研究目的
研究高斯激光束向M型光束的转换，用于多层聚合物基材中的先进微孔钻孔，以减少碳化聚合物残留物的形成。
研究成果
热学与光学模型成功预测出钻微孔无残留所需的M型光束形状，与实验结果相符。采用M型光束及优化的激光脉冲序列，通过减少残留物和热影响区提升了微孔质量。
研究不足
该研究聚焦于波长为9.3微米的二氧化碳激光器及聚合物基底，这可能限制其适用于其他材料和激光类型。光学模型的准确性取决于衍射光学元件的精度。
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[美国激光学会ICALEO? 2017：第36届激光与电光应用国际会议 - 美国佐治亚州亚特兰大（2017年10月22-26日）] 激光与电光应用国际会议 - 高斯光束向M型光束的转换用于先进微孔钻孔技术
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[美国激光学会ICALEO? 2017：第36届激光与电光应用国际会议 - 美国佐治亚州亚特兰大（2017年10月22-26日）] 激光与电光应用国际会议 - 高斯光束向M型光束的转换用于先进微孔钻孔技术
DOI：10.2351/1.5138186
出版年份：2017
更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要：
典型的激光系统产生的高斯激光束可能不适用于高精度材料加工。本研究探讨了多层聚合物基板上微通孔的激光钻孔技术，该技术用于微电子器件的高密度互连。紧密排列的微通孔能缩短处理器间的互连距离，以满足日益增长的大数据高速传输需求。当前聚合物基板微通孔钻孔普遍采用9.3微米波长的CO?激光器，因其在该波长下的吸收系数高于常规10.6微米波长CO?激光器。高吸收系数提供了浅层体积加热机制，可实现聚合物材料的表面可控汽化。高斯光束或平顶光束通?；嵩谖⑼椎撞勘呓呛筒啾诹粝绿蓟酆衔锊辛粑?，阻碍后续电子器件与互连结构的微焊接。采用M型光束钻孔可减少此类残留物的形成。我们建立了热模型来确定M型光束的强度分布，为实现该光束从高斯光束的转换，基于菲涅尔衍射模型设计了透镜系统。通过M型光束进行的钻孔实验表明，微通孔的形貌尺寸与理论预测高度吻合。
作者：
Nathaniel R. Quick，Aravinda Kar
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