CN105537772A - 一种激光直写氧化铝基板材料形成图形化铝导电层的方法 - Google Patents

一种激光直写氧化铝基板材料形成图形化铝导电层的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105537772A
CN105537772A CN201610081164.0A CN201610081164A CN105537772A CN 105537772 A CN105537772 A CN 105537772A CN 201610081164 A CN201610081164 A CN 201610081164A CN 105537772 A CN105537772 A CN 105537772A
Authority
CN
China
Prior art keywords
conductive layer
laser
aluminum oxide
oxide substrate
laser light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610081164.0A
Other languages
English (en)
Inventor
邵景珍
方晓东
王玺
胡红涛
陶汝华
董伟伟
邓赞红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei Institutes of Physical Science of CAS
Original Assignee
Hefei Institutes of Physical Science of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei Institutes of Physical Science of CAS filed Critical Hefei Institutes of Physical Science of CAS
Priority to CN201610081164.0A priority Critical patent/CN105537772A/zh
Publication of CN105537772A publication Critical patent/CN105537772A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

本发明公开了一种激光直写氧化铝基板材料形成图形化铝导电层的方法，该方法利用激光辐照直接在氧化铝基板材料形成图形化铝导电层。与其它方法相比，该方法具有操作步骤简单，制作速度快，图形选择性强等优点。本发明首先对氧化铝基板进行清洗去除表面污染及有机残留等，随后采用激光进行辐照，基于激光与物质可发生光化学反应和光热反应，在辐照氧化铝基板材料时导致材料表面的物理性质发生改变，从而形成铝导电图形。

Description

一种激光直写氧化铝基板材料形成图形化铝导电层的方法
技术领域
本发明涉及氧化铝基板表面金属化方法领域，具体是一种激光直写氧化铝基板材料形成图形化铝导电层的方法。
背景技术
氧化铝（Al2O3）基板材料具有优异的光学、力学、热学性能及化学稳定性，被广泛应用于红外军事装置、卫星空间技术、高强度激光的窗口材料、波导激光器腔体以及大规模集成电路等，在军用、民用上都发挥着越来越重要的作用。
氧化铝基板应用于印刷电路板、传感器、无线射频识别和芯片实验室等技术中时，均需要在氧化铝基板材料上形成图案化的金属涂层以实现衬底材料的金属化。介质材料金属化技术主要是通过电镀或化学镀过程来完成的，然而，这些技术通常包括复杂的多级光刻工艺，导致金属化周期长，生产成本增加，而且金属化过程中经常遇到金属化强度偏低、膜层结合力差、致密度低、金属化面透光、易氧化等，导致成品率减低，影响产品质量。因而越来越不能满足电子产品发展的需求，开发新的金属导电层生长方法势在必行。
随着技术的进步，研究人员将激光技术引入绝缘材料金属化工艺中，包括激光诱导化学汽相沉积、激光诱导液相沉积、激光诱导化学镀以及激光热喷涂和激光熔覆技术等。激光技术的引进提高了金属导电层的质量，增加了导电图形的精度，提高了金属与衬底粘附性。为金属化的材料在集成微电子、微流控等领域的应用提供了巨大潜力。
Al2O3材料具有一个独特属性，即通过激光辐照可直接在辐照区域形成金属层，Al2O3材料中Al-O键的键能为512kJ/mol，合适高能激光冲击可使Al-O键断裂，氧蒸发到空气中，从而在Al2O3材料表面形成铝导电层。
发明内容本发明的目的是提供一种激光直写氧化铝基板材料形成图形化铝导电层的方法，以实现在氧化铝基板上图形化铝导电层。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种激光直写氧化铝基板材料形成图形化铝导电层的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、选取氧化铝基板作为辐射样品，辐射前对氧化铝基板进行清洗，干燥；
（2）、设置激光光路系统，将氧化铝基板固定在激光光路系统的工作台上；
（3）、利用激光光源辐射氧化铝基板，并采用满足图案化铝导电层要求的扫描工艺使激光光源沿所需轨迹扫描氧化铝基板，在氧化铝基板上获得所需要的图案化铝导电层。
所述的一种激光直写氧化铝基板材料形成图形化铝导电层的方法，其特征在于：所述氧化铝基板包含氧化铝单晶基板和氧化铝陶瓷基板。
所述的一种激光直写氧化铝基板材料形成图形化铝导电层的方法，其特征在于：步骤（3）中，满足图案化铝导电层要求的扫描工艺可通过控制工作台移动，或者通过在激光光源前加设光学元件来实现。
本发明是基于激光与物质可发生光化学反应和光热反应，在辐照氧化铝基板材料时导致材料表面的物理性质发生改变。
本发明的优点在于：
1、激光辐照工艺具有很强的灵活性，可以灵活设计铝导电层的形状；
2、操作步骤简单，制作速度快，图形选择性强；
3、激光辐照氧化铝基板生成铝为非接触式制备方法，制备过程中不引入其它物质，直接在基底材料上获得导电层。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中激光辐照光路系统结构示意图。
具体实施方式
以下参照具体的实施例来说明本发明。此实施例仅用于说明本发明的目的，其不以任何方式限制本发明的范围。
分别选取蓝宝石单晶基板和氧化铝陶瓷基板作为辐照样品，样品辐照前，使用乙醇、丙酮及去离子水分别超声清洗10分钟，用氮气枪吹干。
设置激光光路，在激光光源1后加设光束整形系统2、衰减系统3、反射镜4、匀光系统5、聚焦系统6和可移动工作台8，如图1所示。
将清洗后的样品放置在可移动工作台8上。
选取波长为248nm的准分子激光器作为激光光源1，激光脉宽20ns，能量密度5J/cm2，脉冲数10，频率1Hz。
开启激光器，激光光源1的激光束经过光束整形系统2、衰减系统3、反射镜4、匀光系统5、聚焦系统6，最后辐照到样品7上。
通过对工作台8的控制，在样品表面构造1mm×10mm的铝导线。

Claims (3)

1.一种激光直写氧化铝基板材料形成图形化铝导电层的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、选取氧化铝基板作为辐射样品，辐射前对氧化铝基板进行清洗，干燥；
（2）、设置激光光路系统，将氧化铝基板固定在激光光路系统的工作台上；
（3）、利用激光光源辐射氧化铝基板，并采用满足图案化铝导电层要求的扫描工艺使激光光源沿所需轨迹扫描氧化铝基板，在氧化铝基板上获得所需要的图案化铝导电层。
2.根据权利要求1所述的一种激光直写氧化铝基板材料形成图形化铝导电层的方法，其特征在于：所述氧化铝基板包含氧化铝单晶基板和氧化铝陶瓷基板。
3.根据权利要求1所述的一种激光直写氧化铝基板材料形成图形化铝导电层的方法，其特征在于：步骤（3）中，满足图案化铝导电层要求的扫描工艺可通过控制工作台移动，或者通过在激光光源前加设光学元件来实现。
CN201610081164.0A 2016-02-03 2016-02-03 一种激光直写氧化铝基板材料形成图形化铝导电层的方法 Pending CN105537772A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610081164.0A CN105537772A (zh) 2016-02-03 2016-02-03 一种激光直写氧化铝基板材料形成图形化铝导电层的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610081164.0A CN105537772A (zh) 2016-02-03 2016-02-03 一种激光直写氧化铝基板材料形成图形化铝导电层的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105537772A true CN105537772A (zh) 2016-05-04

Family

ID=55817580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610081164.0A Pending CN105537772A (zh) 2016-02-03 2016-02-03 一种激光直写氧化铝基板材料形成图形化铝导电层的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105537772A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106312300A (zh) * 2016-09-28 2017-01-11 中国科学院半导体研究所 一种激光对铝化物基板金属化的方法及铝化物基板
CN108817672A (zh) * 2018-03-20 2018-11-16 深圳市吉祥云科技有限公司 一种用激光在铝镁合金表面制作鱼鳞状纹路的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000312016A (ja) * 1999-04-27 2000-11-07 Kyocera Corp 太陽電池の製造方法
CN201638003U (zh) * 2010-01-15 2010-11-17 合冠科技股份有限公司 用于面板电路制作的雷射直写装置
CN103188877A (zh) * 2013-03-05 2013-07-03 深圳光韵达光电科技股份有限公司 一种陶瓷线路板快速高柔性制作的方法
CN103781285A (zh) * 2014-02-18 2014-05-07 华中科技大学 陶瓷基板表面导电线路的制作与修复方法
CN104205360A (zh) * 2012-01-23 2014-12-10 泰特拉桑有限公司 涂层从金属层的选择性去除及其在太阳能电池上的应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000312016A (ja) * 1999-04-27 2000-11-07 Kyocera Corp 太陽電池の製造方法
CN201638003U (zh) * 2010-01-15 2010-11-17 合冠科技股份有限公司 用于面板电路制作的雷射直写装置
CN104205360A (zh) * 2012-01-23 2014-12-10 泰特拉桑有限公司 涂层从金属层的选择性去除及其在太阳能电池上的应用
CN103188877A (zh) * 2013-03-05 2013-07-03 深圳光韵达光电科技股份有限公司 一种陶瓷线路板快速高柔性制作的方法
CN103781285A (zh) * 2014-02-18 2014-05-07 华中科技大学 陶瓷基板表面导电线路的制作与修复方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
赵坚勇: "《有源发光二极管（OLED）显示技术》", 31 July 2012, 国防工业出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106312300A (zh) * 2016-09-28 2017-01-11 中国科学院半导体研究所 一种激光对铝化物基板金属化的方法及铝化物基板
CN108817672A (zh) * 2018-03-20 2018-11-16 深圳市吉祥云科技有限公司 一种用激光在铝镁合金表面制作鱼鳞状纹路的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11618104B2 (en) Method and device for providing through-openings in a substrate and a substrate produced in said manner
Ravi‐Kumar et al. Laser ablation of polymers: A review
CN103495806B (zh) 一种皮秒激光蚀刻微型电路工艺
CN104498957B (zh) 一种钛合金表面超疏水微纳结构的制备方法
CN102202466A (zh) 一种基于覆铜板的激光辅助选区微去除铜膜方法
CN101448603B (zh) 提高激光通孔钻凿产量和清洁表面的方法及其系统
EP0761377B1 (en) Laser scribing on glass using Nd:YAG laser
US6783920B2 (en) Photosensitive glass variable laser exposure patterning method
CN105220117B (zh) 一种金属纳米粒子有序微结构的制备方法
JPWO2002081142A1 (ja) レーザー光による透光材の加工方法及び透光材加工物
CN104105353A (zh) 一种高精度陶瓷电路板的制作方法
CN103264227A (zh) 一种激光直接刻蚀聚合物基体表面覆盖金属膜的方法
KR20060096422A (ko) 감열성 중규모 증착을 위한 레이저 공정
JP2008265344A (ja) レーザによるカラーマーキング方法
CN105537772A (zh) 一种激光直写氧化铝基板材料形成图形化铝导电层的方法
Kim et al. Circuit patterning using laser on transparent material
Yang et al. Mechanism and technology of laser selective removal of multilayer materials
CN108441843A (zh) 材料表面金属图案的激光直写预成形光催化镀制备方法
JP2008036687A (ja) 表面加工方法
Lu et al. Femtosecond laser fabrication of microchannels in transparent hard materials
KR101712314B1 (ko) 광소결 장치 및 이를 이용한 도전막 형성 방법
Brusberg et al. CO 2-laser drilling of TGVs for glass interposer applications
Pique et al. Laser direct writing of circuit elements and sensors
KR20130106676A (ko) 미세금속전극 제조방법
Cao et al. Laser micro/nano-fabrication techniques and their applications in electronics

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160504