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题名电介质表面电路的激光直写及精密刻蚀
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作者
刘通
张开虎
赵越
刘新宇
孙一凯
陆云霞
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机构
北京卫星制造厂有限公司
北华航天工业学院
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出处
《表面技术》
北大核心
2025年第24期90-97,共8页
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基金
国家重点研发计划项目(2022YFB4601302)
2024年中国航天科技集团有限公司自主研发项目
国防基础科研计划(JCKY2023405C003)。
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文摘
目的提供一种实现柔性聚合物表面金属电路的激光高性能直写及无损聚合物的电路精修方法。方法以聚酰亚胺(PI)表面铜电路为例,利用由乙酸铜、正辛胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)、甲酸及甲醇,配备了低分解温度的铜前驱体油墨,并通过功率仅1 W量级、波长532 nm的连续激光,将油墨以激光光热还原沉积的原理在PI表面直写形成铜线条;使用绿皮秒激光(12 ps、532 nm)及红外飞秒激光(小于1 ps且1030 nm),对前述PI表面铜线条和磁控溅射法在PI表面镀覆的1μm铜膜进行局域化去除;使用TG-DSC测试铜前驱体油墨分解温度。结果所配备前驱体油墨热分解温度为180℃,这有利于在直写过程不伤PI;铜电路直写效率和效能分别为2.0×10^(6)μm^(3)/s(即0.12 mm^(3)/min)、0.067 mm^(3)/min/W,且所写铜材电阻率为11.8×10^(-8)Ω·m;展示了可使用绿皮秒激光高选择性擦除PI表面铜膜且不伤PI的效果,而与之形成鲜明对比的是使用红外飞秒激光易出现的PI损伤问题:对于不同波长和脉宽组合形成的加工效果反差,结合铜反射谱,从铜和PI各自的去除阈值对激光波长和脉宽的依赖关系进行了机理分析。结论采用连续激光辐照所配置的低成本铜前驱体油墨,可实现PI表面铜的高效且较高导电性的直写效果;超快激光脉宽和波长的协同调控,可促进聚合物与金属加工阈值的异化,从而易实现无伤聚合物的电路精修,其中以绿皮秒激光为代表的光源可适用于多种金属电路的高选择性刻除。
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关键词
激光直写
聚合物
表面电路
选择性刻除
前驱体油墨
超快激光
加工阈值
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Keywords
laser direct writing
polymer
surface circuit
selective removal
precursor ink
ultrafast laser
ablation threshold
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分类号
TG6655
[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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