飛秒激光具有超高峰值功率、超短脈寬和作用時間短等優(yōu)點,加工時在材料內(nèi)部的熱擴散距離短,加工精度高和加工質(zhì)量優(yōu)越,具有非熱熔加工特性,在微納加工方面有著獨特的優(yōu)勢。隨著電子信息技術的發(fā)展,電子產(chǎn)品開發(fā)周期不斷縮短,高度集成化、精密化。對于上述需求,本文提出基于飛秒激光的FR-4(玻璃布環(huán)氧樹脂)覆銅板多脈沖打孔及微細線路刻蝕成形技術。具體研究內(nèi)容如下:(1)從材料對激光能量吸收方式和材料去除形態(tài)兩個方面進行飛秒激光對金屬材料和高分子材料去除機理的研究,對雙溫方程進行分析,得到飛秒激光燒蝕解析模型。并通過實驗測算出FR-4覆銅板銅箔的臨界燒蝕閾值。(2)在雙溫方程的基礎上利用MATLAB軟件對FR-4覆銅板銅箔加工過程中電子和晶格溫度的變化情況進行多脈沖仿真,主要從電子峰值溫度、電子和晶格溫度的變化速率、晶格的熱平衡溫度以及電子和晶格的熱平衡時間等角度綜合論述飛秒激光與銅箔的燒蝕機理,分析電子—晶格耦合系數(shù)、脈沖寬度、脈沖間隔時間和激光能量密度對電子和晶格溫度變化的影響及原因。(3)利用飛秒激光對FR-4覆銅板銅箔進行沖擊打孔,闡述單脈沖能量、重復頻率、脈沖個數(shù)、離焦量等工藝參數(shù)對微孔質(zhì)量...

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【學位級別】：碩士

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中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 飛秒激光加工國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 激光加工電路板國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀總結(jié)
    1.3 本課題的主要研究目的和意義
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
第二章 加工機理研究及銅箔燒蝕閾值計算
    2.1 飛秒激光與金屬的作用機理
        2.1.1 微觀尺度下的物理過程
        2.1.2 液相爆炸理論
    2.2 飛秒激光與高分子材料作用機理
    2.3 飛秒激光與金屬材料作用的理論模型
    2.4 FR-4覆銅板銅箔臨界燒蝕閾值測算
        2.4.1 燒蝕閾值試驗方案設計
        2.4.2 燒蝕閾值計算原理
        2.4.3 FR-4覆銅板多脈沖飛秒激光燒蝕閾值計算
    2.5 本章小結(jié)
第三章 飛秒激光加工金屬材料溫度數(shù)值模擬分析
    3.1 飛秒激光加工金屬溫度數(shù)值模擬的基本理論
        3.1.1 一維雙溫模型
        3.1.2 三維雙溫模型拓展
        3.1.3 有限差分法
    3.2 一維雙溫模型數(shù)值模擬研究
    3.3 不同因素對電子和晶格溫度變化的分析
        3.3.1 電子—晶格耦合系數(shù)對電子和晶格溫度變化的影響
        3.3.2 激光能量密度對電子和晶格溫度變化的影響
        3.3.3 脈沖寬度對電子和晶格溫度變化的影響
        3.3.4 脈沖間隔時間對電子和晶格溫度變化的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 FR-4覆銅板飛秒激光打孔工藝及線路刻蝕試驗研究
    4.1 飛秒激光微納加工平臺介紹
        4.1.1 試驗設備
        4.1.2 試驗材料和測量設備
    4.2 工藝參數(shù)對飛秒激光打孔FR-4覆銅板的影響分析
        4.2.1 單因素實驗沖擊打孔FR-4覆銅板
        4.2.2 正交試驗優(yōu)化沖擊打孔FR-4覆銅板
    4.3 基于飛秒激光的FR-4覆銅板微細線路刻蝕成形
        4.3.1 試驗條件
        4.3.2 單根線路及雙排線路刻蝕試驗
        4.3.3 雙排線路(含拐角)刻蝕試驗
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于FR-4覆銅板的PCB成形微細線路試驗
    5.1 PCB導電線路及孔的傳統(tǒng)成形方法
    5.2 成形線路刻蝕及微孔制作
        5.2.1 試驗方案
        5.2.2 測量分析結(jié)果
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
攻讀學位期間本人出版或公開發(fā)表的論著、論文
附錄 章節(jié)2.4燒蝕閾值測算損傷直徑平均值總表
致謝



本文編號：3873265