CN103240526A - 基于纳米级粒子流的激光打孔方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于纳米级粒子流的激光打孔方法，主要解决现有激光打孔技术打出的孔孔壁粗糙的问题。其实现步骤是（1）将波长为355nm-266nm的紫外光激光束的功率密度调整到大于107Wcm2，并且将激光束精确地聚焦到打孔材料的打孔部位；（2）顺着激光束的方向流过0.6Mpa-1.0Mpa纳米级惰性粒子流；（3）用激光束对打孔部位进行打孔。本发明由于在进行激光打孔时增加了纳米级惰性粒子流，粒子流带走热量的同时可使孔壁钝化，能够增强孔壁强度，减弱激光对已产生孔的孔壁烧蚀强度，同时使孔壁不易崩裂，从而更加光滑。

Description

基于纳米级粒子流的激光打孔方法
技术领域
本发明属于微电子技术领域，设计半导体材料及其制备方法，具体的说是一种基于纳米级粒子流的激光打孔方法。
背景技术
激光打孔以激光束为热源，通过激光使需去除的材料融化并汽化。激光束对打孔材料进行照射产生热量，打孔材料表面吸收热量并向材料内部快速传递，被激光照射的区域会急速升温。由于升温时间极短，打孔材料的表层会快速融化并汽化，这些汽化后的气体相互挤压，开始向外喷射，形成小坑。随着照射时间的增加，被照射区域的汽化程度急剧增大，坑内的气压也急速增大，对坑的底部和四周产生强烈的冲击，使高压的蒸汽携带大量的液体向外喷射，达到打孔的目的。激光打孔速度快、效率高、且对工具无损耗，因此被广泛应用。
目前激光打孔打出的孔存在孔壁表面粗糙度过大的问题，限制了激光打孔的发展。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出了一种基于纳米级粒子流的激光打孔方法，以使孔壁光滑。
为实现上述目的，本发明的打孔方法包括以下步骤：
一种基于纳米级粒子流的激光打孔方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将紫外光激光束的功率密度调整到大于107Wcm2，并且将激光束精确地聚焦到打孔材料的打孔部位；
（2）顺着紫外光激光束的方向流过0.6Mpa-1.0Mpa纳米级惰性粒子流；
（3）用紫外光激光束对打孔部位进行打孔，打孔时间小于0.1秒。
所述的紫外光为UV级，波长为355nm-266nm。
所述的纳米级惰性粒子流为纳米级惰性氮气流或纳米级钛粒子流。
所述激光束的直径为20um。
步骤（3）中的打孔时间为0.001秒。
所述的纳米级钛粒子流为0.3Mpa。
本发明与现有技术相比所取得的有益效果为：
本发明由于在进行激光打孔时增加了纳米级惰性粒子流，粒子流带走热量的同时可使孔壁钝化，能够增强孔壁强度，减弱激光对已产生孔的孔壁烧蚀强度，同时使孔壁不易崩裂，从而更加光滑。
附图说明
图1是本发明激光打孔的流程图。
具体实施方式
参照图1，本发明的打孔方法给出如下两种实施例。
实施例1
步骤1：将波长为355nm-266nm的紫外光激光束聚焦到晶体硅的打孔部位。将紫外光激光束的功率密度调整到108Wcm2、直径调节到20um后，聚焦到打孔部位的中心。
步骤2：顺着激光束的方向流过0.6Mpa的纳米级惰性氮气流，使该粒子流具有足够的速度通过激光打孔部位。
在激光束发射口的外圆周上设置纳米级惰性氮气流发射装置，这样，纳米级惰性氮气流包覆在激光束外圆周的外侧。粒子流带走热量的同时与孔壁钝化成为氮化物，能够增强孔壁强度，减弱激光对已产生孔的孔壁烧蚀强度，同时使孔壁不易崩裂，从而更加光滑。
步骤3：用激光束对打孔部位进行打孔。打孔时间为0.001s。
实施例2
步骤A：将激光束聚焦到晶体硅的打孔部位。
将波长为355nm-266nm的紫外光激光束的功率密度调整到108Wcm2、直径调节到20um后，聚焦到打孔部位的中心。
步骤B：顺着激光束的方向流过0.3Mpa纳米级钛粒子流，粒子流带走热量的同时形成一层金属膜，从而减弱激光对孔壁烧蚀，同时使孔壁不易崩裂，从而更加光滑。具体可在激光束发射口的外圆周上设置纳纳米级钛粒子流发射装置，这样，纳米级钛粒子流包覆在激光束外圆周的外侧。
步骤C：用激光束对打孔部位进行打孔。打孔时间为0.001s。

Claims (6)

1.一种基于纳米级粒子流的激光打孔方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将紫外光激光束的功率密度调整到大于107Wcm2，并且将激光束精确地聚焦到打孔材料的打孔部位；
（2）顺着紫外光激光束的方向流过0.6Mpa-1.0Mpa纳米级惰性粒子流；
（3）用紫外光激光束对打孔部位进行打孔，打孔时间小于0.1秒。
2.根据权利要求书1所述的基于纳米级粒子流的激光打孔方法，其特征在于：所述的紫外光为UV级，波长为355nm-266nm。
3.根据权利要求书1所述的基于纳米级粒子流的激光打孔方法，其特征在于：所述的纳米级惰性粒子流为纳米级惰性氮气流或纳米级钛粒子流。
4.根据权利要求书1所述的基于纳米级粒子流的激光打孔方法，其特征在于：所述激光束的直径为20um。
5.根据权利要求书1所述的基于纳米级粒子流的激光打孔方法，其特征在于：步骤（3）中的打孔时间为0.001秒。
6.根据权利要求书3所述的基于纳米级粒子流的激光打孔方法，其特征在于：纳米级钛粒子流为0.3Mpa。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106166644A (zh) * 2015-05-21 2016-11-30 罗伯特·博世有限公司 用于工件的激光钻孔或激光切割的方法以及用于激光钻孔或激光切割的系统
CN109158775A (zh) * 2018-10-11 2019-01-08 江苏大学 一种改善孔锥度和孔壁质量的激光打孔装置及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002009435A (ja) * 2000-06-20 2002-01-11 Sumitomo Heavy Ind Ltd 有機物基板におけるビア処理方法及びビア形成方法
JP2002050849A (ja) * 2000-08-07 2002-02-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザ加工方法およびレーザ加工装置
US20030117449A1 (en) * 2001-12-20 2003-06-26 David Cahill Method of laser machining a fluid slot
CN1473088A (zh) * 2000-10-26 2004-02-04 激光加工的控制方法
JP3496203B2 (ja) * 2000-08-31 2004-02-09 住友重機械工業株式会社 加工レンズ保護機構及び方法
US20070026676A1 (en) * 2005-08-01 2007-02-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Via hole machining for microwave monolithic integrated circuits

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002009435A (ja) * 2000-06-20 2002-01-11 Sumitomo Heavy Ind Ltd 有機物基板におけるビア処理方法及びビア形成方法
JP2002050849A (ja) * 2000-08-07 2002-02-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザ加工方法およびレーザ加工装置
JP3496203B2 (ja) * 2000-08-31 2004-02-09 住友重機械工業株式会社 加工レンズ保護機構及び方法
CN1473088A (zh) * 2000-10-26 2004-02-04 激光加工的控制方法
US20030117449A1 (en) * 2001-12-20 2003-06-26 David Cahill Method of laser machining a fluid slot
US20070026676A1 (en) * 2005-08-01 2007-02-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Via hole machining for microwave monolithic integrated circuits

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106166644A (zh) * 2015-05-21 2016-11-30 罗伯特·博世有限公司 用于工件的激光钻孔或激光切割的方法以及用于激光钻孔或激光切割的系统
CN106166644B (zh) * 2015-05-21 2021-04-27 罗伯特·博世有限公司 用于工件的激光钻孔或激光切割的方法以及用于激光钻孔或激光切割的系统
CN109158775A (zh) * 2018-10-11 2019-01-08 江苏大学 一种改善孔锥度和孔壁质量的激光打孔装置及方法

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