[发明专利]一种焊盘预处理领域的微米级金镀层飞秒激光减薄方法

说明书

本发明涉及一种焊盘预处理领域的微米级金镀层飞秒激光减薄方法。该方法为对固定的微米级金镀层工件进行激光辐照处理，利用短脉冲激光高能量、短作用时间的特征，诱导金镀层在作用区域产生库伦爆炸，作用区域金镀层等离子化、气化，实现减薄效果。该方法采用脉冲激光作为能量来源，安全可控，减薄位置可控，残余应力小，减薄形状不受限。本发明适用于需要对表面进行减薄或者局部加工的金镀层材质产品。

技术领域

本发明涉及金镀层减材加工技术领域，具体地说是一种焊盘预处理领域的微米级金镀层飞秒激光减薄方法。

背景技术

多芯片组件(MCM)是一种将多个集成电路芯片在一个基板上电连接的新型封装形式，多芯片组件除了集成电路芯片，也会将表面贴装元器件纳入其中。由于具有性能高、小型化、混合架构的优点，多芯片组件的使用越来越广泛。在军工、医疗等领域，对产品的可靠性有着极高的要求，金属陶瓷类的封装管壳占据主导地位。多芯片组件将芯片与表面贴装元器件的安装纳入为一体，必然涉及到同一基板上不同用途焊盘的不同形态。

元器件表面贴装领域涉及到焊盘金镀层与钎料的冶金反应以及金镀层与金丝的键合过程。为了保证金线键合质量，金镀层的厚度通常需大于5微米。但微米级别厚度的金镀层在表面贴装元器件焊接过程中易与锡基钎料反应形成金属间化合物，脆性的金锡金属间化合物将极大地降低焊点可靠性，尤其是长期服役性能。因此亟需在实现金丝键合的基础上，选择性降低表面贴装元器件焊盘金层的厚度。通常而言，管壳(基板)的厂家普遍具备进行局部镀金的工艺，但是小型化的封装形式使得局部镀金的操作越来越难。艰难的局部镀金操作使得业界向用前去金这一方式靠拢。目前，通常采用塘锡的方法实现金镀层的选择性去除。即在焊盘上预制锡基钎料，使预制钎料与金层反应，再将最终反应物去除，以此达到除金的目的但去除过程较难控制，金镀层的去除体积，去除质量控制精度较低。

飞秒激光具有瞬间高功率的特点，可以直接对焦点处的金镀层实现气化，去除精度较高，去除位置与体积可控。是一种很好的金镀层减薄方法。具有高能量的飞秒激光可以瞬间实现金镀层的等离子化，热量并没有在晶格间传播，真正实现了金属材料的冷加工。而纳秒激光及连续激光的材料去除原理均为热作用，对已加工表明进行了热处理，容易造成已加工表面的氧化，而飞秒加工由于冷加工的效果，已加工表明并不会受热氧化。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种焊盘预处理领域的微米级金镀层飞秒激光减薄方法。该方法是一种采用可控的高功率激光辐照的方法，实现金镀层工件的局部减薄。

本发明解决其技术问题，所采用的技术方案是：

一种焊盘预处理领域的微米级金镀层飞秒激光减薄方法，包括抽气，固定，调节激光参数，绘制扫描路径，调整加工工艺规程。

具体步骤为：

步骤1，放置金镀层工件在工作台上，加工部位正对激光来源方向；

步骤2，根据需要去除的部位与体积绘制加工路径，制定工艺规程和加工起点；

步骤3，根据工艺规程完成相关激光参数的设置；

步骤4，调节激光焦点位置到加工起点位置，开始加工。

本发明中的激光是指飞秒脉宽级别的红外激光。

本发明中的步骤1中，激光工作台与步骤3中的真空泵相连，实现工件的真空固定吸附。

本发明中的步骤2中，加工路径，需要根据加工部位和形状进行绘制。

本发明中的步骤3中，激光参数包含脉宽、频率和功率。

本发明中的步骤3中，加工工艺规程包含离焦量、扫描速度、重复扫描次数和进给深度。