硅的准分子激光直写刻蚀微细加工特性研究

针对微机械三维结构对准分子激光直写微细加工的要求，在试验研究基础上，讨论了硅已加工表面形貌、加工热与热影响区等特性，得出了加工脉冲数、能量与刻蚀深度间的相互关系。

准分子激光直写二维图形加工

为了探索准分子激光脉冲直写加工的参数和工艺 ,建立准分子激光微加工系统和材料加工工艺 ,对二维加工过程中激光刻蚀效果与扫描速度和激光参数之间的关系进行了理论推导 ,分析表明最大扫描速度受激光光斑尺寸和重复频率的约束。以玻璃为实验靶材 ,在 2 .7× 1mm2 范围内进行了二维图形刻蚀实验研究。结果显示 ,刻蚀对材料周围的热影响很小 ,刻蚀图形清洁而且清晰 。

准分子激光快速诱导聚偏氟乙烯材料导电层的研究

采用KrF准分子激光直写刻蚀技术在聚偏氟乙烯(PVDF)材料表面引入刻蚀缺陷,利用刻蚀点缺陷和线缺陷的活性中心作用实现了聚偏氟乙烯表面导电层的快速制备。实验结果表明,通过激光刻蚀在该材料表面产生的刻蚀点或刻蚀线均可起到活性中心的作用,轻易地控制导电层的形成,降低了激光改性阈值,低阈值实现了导电层快速制备的目的。通过激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)及扫描电镜(SEM)观察,刻蚀缺陷边缘产生类导电层的二维规整网络微结构,为导电层的初期形式。激光刻蚀过程中的激光热交联反应及激光辐照交联反应的交替作用是聚偏氟乙烯导电层快速产生并大面积形成的主要原因。

准分子激光技术实现聚偏氟乙烯表面导电图形化研究

设计了采用准分子激光技术实现聚偏氟乙烯(PVDF)表面导电层图形化的制备方案。根据刻蚀缺陷为导电层活性中心的结论,利用刻蚀线构造图形控制导电层的扩展路径,再在光学掩模的协助下对导电层扩展外形进行限制,实现了PVDF表面多种导电图形的制备。实验结果表明,刻蚀缺陷不仅起到活性中心的作用,同时对导电区域进行了有效分割;掩模起到了对激光辐照区域限制的作用,进而实现了对导电层生长区域外形的控制。采用扫描电镜沿导电层的扩展方向对不同位置的导电层的微观形貌进行观察,提出导电层的形成扩展机理。为PVDF基电子器件的开发提供可能,为各种类型导电高分子聚合物材料表面快速图形化制备提供技术指导和实验基础。