激光烧蚀压印制备疏水铝箔表面的耐久性

提出了一种激光烧蚀压印技术制备具有多级微结构的疏水铝箔表面。该技术利用激光直接辐照在工件表面,利用烧蚀诱导的冲击压印获得一级微结构,同时利用烧蚀诱导的融化材料的流动获得二级微结构。为了检验耐久性,对疏水铝箔工件进行了酸碱腐蚀实验和不同环境存储实验。实验结果表明,酸碱腐蚀会破坏工件表面的微观形貌和低表面能,因此工件接触角随着腐蚀时间增长而降低。其中碱腐蚀工件时反应比酸腐蚀剧烈得多,工件表面形貌受损也更大,工件表面在碱腐蚀16 h后就达到了超亲水状态(25°),而酸腐蚀24 h后也依然表现为疏水性(97°)。再次进行时效处理后,工件依然能在三周后达到稳定的疏水状态,但疏水性能比腐蚀前要差,且酸腐蚀工件的最终疏水性(120°)比碱腐蚀工件(105°)要好。不同存储环境对工件表面形貌几乎没有影响。存储在空气中的工件接触角无明显变化,存储在盐水中的工件丧失疏水性(87°),存储在纯水中的工件表现比盐水稍好(96°)。再次进行时效处理后,纯水存储的工件接触角可以恢复到135°左右,而盐水存储的工件仅能恢复到120°。激光烧蚀压印制备的疏水铝箔基本能够满足应对复杂环境的要求。

激光辅助纳米压印填充过程有限元分析

随着光刻技术的发展,电子器件的尺寸越来越小,已经进入纳米量级.几十年来,光学光刻技术在半导体加工图形转移的过程中一直扮演着重要角色,纳米压印技术以产量高、成本低、工艺流程简单的优点逐渐在图形转移技术中崭露头角.介绍了一种新型的激光辅助纳米压印技术,基于有限元方法并借助ANSYS软件对压印过程中二维的熔融层填充过程进行模拟.Si基板在激光作用下形成熔融层时,采用Mooney-Rivlin模型表示熔融层的机械性能.通过试验分析了深宽比、转移图形宽度和占空比对聚合物变形的影响,总结了技术的可行性与优越性,为以后纳米压印过程的优化提供了参数支持.

纳米压印技术进展及应用

半导体加工几十年里一直采用光学光刻技术实现图形转移,最先进的浸润式光学光刻在45 nm节点已经形成产能,然而,由于光学光刻技术固有的限制,已难以满足半导体产业继续沿着摩尔定律快速发展。在下一代图形转移技术中,电子束直写、X射线曝光和纳米压印技术占有重要地位。其中纳米压印技术具有产量高、成本低和工艺简单的优点,是纳米尺寸电子器件的重要制作技术。介绍了传统纳米压印技术以及纳米压印技术的新进展,如热塑纳米压印技术、紫外固化纳米压印技术、微接触纳米压印技术、气压辅助纳米压印技术、激光辅助压印技术、静电辅助纳米压印技术、超声辅助纳米压印技术和滚轴式纳米压印技术等。

铝箔的激光温冲击压印工艺及机理研究

为了研究冲击温度和冲击次数对激光温冲击压印(WLSI)铝箔成形质量的影响并揭示WLSI的机理,分别进行了不同温度和不同冲击次数下的WLSI成形实验,对WLSI的成形高度、表面质量、表面硬度和显微组织进行了测试和分析。采用ABAQUS软件对冲击过程中的成形件残余应力、变形速度进行了仿真。结果显示:在较高的冲击温度下可以获得大的成形高度和均匀的残余应力分布,但是冲击温度过高会导致成形微结构的过度氧化;在200℃下进行多次冲击,可以获得较大的成形高度和较好的表面质量。WLSI实验和数值仿真结果表明,WLSI过程包含材料的高应变率塑性变形硬化过程和动态回复软化过程,其中变形硬化起主导作用。

激光冲击压印制备具有良好时效性的疏水铜表面

采用激光冲击压印技术制备具有多级沟槽微织构的疏水性铜箔表面。首先通过激光标刻制备具有多级沟槽特征的微模具,然后通过激光冲击压印技术将微模具上的多级沟槽微织构复制到工件表面。研究了冲击次数、软膜厚度对工件多级沟槽微织构疏水表面的表面形貌、静态接触角的影响。结果表明:当冲击次数从1次增加到7次、软膜厚度从300μm减少至100μm时,工件表面复制微织构的程度逐渐变大,同时表面的静态接触角增大,疏水性增强。通过对工件微织构表面元素及其成分的测量发现,采用激光冲击压印技术制备的具有多级沟槽微织构疏水表面在空气、水以及质量分数3.5%NaCl溶液中放置21天后,仍保持为疏水性,体现出该工艺制备的疏水表面具有良好的时效性。

电子铜箔和液晶聚合物的激光复合焊接

随着高速高频通信技术的发展,电子铜箔表面平坦度对高频信号传输损耗的影响更加凸显,已成为制约高速高频通信技术发展的重要因素。本研究团队在目前技术发展的基础上,提出了一种铜箔与聚合物直接结合的方法。该方法主要分为三步:通过激光压平实现铜箔表面平坦化;通过激光压印在压平铜箔表面制造出规则的阵列纳米结构;通过激光焊接实现压平压印铜箔与液晶聚合物(LCP)的直接结合。试验发现,通过激光压平可以将40.6 nm的铜箔表面粗糙度降低到7.8 nm,表面粗糙度降低了80.8%。通过激光压印在压平铜箔表面压印出的规则阵列纳米结构,为铜箔与聚合物的直接结合奠定了基础。采用激光将表面压平压印的铜箔与LCP焊接在一起,对其进行拉伸测试后发现铜箔被拉断。这说明铜箔与LCP的焊接结合强度较高,所提方法在降低电流传输损耗方面具有潜在的应用价值。