自动化飞秒激光薄膜芯片

云母是一种天然的矿物材料，具有优良的电气、机械和化学性能，广泛应用于电子、电力、通讯、航空航天等领域。其中，云母片的加工是这些领域中一项非常重要的技术。近年来，随着科技的不断进步，飞秒激光技术逐渐应用于云母片的加工中，具有高精度、高效率和高可靠性的优势。飞秒激光是一种超短脉冲激光，其脉冲宽度在飞秒（1飞秒等于10-15秒）量级，具有极高的瞬时功率和能量密度。利用飞秒激光的这些特性，可以实现材料的高精度加工，例如打孔、切割、刻蚀等。在云母片的加工中，飞秒激光打孔和切割设备的应用已经越来越广。云母片的飞秒激光微孔加工设备通常采用脉冲宽度在几个飞秒到几百飞秒的激光器，通过聚焦透镜将激光束聚焦在云母片上，形成极小的光斑。在激光的作用下，云母片内部的电子吸收光能后迅速跃迁到高能态，随后通过非弹性碰撞将能量传递给晶格，使局部晶格产生瞬间高温或产生等离子体。随着时间的推移，这些能量的作用逐渐扩展到周围晶格，形成孔洞。通过控制激光的脉冲数量和脉冲宽度等参数，可以精确控制打孔的大小和深度。飞秒激光钻孔，就是使用频率非常高的激光对材料进行钻孔。自动化飞秒激光薄膜芯片

飞秒激光新技术应用刚刚兴起，主要应用行业包括：半导体产业、太阳能产业(特别是薄膜技术)、平面显示产业、合金微铸造、精确孔径和电极结构加工、航空难材料加工、医疗设备等领域！在中国制造2025的大战略背景下，传统工业制造业面临深度转型，其中一个方向就是效率提升的同时转向附加值更高、技术壁垒更高的精密加工。而激光加工完全符合于这一主旨，激光器及激光加工设备已经在消费电子触摸屏模组生产、半导体晶圆划片等3C制造领域崭露头角，并在蓝宝石加工、曲面玻璃和陶瓷生产等领域展现出全新的应用前景。自动化飞秒激光薄膜芯片飞秒激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度，靠光热效应来加工的。

所谓飞秒激光钻孔，即使用频率非常高的激光对材料进行钻孔，飞秒是时间单位，1飞秒等于一千万亿分之一秒，相对于传统激光加工设备，飞秒激光由于脉冲时间极短，被加工物体不会被加热，特别适合加工30微米以下的高精度小孔。对于飞秒激光而言，脉冲作用时间已经实际小于1ps，电子没有足够的时间将能量传递给晶格。从而在材料表面生成众多等离子体，能量伴随着材料的去除而消散，因此出现强烈的烧蚀效果。用飞秒激光进行加工，激光脉冲能量极快地注入很小的作用区域，瞬间高能量密度沉积使电子吸收和运动方式发生变化，从根本上改变了激光与物质相互作用机制。

飞秒激光作用于金属和非金属加工时原理完全不同，金属表面存在大量的自由电子，当激光照射金属表面时，自由电子会瞬间被加热，数十飞秒内让电子电子发生碰撞，自由电子将能量传道给晶格，形成开孔。但由于自由电子碰撞的能量要比离子小的多，所以传导能量需要较长时间，但目前该难题已被我国科学家攻克。在飞秒激光作用于非金属材料时，由于材料表面自由电子较少，激光照射时先要使得材料表面电离，进而产生自由电子，剩下的环节与金属材料一致。飞秒激光加工微孔时，在初级阶段先形成一个小坑，随着脉冲数量的增多，坑深度不断增加，但随着深度的增加，坑底的碎屑飞出的难度也越来越大，导致激光向底部传播的能量越来越少，*终达到深度不可增加的饱和状态，即打完一个微孔。飞秒激光可以用在聚合物加工、医学成像及外科医疗上。

碳化硅（SiC）是一种多用于高温、高压和高频电子设备以及光电子器件的材料。激光加工是一种高精度、高效率的加工方法，可以用于切割、打孔、雕刻等工艺。碳化硅激光加工通常采用激光切割和激光打孔两种主要方法。飞秒激光切割：-碳化硅的高硬度和化学稳定性使其在激光切割中表现良好。-通过将高能量的激光束聚焦到碳化硅表面，可以实现材料的快速加热和蒸发，从而实现切割作业。-飞秒激光切割可以实现高精度、高速度和少量切削损耗的加工，适用于生产线上的大规模生产。飞秒激光打孔：-碳化硅的高硬度和热导率要求使用高能量密度的激光来加工。-飞秒激光打孔通常使用脉冲激光，将能量集中到一个小区域，快速熔化并蒸发材料，形成所需的孔洞。飞秒激光通过透镜聚焦激光可获得高激光强度，因此只能在焦点附近形成微结构。广东飞秒激光异形孔

与一般的MCT钻孔不同，飞秒激光加工具有热处理后易于加工孔的优点。自动化飞秒激光薄膜芯片

飞秒激光加工应用于金属掩模板加工：新加坡南洋科技大学VenkatakrishnanK等人利用飞秒激光直写方法制作了以金属薄膜为吸收层、石英为基底的金属掩模板，并将前入射与后入射两种方案做了比较，发现采用前入射的方法能够得到更小的特征尺寸和好的边缘质量。并且利用飞秒激光超衍射极限加工有效地修补了金属镉掩模板的缺陷，修复的线宽达到小雨100nm的精度。目前构建的飞秒激光修正光掩模板工具已在IBM的伯林顿、福蒙特州的掩模制作设备中运行。这对微电子技术的发展将具有重要意义。自动化飞秒激光薄膜芯片