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[摘 要]讲叙了激光微加工技术以及在为电子加工领域的应用，并且解释了飞秒激光与材料的互相作用下机理和透明材料的微加工的应用，激光打标技术是激光加工最大的应用领域之一。激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种打标方法。激光打标可以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从毫米到微米量级，这对产品的防伪有特殊的意义。聚焦后的极细的激光光束如同刀具，可将物体表面材料逐点去除，其先进性在于标记过程为非接触性加工，不产生机械挤压或机械应力，因此不会损坏被加工物品；由于激光聚焦后的尺寸很小，热影响区域小，加工精细，因此，可以完成一些常规方法无法实现的工艺
[关键词]激光微加工
中图分类号：TS946 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）32-0097-01
引言
自1960年面世的第一台激光机，对于激光的研究在各个领域的应用出现了高速的发展。其中高精密测量、物质结构分析、信息存储以及通信等方面得到了广泛的应用，激光的高作用性可应用于，加工制造业，随着不同工艺的不断更新和改革，在最近的二十年来，激光制造行业已经参与到很多高层技术领域和产业上面去，并且对传统行业进行了取代或者改变了某些传统的加工行业
为了在21世纪高新技术的产业化，满足微观制造的需要，研究和开发高性能激光源势在必得。激光微加工做为激光加工的一个重要分支，在过去的十年来得到了广泛的关注。其中原因之一就是有更加高效的激光源涌现。比如一些具有高峰值功率和超短脉冲固体激光。还有另外一个原因便是让平台有着更加精确，更加高速。但是源源涌現的工业需求做为更加重要的一个原因。为了让激光微加工技术在更多的领域得到广泛的推广和关注，因加强激光微技术的发展和成熟。
二、激光微加工技术的主要应用
越来越多的电子技术产品朝着便携式，和小型化的方向发展，单位大小的提高和处理速度的提高对微电子的技术需要越来越高。例如一台现代手机里面就拥有差不多每平方1200条互连线，对于如何提高封装芯片水平的关键就在于不同线路之间要保留微型过孔的存在，可以通过这种微型过孔提供了之间的高速连接，并且方便了减小了封装面积
随着近来人们对于手机，数码相机的要求越来越高，便捷式电子产品朝着轻、薄、短小的方向发展，印制线路板一步一步以精密互连技术为主体的积层化，多功能特征。让能够有效的固定各层间的电气连接一级外部器件的固定。过孔这一门技术已经成为了多层PCB的重要组成部分之一。通常在一块PCB的制版费用上，过孔就占据了百分之三十，在越来越精密的设计下，创造者总是希望过孔越来越小。这样就可以给布线空间留下很大的余地，特别是高速电路特别适合过孔小的设计。一般为100UM的转孔为最小的，着已经满足不了需求了。这行一种新的激光微型过孔技术就面世了出来。目前所知的CO2激光器过孔可以得到最小在30UM的小孔或者UV激光加工10UM的小孔
在许多的行业比如设备制造业，汽车制造业，航空制造业等一些微型加工业中都可以用激光技术进行切割，钻孔，雕刻等。例如要加工一台20多微米的喷墨打印机，就可以里i用微压型，打磨抛光等激光表面处理技术来加工。
三、超短脉冲激光在微加工技术的最新进展
CO2和YAG这两种激光就是连续和长脉冲激光。这要表现在聚焦形成高能量密度。从而对局部进行高温来烧灼材料，这一种属于热加工，加工精度有限。准分子激光可以依靠其短波长与材料进行光化学的相互作用，可以达到微米量级。但是准分子激光器需要一种物质具有腐蚀性，难以操控。而且，较强的紫外线激光对加工系统的一些光学原件会造成一定的损坏，所以受到一定的限制。在激光领域的一步一步研究下，激光脉冲的宽度越来越小，从纳秒量到了皮秒甚至是飞秒量。
要说飞秒量脉冲有以下两个特点：1，持续时间短，这一类脉冲可以短到几个飞秒2，峰值功率极高，飞秒激光将脉冲能量集中在几个甚至几百个飞秒的极短时间内，因此其峰值功率很高。
从两种物质上激光和透明材料的相互作用来看，脉冲宽带从连续激光到几十皮秒，损伤机制为雪崩电离过程，由于材料中的杂质分布的不均匀使得初始电子密度的变化很大，因此，损伤阀值变化越大，对长脉冲激光损伤阀值定义为可引起损伤为百分之五十。
要说超短脉冲激光的损伤阀值很精确，因此将激光的能量正好控制在等于或者略高的损伤阀值。在损伤阀值越高的部分进行烧灼，也可以进行低于亚微米加工。飞秒激光，几乎可以精密加工所以种类材料，产生超高光强，却有精确且较低的损伤阀值，加工精度极高，可进行亚微米尺寸的精密加工。
而飞秒激光技术对于透明材料的微加工，但是由于它是脆性材料，长脉冲激光在加热产生的热应力使用下会发生破裂，故无法进行加工。而超短脉冲激光产生的热影响区别很小，可进行精加工。
北京大学的一群人字钛蓝宝石上将波长810UM，脉宽为120FS，脉冲重复率为200KHZ的激光进行20倍显微物镜聚焦在玻璃中，通过非线性多光子吸收机制，聚焦区物质结构由玻璃态向结晶态转变。将焦点沿平行方向移动，即可在石英玻璃体内绘制微米折射率变化的线，扫描线横截面中心补位的折射率比未辐照区百分之三。
将强激光束聚集到透明材料内部，可以在焦点附近形成超高温高压等离子体，从而引起体内爆炸。
利用多光子效应制备聚合物的超精细结构是飞秒激光应用的又一特点，有人利用双光子吸收和参杂荧光染料的光聚合树脂制备出齿轮，试管和多面体等很多复杂的微处理器，大小仅为几微米。媒体抱到了利用双光子引发的光聚合制备出机器人等三位可移动微结构，可为亚微米量级。日本大阪大学的一群研究小组的研发人员实用红外飞秒激光，利用双光子反应对一种遇激光凝固的树脂进行加工，雕刻出一个红细胞大小的公牛像。这一种技术将来我们可以运用到制造特别微小的元器件。让这些器件可以在人体的血管中自由活动，然后在进行治疗，该技术还可以用于制造微型处理器，新型小型的计算机存储器。
四、结束语
虽然激光微加工技术效率高，而且成本也低，质量也可靠稳定，也具有一定良好的经济性和实用性。飞秒激光以独特的脉冲持续时间短，峰值功率高等优越性能正在打破以往传统的激光加工方法，开创了一种材料超精细，无损失和3D空间加工处理的新领域。飞秒激动加工技术可以应用到微电子学，光子晶体器件，高信息传输速度的光钎通讯器件，微机械加工，新型三位光存储器，以及细微的医疗器件的制作和细胞生物工程技术等具有广泛的前景。我们可以预见，在以后的生活中激光为制造技术会成为21世纪得到最为发展的一种高新技术。
参考文献
[1] 潘雪涛.飞秒激光微加工质量优化的若干问题研究[D].上海大学，2017.
[2] 宁贵毅.利用飞秒微加工制作光纤传感器及其应用[D].曲阜师范大学，2017.
[3] 申雪飞.激光微加工表面质量改善的工艺实验研究[D].北京工业大学，2012.
[4] 穆诗尧.飞秒激光微加工钽酸锂波导及其特性的研究[D].南京大学，2012.
[5] 王文君.飞秒激光金属加工中的形状及形貌控制研究[D].西安交通大学，2008.
[关键词]激光微加工
中图分类号：TS946 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）32-0097-01
引言
自1960年面世的第一台激光机，对于激光的研究在各个领域的应用出现了高速的发展。其中高精密测量、物质结构分析、信息存储以及通信等方面得到了广泛的应用，激光的高作用性可应用于，加工制造业，随着不同工艺的不断更新和改革，在最近的二十年来，激光制造行业已经参与到很多高层技术领域和产业上面去，并且对传统行业进行了取代或者改变了某些传统的加工行业
为了在21世纪高新技术的产业化，满足微观制造的需要，研究和开发高性能激光源势在必得。激光微加工做为激光加工的一个重要分支，在过去的十年来得到了广泛的关注。其中原因之一就是有更加高效的激光源涌现。比如一些具有高峰值功率和超短脉冲固体激光。还有另外一个原因便是让平台有着更加精确，更加高速。但是源源涌現的工业需求做为更加重要的一个原因。为了让激光微加工技术在更多的领域得到广泛的推广和关注，因加强激光微技术的发展和成熟。
二、激光微加工技术的主要应用
越来越多的电子技术产品朝着便携式，和小型化的方向发展，单位大小的提高和处理速度的提高对微电子的技术需要越来越高。例如一台现代手机里面就拥有差不多每平方1200条互连线，对于如何提高封装芯片水平的关键就在于不同线路之间要保留微型过孔的存在，可以通过这种微型过孔提供了之间的高速连接，并且方便了减小了封装面积
随着近来人们对于手机，数码相机的要求越来越高，便捷式电子产品朝着轻、薄、短小的方向发展，印制线路板一步一步以精密互连技术为主体的积层化，多功能特征。让能够有效的固定各层间的电气连接一级外部器件的固定。过孔这一门技术已经成为了多层PCB的重要组成部分之一。通常在一块PCB的制版费用上，过孔就占据了百分之三十，在越来越精密的设计下，创造者总是希望过孔越来越小。这样就可以给布线空间留下很大的余地，特别是高速电路特别适合过孔小的设计。一般为100UM的转孔为最小的，着已经满足不了需求了。这行一种新的激光微型过孔技术就面世了出来。目前所知的CO2激光器过孔可以得到最小在30UM的小孔或者UV激光加工10UM的小孔
在许多的行业比如设备制造业，汽车制造业，航空制造业等一些微型加工业中都可以用激光技术进行切割，钻孔，雕刻等。例如要加工一台20多微米的喷墨打印机，就可以里i用微压型，打磨抛光等激光表面处理技术来加工。
三、超短脉冲激光在微加工技术的最新进展
CO2和YAG这两种激光就是连续和长脉冲激光。这要表现在聚焦形成高能量密度。从而对局部进行高温来烧灼材料，这一种属于热加工，加工精度有限。准分子激光可以依靠其短波长与材料进行光化学的相互作用，可以达到微米量级。但是准分子激光器需要一种物质具有腐蚀性，难以操控。而且，较强的紫外线激光对加工系统的一些光学原件会造成一定的损坏，所以受到一定的限制。在激光领域的一步一步研究下，激光脉冲的宽度越来越小，从纳秒量到了皮秒甚至是飞秒量。
要说飞秒量脉冲有以下两个特点：1，持续时间短，这一类脉冲可以短到几个飞秒2，峰值功率极高，飞秒激光将脉冲能量集中在几个甚至几百个飞秒的极短时间内，因此其峰值功率很高。
从两种物质上激光和透明材料的相互作用来看，脉冲宽带从连续激光到几十皮秒，损伤机制为雪崩电离过程，由于材料中的杂质分布的不均匀使得初始电子密度的变化很大，因此，损伤阀值变化越大，对长脉冲激光损伤阀值定义为可引起损伤为百分之五十。
要说超短脉冲激光的损伤阀值很精确，因此将激光的能量正好控制在等于或者略高的损伤阀值。在损伤阀值越高的部分进行烧灼，也可以进行低于亚微米加工。飞秒激光，几乎可以精密加工所以种类材料，产生超高光强，却有精确且较低的损伤阀值，加工精度极高，可进行亚微米尺寸的精密加工。
而飞秒激光技术对于透明材料的微加工，但是由于它是脆性材料，长脉冲激光在加热产生的热应力使用下会发生破裂，故无法进行加工。而超短脉冲激光产生的热影响区别很小，可进行精加工。
北京大学的一群人字钛蓝宝石上将波长810UM，脉宽为120FS，脉冲重复率为200KHZ的激光进行20倍显微物镜聚焦在玻璃中，通过非线性多光子吸收机制，聚焦区物质结构由玻璃态向结晶态转变。将焦点沿平行方向移动，即可在石英玻璃体内绘制微米折射率变化的线，扫描线横截面中心补位的折射率比未辐照区百分之三。
将强激光束聚集到透明材料内部，可以在焦点附近形成超高温高压等离子体，从而引起体内爆炸。
利用多光子效应制备聚合物的超精细结构是飞秒激光应用的又一特点，有人利用双光子吸收和参杂荧光染料的光聚合树脂制备出齿轮，试管和多面体等很多复杂的微处理器，大小仅为几微米。媒体抱到了利用双光子引发的光聚合制备出机器人等三位可移动微结构，可为亚微米量级。日本大阪大学的一群研究小组的研发人员实用红外飞秒激光，利用双光子反应对一种遇激光凝固的树脂进行加工，雕刻出一个红细胞大小的公牛像。这一种技术将来我们可以运用到制造特别微小的元器件。让这些器件可以在人体的血管中自由活动，然后在进行治疗，该技术还可以用于制造微型处理器，新型小型的计算机存储器。
四、结束语
虽然激光微加工技术效率高，而且成本也低，质量也可靠稳定，也具有一定良好的经济性和实用性。飞秒激光以独特的脉冲持续时间短，峰值功率高等优越性能正在打破以往传统的激光加工方法，开创了一种材料超精细，无损失和3D空间加工处理的新领域。飞秒激动加工技术可以应用到微电子学，光子晶体器件，高信息传输速度的光钎通讯器件，微机械加工，新型三位光存储器，以及细微的医疗器件的制作和细胞生物工程技术等具有广泛的前景。我们可以预见，在以后的生活中激光为制造技术会成为21世纪得到最为发展的一种高新技术。
参考文献
[1] 潘雪涛.飞秒激光微加工质量优化的若干问题研究[D].上海大学，2017.
[2] 宁贵毅.利用飞秒微加工制作光纤传感器及其应用[D].曲阜师范大学，2017.
[3] 申雪飞.激光微加工表面质量改善的工艺实验研究[D].北京工业大学，2012.
[4] 穆诗尧.飞秒激光微加工钽酸锂波导及其特性的研究[D].南京大学，2012.
[5] 王文君.飞秒激光金属加工中的形状及形貌控制研究[D].西安交通大学，2008.