用激光微细熔覆法直写电阻浆料制备厚膜电阻

介绍了一种激光微细熔覆法直写电阻浆料制备厚膜电阻的新技术,并利用该技术在陶瓷基板上制备出厚膜电阻。文章中展示了部分实验结果,并分析了其附着机理。由于激光微细熔覆直写电阻技术具有无需掩模、图形由计算机控制、分辨率高、柔性化制造程度高等优点,显示该技术在电子工业中将具有广阔的应用前景。

激光微细熔覆温度场模型的构建与应用

建立了激光微细熔覆温度场模型,并推导出了布线线宽随激光功率及激光扫描速度的定量公式,通过它可以预测激光微细熔覆过程中形成给定线宽导线的激光参数。实验结果验证了该模型和实际情况符合得很好,具有很好的实用性。

激光微细熔覆电阻浆料直写电阻技术初步研究

应用一种新工艺———激光微细熔覆电阻浆料直写电阻技术,在陶瓷基板上制备厚膜电阻。介绍了新工艺研究的初步成果,及激光直写的附着机理,并展示了部分线电阻及通过搭接获得的电阻图案。重点讨论工艺参数的影响,研究了预置膜层厚度、激光功率和激光扫描速度对电阻线宽的影响规律。

激光微细熔覆快速原型制造厚膜电感元件

采用激光微细熔覆快速制造技术直接将电感元件集成在电路板上,使之由插装或表面贴装元件直接转化成平面膜式电感,大大减少了焊点,缩短互连,减少了占用面积,从而提高了可靠性和电性能。另外,不需要掩模的制作和高温烧结,简化了工艺,降低了成本,提高了效率。

激光微细熔覆快速原型制备厚膜电容介质膜的研究

传统上厚膜电容的制备由于采用了丝网技术、烧结工艺、有限的匹配温度特性材料,使得要实现高容量、低损耗、高频性就必须同时改变材料的成分、制备工艺和技术,这是无法同时达到的。而采用激光微细熔覆快速原型制造技术,不需要高温烧结和掩模的制备,在不改变电极膜特性的情况下直接制备了适应高容量、低损耗和高频应用的介质膜。同时,消除了原有技术通过多次印刷和增加厚度来减少针孔的弊端,以及高温烧结带来的电极材料和介质材料成分的扩散,利用CAD/CAM系统可灵活地制备所设计的图形和尺寸,实现了元件小型化、轻薄化的制造。

激光微细熔覆快速原型制造的厚膜电容组织性能

针对传统工艺制备的厚膜电容尺寸有限、容量低、损耗大,仅限于一些特定的应用领域,提出采用激光微细熔覆快速原型制造技术在陶瓷基板上制备电容,它具有速度快,不需要掩膜等特点。着重分析电容器的组织性能以及电容、介电常数、品质因数和绝缘电阻等电器性能,并对电容器的形成机理进行了研究。实验证明,激光微细熔覆快速原型制造技术比传统烧结工艺制备的厚膜电容容量大、再现性好,其组织致密、均匀,不存在界面成分的扩散。

一种新型激光微细熔覆柔性布线设备的研究

开发一种基于PMAC多轴运动控制器的新型激光微细熔覆柔性布线设备。与传统的布线技术相比,激光微细熔覆柔性布线技术可以提高电路板制备的效率并降低生产成本。构建了基于PMAC卡的开放式控制系统,开发了相应的控制软件。该PMAC控制器不仅具有常用运动控制功能,同时可将通用软件如AutoCAD、Protel绘制的图形文件直接转换为加工文件,从而大大提高了加工的效率以及扩展了系统的使用范围。

一种激光微细熔覆直写布线的新技术

激光直写技术因其不需要掩模就可以在绝缘基板表面直接制备各种高精度、复杂形状的导电层而受到广泛重视。但是 ,布线速度过低和工艺复杂一直是阻碍该技术工业化应用的瓶颈。提出了一种以导电金属粒子、有机成膜物质构成的复合导电浆料为熔覆物质 ,以有机环氧板为绝缘基板 ,采用CO2 激光加热直接制备线路板的新工艺、新方法。所布导线宽度为 35 0 μm ,布线速率为 2～ 2 0mm/s,所用的激光功率为 0～ 2 0W ,光斑直径约为 10 0μm。系统研究了激光直写导电层的组织结构特征、导线与基板的结合强度以及导线导电率的变化特征。结果表明 ,激光微细熔覆直写布线层与基材结合牢固 ,所布导线的电阻率与导电银颗粒的体积分数及激光功率的大小有关 ,工艺参数与材料配比合适时 ,导线电阻率可以达到 10 -6Ωcm的数量级 ,能够满足工业应用的要求。最后 ,对普通环氧树脂板下激光微细熔覆金属导电浆料直写导线时导线的形成机理和导电机理进行了分析。

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。

激光微细熔覆柔性直写厚膜导带组织性能的研究

随着表面组装以及电子元器件的微型化和密集化程度增加,对内部互连导线微细化以及高质量高性能程度的要求日渐严格,而传统技术越来越不能满足这种快速发展的需求。采用激光微细熔覆柔性直写技术,在玻璃基板上直接制备高质量高性能的微细导带。通过控制各工艺参数的变化所引起组织形貌的变化判定形成导带的性能的好坏和质量的优劣,优化了工艺参数,并采用该参数进行实际图形的制备。结果表明,所制备的导带导电性好、结合强度高、焊接性好、表面平整度高,适合于产品的智能化批量生产和精微细图形的制作与修复。

搭接量对激光微细熔覆柔性直写厚膜电阻组织性能的影响

采用激光微细熔覆柔性直写技术在陶瓷基板上制备厚膜电阻。该技术的优点是精度高、速度快、不需要制作掩模板等。大量研究结果表明,搭接量的改变对电阻的组织性能影响很大,而组织性能对最终整个器件的质量起决定作用。因此,获得最佳搭接量制备出性能优良的电阻元件成为重要的研究课题。针对陶瓷基板,系统地研究了搭接量对厚膜电阻的组织性能的影响规律,获得了形成电阻膜的最佳搭接量为单道扫描光斑直径的3/5,并对影响组织性能的主要机理进行了分析。

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。

玻璃基板激光微细熔覆柔性布线技术研究

与传统的布线技术相比,激光微细熔覆柔性布线技术可以提高线路板制备的效率并降低生产成本。对基于玻璃基板的激光微细熔覆柔性布线技术的工艺进行了重点研究,分析了激光功率密度和扫描速度对导体厚度和宽度的影响规律,同时研究了烧结时间对导体电阻率和结合强度的影响趋势。试验表明,激光功率密度和扫描速度对导线的厚度影响不大,而对导线的宽度有着重要的影响。导线宽度随功率密度增加、扫描速度减小而增加,并都存在临界值;随着烧结时间延长,导线电阻率减小,结合强度提高。在此基础上,探讨了导体附着机理和导电机理。

激光微细熔覆快速制造微加热器阵列

采用激光微细熔覆法制备了2×2和1×4微加热器阵列,研究了激光扫描功率和速率对微加热器图形线宽的影响.结果表明,线宽随激光功率增大而增大;随扫描速率增大而减小.并对2×2微加热器阵列进行了性能测试.研究了加热时间、电压和空间位置对温度的影响规律.结果表明,微加热器温度随加热时间的延长而升高并最终达到稳定值;随电压的增加而升高;加热区域离微加热器越远,温度越低.对恒定电压下的升温速率进行了计算和测定,第一分钟内加热速度可达0.45℃/s.最后,给出了所制作的微加热器及其阵列的示例.

一个基于Protel PCB版图文件接口的激光直写微加工CAM系统

详细分析了以ASCII码存储的ProtelPCB版图文件的存储格式和图元数据结构,并基于Protel版图文件接口,实现了应用于厚膜集成电路制造的激光微细熔覆柔性布线CAD/CAM系统开发。

激光直写制备厚膜导体技术研究

采用激光微细熔覆直写布线的方法在陶瓷基板上制备高密度厚膜导体.导体具有光滑平整的表面、高分辨率(最小线宽30 μm)、高附着强度、良好的电气性能,优良的可焊性,且不需要掩模,因此相比传统丝网印刷工艺更灵活更经济.研究了预置涂层厚度、激光功率密度和激光扫描速度对导体线宽的影响,提出了最佳工艺参数范围:涂层厚度4～15μm,激光功率密度1～4.8 W/mm2,扫描速度＜35 mm/s.所得线宽为30～150μm.并分析了陶瓷板上激光直写布线的机理.

激光直写技术在微电极阵列制作中的应用研究

利用激光微细熔覆电子浆料（LMCEP）技术在熔融石英玻璃上初步制作了4×4微电极阵列（MEA）——目前研究细胞电生理的常用工具之一，在电极阵列背面利用微笔直写技术直接“写”上加温和热敏电阻，完成了微电极阵列、电热器件和热敏器件的集成制造。随后对电极阻抗和微加热器性能进行了测试，并在其上培养神经细胞。结果表明：激光直写导线宽度与加工电流、光阑直径、电子浆料、涂层厚度和衬底材料相关；电极和微加热器性能基本满足使用需求，但是电子浆料成分对细胞生物活性存在一些影响。今后将更换电子浆料材料，提高生物相容性。

光电子学院-“863”项目顺利通过验收

6月2日，国家科技部“863”计划新材料领域办公室在北京组织有关专家，对光电子学院曾晓雁教授承担的“激光微细熔覆快速制造光电子器件的技术与设备研究”等课题进行了验收．