激光在电子加工业中的技术应用

2.3.激光精密焊接
激光焊接是用激光束照射材料使之熔化而不汽化，在冷却后成为一块连续的固体结构。焊接速度快、深度/宽度比高、工件变形小;不受电磁场影响，激光在室温、真空、空气及某种气体环境中均能施焊，并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接;可焊接难熔材料如钦、石英等，并能对异性材料施焊;可进行微型焊接;可对难以接近的部位，施行非接触远距离焊接，具有很大的灵活性;激光束易实现光束按时间与空间分光，能进行多光束同时加工及多工位加工，为更精密的焊接提供了条件。电子元器件制造过程中需要点焊、密封焊、叠焊，由于元器件不断向小型化发展，要求焊点小、焊接强度高、焊接时对周围热影响区小。传统的焊接工艺难以满足需要，而激光焊接可以实现。显像管电子枪组装采用激光点焊工艺后，质量大大提高，目前彩色显像管生产线几乎都装备了脉冲激光点焊机。计算机键盘的字键簧 片采用激光点焊工艺可使击打寿命超过2千万次。小型航空继电器采用激光密封焊工艺后，其泄露率降低。光通讯中有许多同轴器件，如光隔离器、光纤祸合器等，为了保证光信号衰减小于0.ldb，要求在焊接时器件的圆周畸变量小于1μm，中心偏移量小于0.2μm。因此必须采用沿圆周多点同步焊接，激光很容易经过分束后通过光纤传输实现多点同步加工，能量可精密控制，解决了传统加工方法难以解决的问题。
2.4.激光精细打孔
激光打孔技术的原理简单，做法方便，利用激光的相干性，用光学系统把它聚焦成很微小的光点(直径小于1微米)，这相当于“微型钻头”。其次，激光在聚焦的焦点上的激光能量密度很高，普通激光器产生的能量可达109J/cm2，足以在材料上留下小孔。打出的小孔孔壁规整，没有什么毛刺。质量不仅非常好，特别是在打大量同样的小孔时，还能保证多个小孔的尺寸形状统一，而且钻孔速度快，生产效率高。微电子电路集成度不断提高，为了提高电路板布线密度，要使用多层印刷电路板，在板上钻成千上万个小孔，层间互连的微通道技术显露出越来越高的重要性。通道的直径一般为0.025-0.25mm，用传统的机械钻孔或冲孔工艺不仅价格昂贵，难以保证质量，更不可能加工盲孔。用激光不但可以加工出高质量的小孔和盲孔，而且可以加工任意形状的孔或进行电路板外形轮廓切割。全固化的紫外波段激光器，可在计算机控制下通过扫描振镜系统对电路板进行钻孔、刻线或切割等精细加工，在50μ厚的聚酞亚胺薄膜上打直径30μ的孔，每秒可以打约250个孔。
2.5.激光打标
激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种打标方法。激光打标有雕刻和掩模成像两种方式:掩模式打标用激光把模版图案成像到工件表面而烧蚀出标记。雕刻式打标是一种高速全功能打标系统。激光束经二维光学扫描振镜反射后经平场光学镜头聚焦到工件表面，在计算机控制下按设定的轨迹使材料汽化，可以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从毫米到微米量级，激光标记是永久性的，不易磨损，这对产品的防伪有特殊的意义。已大量用在给电子元器件、集成电路打商标型号、给印刷电路板打编号等。近年来紫外波段激光技术发展很快，由于材料在紫外波激光作用下发生电子能带跃迁，打破或削弱分子间的结合键，从而实现剥蚀加工，加工边缘十分齐整，因此在激光标记技术中异军突起，尤其受到微电子行业的重视。准分子激光打标是近年来发展起来的一项新技术，可实现亚微米打标，已广泛用于微电子领域。