)，其劃線細、精度高(線寬為15-25μm，槽深5-200μm)、加工速度快(可達200mm/s)，成品率達99.5%以上。集成電路生產(chǎn)過程中，在一塊基片上要制備上千個電路，在封裝前要把它們分割成單個管芯。傳統(tǒng)的方法是用金剛石砂輪切割，硅片表面因受機械力而產(chǎn)生輻射狀裂紋。用激光劃線技術(shù)進行劃片，把激光束聚焦在硅片表面，產(chǎn)生高溫使材料汽化而形成溝槽。通過調(diào)節(jié)脈沖重疊量可精確控制刻槽深度，使硅片很容易沿溝槽整齊斷開，也可進行多次割劃而直接切開。由于激光被聚焦成極小的光斑，熱影響區(qū)極小，切劃50μm深的溝槽時，在溝槽邊25μm的地方溫升不會影響有源器件的性能。激光劃片是非接觸加工，硅片不會受機械力而產(chǎn)生裂紋。因此可以達到提高硅片利用率、成品率高和切割質(zhì)量好的目的。還可用于單晶硅、多晶硅、非晶硅太陽能電池的劃片以及硅、鍺、砷化稼和其他半導(dǎo)體襯底材料的劃片與切割。

    2.3 激光精密焊接

       激光焊接是用激光束照射材料使之熔化而不汽化，在冷卻后成為一塊連續(xù)的固體結(jié)構(gòu)。焊接速度快、深度/寬度比高、工件變形小;不受電磁場影響，激光在室溫、真空、空氣及某種氣體環(huán)境中均能施焊，并能通過玻璃或?qū)馐该鞯牟牧线M行焊接;可焊接難熔材料如欽、石英等，并能對異性材料施焊;可進行微型焊接;可對難以接近的部位，施行非接觸遠距離焊接，具有很大的靈活性;激光束易實現(xiàn)光束按時間與空間分光，能進行多光束同時加工及多工位加工，為更精密的焊接提供了條件。電子元器件制造過程中需要點焊、密封焊、疊焊，由于元器件不斷向小型化發(fā)展，要求焊點小、焊接強度高、焊接時對周圍熱影響區(qū)小。傳統(tǒng)的焊接工藝難以滿足需要，而激光焊接可以實現(xiàn)。顯像管電子槍組裝采用激光點焊工藝后，質(zhì)量大大提高，目前彩色顯像管生產(chǎn)線幾乎都裝備了脈沖激光點焊機。計算機鍵盤的字鍵簧片采用激光點焊工藝可使擊打壽命超過2千萬次。小型航空繼電器采用激光密封焊工藝后，其泄露率降低。光通訊中有許多同軸器件，如光隔離器、光纖禍合器等，為了保證光信號衰減小于0.ldb，要求在焊接時器件的圓周畸變量小于1μm，中心偏移量小于0.2μm。因此必須采用沿圓周多點同步焊接，激光很容易經(jīng)過分束后通過光纖傳輸實現(xiàn)多點同步加工，能量可精密控制，解決了傳統(tǒng)加工方法難以解決的問題。

    2.4 激光精細打孔

       激光打孔技術(shù)的原理簡單，做法方便，利用激光的相干性，用光學(xué)系統(tǒng)把它聚焦成很微小的光點(直徑小于1微米)，這相當于“微型鉆頭”。其次，激光在聚焦的焦點上的激光能量密度很高，普通激光器產(chǎn)生的能量可達109J/cm²，足以在材料上留下小孔。打出的小孔孔壁規(guī)整，沒有什么毛刺。質(zhì)量不僅非常好，特別是在打大量同樣的小孔時，還能保證多個小孔的尺寸形狀統(tǒng)一，而且鉆孔速度快，生產(chǎn)效率高。微電子電路集成度不斷提高，為了提高電路板布線密度，要使用多層印刷電路板，在板上鉆成千上萬個小孔，層間互連的微通道技術(shù)顯露出越來越高的重要性。通道的直徑一般為0.025-0.25mm，用傳統(tǒng)的機械鉆孔或沖孔工藝不僅價格昂貴，難以保證質(zhì)量，更不可能加工盲孔。用激光不但可以加工出高質(zhì)量的小孔和盲孔，而且可以加工任意形狀的孔或進行電路板外形輪廓切割。全固化的紫外波段激光器，可在計算機控制下通過掃描振鏡系統(tǒng)對電路板進行鉆孔、刻線或切割等精細加工，在50μ厚的聚酞亞胺薄膜上打直徑30μ的孔，每秒可以打約250個孔。

    2.5 激光打標

       激光打標是利用高能量密度的激光對工件進行局部照射，使表層材料汽化或發(fā)生顏色變化的化學(xué)反應(yīng)，從而留下永久性標記的一種打標方法。激光打標有雕刻和掩模成像兩種方式:掩模式打標用激光把模版圖案成像到工件表面而燒蝕出標記。雕刻式打標是一種高速全功能打標系統(tǒng)。激光束經(jīng)二維光學(xué)掃描振鏡反射后經(jīng)平場光學(xué)鏡頭聚焦到工件表面，在計算機控制下按設(shè)定的軌跡使材料汽化，可以打出各種文字、符號和圖案等，字符大小可以從毫米到微米量級，激光標記是永久性的，不易磨損，這對產(chǎn)品的防偽有特殊的意義。已大量用在給電子元器件、集成電路打商標型號、給印刷電路板打編號等。近年來紫外波段激光技術(shù)發(fā)展很快，由于材料在紫外波激光作用下發(fā)生電子能帶躍遷，打破或削弱分子間的結(jié)合鍵，從而實現(xiàn)剝蝕加工，加工邊緣十分齊整，因此在激光標記技術(shù)中異軍突起，尤其受到微電子行業(yè)的重視。準分子激光打標是近年來發(fā)展起來的一項新技術(shù)，可實現(xiàn)亞微米打標，已廣泛用于微電子領(lǐng)域。#p#分頁標題#e#