neem contact met ons op
Leave Your Message

Femtoseconde laserbewerking voor microboringen met een zone zonder warmte-invloed

2025-04-14

Micro-Drilling.jpg

1. Basisprincipes en voordelen

Femtoseconde lasers (pulsbreedte van 10-15 s) maken niet-lineaire absorptie mogelijk door:

  • Meervoudige fotonionisatie (MPI)

  • Lawine-ionisatie (AI)
    Belangrijkste voordelen:

  • Vrijwel geen HAZ

  • Sub-mICron-precisie (min. 1 μm gaten)

  • Geschikt voor reflecterende/transparante materialen.

2. Mechanismen met nul gevarenzone

2.1 Controle van energieoverdracht
  • Elektronenrooster-niet-evenwicht

  • Fase-explosie dominantie

  • Plasma-afscherming onderdrukking

2.2 Modellen voor materiaalverwijdering
  • Coulomb-explosie

  • Niet-thermische binding verbreken

3. Kritische procesparameters

Parameter Bereik Mechanisme
Golflengte 343-1030 nm Absorptieverbetering
Pulsenergie 0,1-50 μJ Controle van de ablatiedrempel
Herhalingsfrequentie 10 kHz-10 MHz Voorkomen van warmteophoping
Focussen NA>0.7 Verkleining van de spotgrootte
Scannen Spiraalvormig pad Herschikking laag minimalisatie

4. Toepassingsvoorbeelden

  1. Hoogfrequente PCB-microvias:

  • 20-50 μm diameter

  • 10:1 beeldverhouding

  • Ra

  1. Glas TSV-boring:

  • Scheur-/afvlakkingsvrij

  • 100 gaten/sec

  1. Flexibele circuitverwerking:

  • Carbonisatievrije PI-substraten

  • 5 μm minimale lijnbreedte

5. Uitdagingen en oplossingen

Uitdaging 1: Instabiliteit van reflecterend materiaal
Oplossing: Instelbare golflengte (343+515nm)

Uitdaging 2: Lage diepgatefficiëntie
Oplossing: Vormgeving van de Besselbundel

Uitdaging 3: Consistentie bij massaproductie
Oplossing: realtime plasmabewaking + adaptieve regeling

6. Karakteriseringsmethoden

  • Micro-CT: 3D-morfologie

  • Raman-spectroscopie: Faseanalyse

  • TEM: Integriteit van het rooster

  • Geleidbaarheidsmeting: Muurkwaliteit