选取几种典型的 PCD、PCBN 复合片, 采用QCW光纤激光对其进行了多次切割工艺试验。运用三坐标测量仪、三维显微镜对激光切割加工后复合片的表面粗糙度、加工质量等进行测量。结果表明, 经QCW光纤激光切割后的复合片, 切割缝宽均在0.18～0.2 mm左右, 崩边尺寸和热影响区域在0.1 mm左右, 切割截面粗糙度为Ra 30～50 μm。从切割效率上来看, 对于1.6 mm复合片, QCW光纤激光切割PCD效率可达12～15 mm/s, PCBN可达8～10 mm/s, 而市面上的YAG激光切割效率普遍为1～2 mm/s, 即在切割质量相同的情况下, QCW光纤激光切割效率是YAG激光的6倍, 但QCW光纤激光切割设备价格只比YAG激光设备略贵。因此, 采用QCW光纤激光切割PCD和PCBN复合片具有显著的优势。

介绍了激光氧化铝陶瓷基板划片的基本原理，由三维固体中的热传导微分公式描述激光与材料的热过程，对激光加工的氧化铝陶瓷基板表面的损伤阈值进行了计算分析。利用相干公司400 W 的E400 射频CO2激光器、IPG 公司YLR-150/1500-QCW-AC 150 W 准连续型光纤激光器搭建了激光加工平台，对1 mm 厚度内的96%氧化铝陶瓷基板进行了切割和划片加工实验。实验中，通过在陶瓷基板表面涂抹吸收剂，利用氮气作为辅助气体，解决了光纤激光器在连续波模式下加工时由于氧化铝陶瓷高反特性出现的切割和划片断点问题。实验表明，当光纤激光器工作在准连续波模式时，实现了无需对陶瓷表面进行涂吸收剂处理，直接用空气作为辅助气体对1 mm 厚度内96%氧化铝陶瓷基板的切割和划片。

采用波长为1070 nm 的光纤激光对蓝宝石基片进行切割加工。研究了蓝宝石基片切割过程中，蓝宝石基片下表面产生粉末物质和崩边的原因，并分析了激光加工工艺参数(激光能量密度、切割速度、重复频率、辅助气体压力)与蓝宝石基片上下表面崩边尺寸的关系。研究结果表明：光纤激光与蓝宝石之间的相互作用主要是光热作用，蓝宝石材料吸收激光能量后发生熔化、气化现象。同时，伴随辅助气体N2 被击穿后产生的等离子体对激光的吸收，在蓝宝石内部出现了钥匙孔现象，钥匙孔的长度对切割质量有较大的影响。综合考虑激光切割蓝宝石基片工艺参数以及辅助气体压力等因素，激光能量密度为5.7 ×103 J/cm2 、切割速度为6 mm/s、重复频率为1.8 kHz、N2 压力为0.9 MPa时，获得了厚度为0.31 mm 的蓝宝石基片，上表面崩边为3 mm，下表面崩边为8 mm。

基于激光的直写技术具有加工周期短、使用灵活、无需掩模、环境要求低等诸多优点,其在微电子等领域应用广泛。本文引入了一种新的激光直写技术—激光微熔覆技术,介绍了该技术的工艺过程及特点,并在此基础上集成制造了激光微熔覆设备。通过激光与物质的相互作用原理,理论分析了激光微熔覆电子浆料的成型机理。最后,举例说明该技术在微电子、光电子以及传感器领域的应用,并对该技术的发展趋势进行了初步预测,认为该技术在混合集成电路基板的加工、微型传感器和加热器的制造、平面无源电子器件和分立无源电子器件的研制以及生物芯片、电子封装等领域有好的发展前景。

以纳米氧化锡(SnO₂)粉末为原料,有机溶剂为载体,配置了SnO₂浆料,通过激光微熔覆技术在氧化铝基板上制备了SnO₂气敏膜。采用X射线衍射(XRD)和场发射扫描式电子显微镜(FE-SEM)分析研究了激光功率对SnO₂气敏膜微观结构和气敏特性的影响规律。实验表明,随着激光功率的升高,纳米SnO₂的晶粒逐渐长大,气敏膜对乙醇气体的灵敏度逐渐降低;激光微熔覆制备的气敏膜对体积分数为2×10-3乙醇气体的灵敏度最高达到8.6,与传统丝网印刷工艺制备的气敏膜性能相当。

采用激光烧结厚膜电子浆料技术，在三氧化二铝陶瓷基板上制备厚膜正温度系数(PTC)热敏电阻。研究了激光工艺参数以及后续热处理温度对PTC热敏电阻线宽、形貌和性能的影响规律。激光烧结制得的厚膜PTC热敏电阻最小线宽为40 μm，电阻温度系数(TCR)可达2965×10-6/℃，其性能与传统的炉中烧结相当。 激光功率密度和后续热处理温度对PTC热敏电阻方阻和电阻温度系数影响较大，并都存在一个最佳值。

采用激光微熔覆方法制备了空芯薄膜电感,着重研究了激光功率密度对电感线宽影响,以及薄膜电感的结构参数变化对电感电性能影响。结果表明,线宽随激光功率密度增大而增大;电感量随着圈数增多、中心线间距增大、线宽变大而增大。通过优化激光工艺和结构参数,制备了面积5 mm×5 mm和9 mm×9 mm,线宽100 μm和120 μm,线中心间距250 μm和500 μm,圈数8和16,厚度1 μm的空芯回字型电感,在测试频率100 kHz～1 MHz条件下,电感量为240 nH±3 nH～1.2 μH±3 nH,单位面积电感量可达14.81 nH/mm2。通过实验证明,采用激光微熔覆法制备的微电感,在同样形状和面积下,可提高电感量。

为了进一步提高激光柔性布线的效率,本文根据微细笔直写和激光微细熔覆的特点和原理,设计并制造了相关设备,自主开发了激光直写柔性布线软件.应用表明,该设备大大提高了柔性布线的效率.

激光微加工技术以非接触加工方式,高效率、无污染、高精度、热影响区小的优点在微电子集成电路制造中得到了广泛应用.介绍了在集成电路制造封装中采用的激光微调、激光打孔、激光清洗、激光柔性布线和激光微焊技术.