针对硬脆材料激光加工过程中存在的高深宽比加工难度大、高精度难控制、微孔缺陷等技术需要,完成了激光微小焦斑聚焦调控技术、精细微孔激光加工理论及工艺技术、高密度微孔激光加工技术的应用等研究内容,突破了微细激光束聚焦调控技术、高精度激光加工工艺技术、高密度微通孔互连光电器件制作技术等关键技术,研制出高密度微通孔互连的光电基板,主要技术指标有0.5mm 厚AlN/Al2O3陶瓷基片上30μm微孔的孔径偏差小于4μm、500μm微孔的孔径偏差小于5μm、盲孔250μm加工深度的偏差小于20μm,0.1mm 厚AlN/Al2O3陶瓷基片上30μm微孔的孔径偏差小于4μm、100μm微孔的孔径偏差小于5μm、盲孔50μm加工深度的偏差小于10μm,加工效率不低于200个/min的技术指标。其中,研制的高密度通孔互连光电基板成果已在航天微电子领域方面得到应用。
本项目的创新点是利用有限元方法对激光加工Al2O3及AlN陶瓷微孔过程进行模拟;通过相结构、等离子体光谱等分析,研究激光打孔中的传质过程和机理;分析裂纹及铸层等缺陷与加工精度的关联性,提出缺陷控制方法;通过厚膜填孔和薄膜技术相结合方式,制备了高密度微通孔互连光电器件。
本项目的制备的高密度微通孔互连光电器件已应用于整机型号产品,解决了电路内部变换部分散热问题,提高了器件可靠性。