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对薄膜的激光加工-鸭脖娱乐
2021-02-01 [34452]
本文摘要:对薄膜的激光加工摘录:美国IndustrialLaserSolutions杂志作者: MikeOsborne、AndrewWebb现在发达国家的典型生活方式中不可缺少廉价的电子设备,各种功能被构筑成小设备例如,手机、便携式音乐播放器、GPS、PDA、笔记本电脑等数不胜数(图1 )。

对薄膜的激光加工摘录:美国IndustrialLaserSolutions杂志作者: MikeOsborne、AndrewWebb现在发达国家的典型生活方式中不可缺少廉价的电子设备,各种功能被构筑成小设备例如,手机、便携式音乐播放器、GPS、PDA、笔记本电脑等数不胜数(图1 )。生产设备对小型电子设备来说,最重要的是加大设备内的电子部件的尺寸。在元件的小型化发展中,特别引人注目的是不同类型的晶体管的小型化。

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这个元件的工作原理应该形成所配材料的电特性,在原子量水平。因此,允许有效范围是几十纳米的范围,现在通常的集成电路中使用的晶体管的栅极尺寸是45nm。这样的小尺寸可以在同一芯片上安装无数个晶体管。

主要部件增大体积已经是根本的技术变革,但还有很多电子部件,从部件功能的物理特性来看,它们的小型化过程更简单。电容和电感就是一个很好的例子。在这些组件中,组件的功能必须由物理参数(宏参数)要求。

这从电容器和传感器系数的传递式中可以明确。这些数值显示在平行平板电容器和螺线管电感器中,随着它们几何特性——的面积(a )、距离(d )、长度()的变化而显着变化。在薄膜电容器的结构上,如图2右图所示,电容器的几何学决定因素明显出现。

其他类型的电容器已经开发出来,它们可能具有更高的能量密度,但非常简单的多层式、平行板电容器依然在频率响应和等效电阻(ESR )方面有其优点,因此是很多应用的选择。为了进一步减小电子设备的尺寸,还需要增大静电容量和电感等肉眼可见的分立部件。现在使用的最有效的方法是贴片技术,不仅中止连接器的使用,还适合电路版的自动计数。

通常,小型贴片电容器的物理形态来自于以1/100英寸为单位求出电容器x方向和y方向尺寸的代码。这样,0402系列电容器的尺寸为4/100英寸2/100英寸(或10.5mm )。

在实际应用中,薄膜电容器的结构包含在许多层高分子膜中,高分子膜上镀了金属。一般来说,这种金属是铝。

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高分子膜可以自由选择聚丙烯(PP )、聚酯(PE )、聚苯乙烯(PS )、聚苯硫醚(PPS )等各种各样的自由选择。图3是薄膜电容器的示意图(为了更好地说明结构,在各层间另外设置了间隔)。

在传统制造业技术中,这种结构是同时一维地一起构建两个金属化的核苷酸薄膜的,核苷酸薄膜已经有了绝缘轨道。由于电容值需要与绝缘磁道间距有关,所以电容器的电气特性要求能维持数百个电容器薄层中的磁道距离的精度。随着电容器的尺寸变大(电公差变大),维持电容器一维时的精度成为相当严重的技术课题。

另外,展开加工这样厚的物质本来就相当有玩耍性,一旦切断,金属化薄层的电连续性就不会减少,电容器的电性能会受损。传统加工技术的另一个极限是如何加工绝缘轨道。以往,是通过在核苷酸薄膜的金属化过程中附加识别掩模来构建的。

因此,这个口罩只是“粗胶带”,放在材料的表面。金属层堆积在材料表面时,放入“粗胶带”,构成绝缘轨道。在实际生产中,很多条件允许“粗胶带”的尺寸,绝缘轨道的宽度也允许。

这将导致轨道宽度扩大到所需的实际宽度,从而浪费了电容器的有效面积。另外,必要的面罩的10分钟的粗细也容易相反倾斜,作业人员不易受伤,不易破损、折断。另外,如果放入掩模的话,金属层容易飞散,金属层也会崩溃。

OpTekSystems公司开发了新的加工技术。该技术需要利用激光在电容器一维之前展开加工绝缘轨道。该技术有很多优点,包括轨道宽度优化,因此容量变小,有效面积的浪费减少。其他优点包括电容器的一维更方便,电容器的一维更方便,等等。

电容值更准确。层和层之间的差别更小。消耗品的成本减少,依然需要绝缘的胶带。

这样的精益生产会使保存多种金属去除胶带变得困难。OpTek公司为激光材料的正确加工(微细加工)获得了不同的系统和服务,擅长将非常有玩耍性的激光加工技术转变为大规模的生产技术。

该公司不是激光制造商,所以对各种激光的自由选择没有任何喜好。因此,必须自由选择特别合适的激光,在任何等价的应用中选择合适的加工参数。在构建加工目的时,必须解决一些技术问题。

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可以从以下三个方面考虑。锯齿状边缘屑对基材的破坏在电容器中,核苷酸层起着绝缘和电介质的双重作用。因此,在等效体积的电容器中,为了减小电容值,一般核苷酸层在电性能的允许范围内,越厚越好,对电介质层的性能有很大的影响。

绝缘(耐压)性能不能随激光加工而变化。另外,电介质在所有可能的工作频带中的呼吁也不能改变。

由于材料足够厚和坚硬,上述排斥给激光加工过程带来了技术问题。更简单的是,由于基底的核苷酸薄膜含有小(球状)硅粒子,这些小粒子在加工时特别导入,提高了薄膜的机械“滑动性能”,使处理和卷曲变得容易。在光学上,这些小粒子在宽波段中起到球状透镜的作用,有可能给激光强度带来小的局部变化。

另外,基底也有可能因爆炸而改变(温图4 )。电场强化金属层有尖锐的边缘时,局部电场被强化,电容器的有效电压比减少。金属层必然不存在边缘,但必须极力防止锯齿状、丝状边缘或金属屑粒子(温图5 )。

注意事项的最后一点是激光加工过程不能影响电容器的数百层一维步。基于这个想法,金属层在边缘上变薄允许再次发生。只要自由选择合适的激光加工参数,就可以避免所有的负面效果。

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图7在1.2m薄的基底上显示了20m长的金属去除后轨道。由图可知,该加工对基板没有任何破坏。

轨道的边缘也没有锯齿或变薄,没有什么明显的碎片。该加工技术构建在一维专用设备上,一台设备每年生产1千万个电容器。现在光电工业使用激光脱金属化技术大规模生产柔性印刷太阳能电池。


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