[發明專利]一種激光沖擊輔助微機電器件拆卸的方法

無效

• 申請號: 201210064339.9
• 申請日: 2012-03-13
• 公開（公告）號: CN102528379A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 魯金忠;鐘金杉;羅開玉;張磊;王慶偉;戴峰澤;齊晗;羅密
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B23P11/00
• 分類號: B23P11/00;B81C1/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及一種微機電器件的拆卸方法，特指一種利用激光沖擊產生的等離子體的膨脹及沖擊波的力學效應來實現已配合微機電器件間的分離，適用于微機電器件的拆卸和分離。

背景技術

微機電系統具有微型化、多樣化、微電子化的特點，具有傳統機電系統無法比擬的優點，按外形尺寸大小劃分，微機電系統可分為：1-10mm的微小機械、1μm-1mm的微機械以及1nm-1μm的納米機械；在當前微機電系統所能達到的尺度下，宏觀物理世界的基本規律仍然在起作用，但隨著器件或結構的不斷縮小，集成度越來越高，宏觀方面可以忽略的干擾因素如加工缺陷、摩擦的作用將越來越明顯；微機電系統的拆卸有其特殊之處，隨著三維尺寸的減小，操作對象變得更輕、更富有彈性、更容易損壞，結構剛度也相應降低；同時芯片類器件具有尺寸微小、重量輕、易劃傷的特點，因此在傳統的操作過程中要保證對作業工具的作用力的控制來控制作業工具與器件的接觸力。

激光誘導的沖擊波是利用激光誘導的高幅沖擊波產生的高功率密(GW/cm²級)、短脈沖(幾十ns)的強激光照射到靶材表面與表面的涂層材料相互作用使靶材表面部分涂層氣化、電離形成等離子體，等離子體在約束層和靶材之間的狹小區域內爆炸產生沖擊波，激光沖擊波具有超快、高壓和高能等鮮明的特點；目前，激光沖擊強化技術、激光沖擊成形等技術都是利用激光誘導的沖擊波進行的各種工程技術應用；利用激光沖擊輔助拆卸可實現非接觸力的拆卸過程，而且可以通過調節脈沖激光的工藝參數，如脈沖能量、光斑大小、脈沖次數等來調節沖擊力的大小。

發明內容

本發明針對微機電器件拆卸過程中存在的傳統操作過程容易對器件造成劃傷損壞以及微納尺度下難拆卸的問題，提出了一種激光沖擊波輔助微機電器件拆卸的方法。

為了實現以上目的，本發明采取的激光沖擊輔助微機電器件的拆卸方法，包括以下步驟：?

(1)?首先用酒精或丙酮清洗微機電器件表面；

(2)?把吸收層預涂到微機電器件表面，所述吸收層厚度為0.1-0.15?mm；

(3)?利用吸收層的粘性把微機電系統粘附到金屬玻璃表面，吸收層的粘接強度大于激光沖擊微機電器件背面產生的壓力，使未被激光沖擊的微機電器件不會從玻璃表面脫落；金屬玻璃作為承載微機電器件的載體及激光沖擊的約束層，應具有足夠的強度不至被激光沖擊波產生的瞬時高壓沖破；

(4)?將載有微機電系統的金屬玻璃定位于回收箱頂端，并且采用固定夾具將微機電器件與金屬玻璃固定，使得激光沖擊過程中微機電器件部分與金屬玻璃不分離；

(5)?將激光束對準需要拆卸的微機電器件的背面，發射高能短脈沖激光沖擊涂有吸收層的的微機電器件背面，在沖擊過程中可采用單束或者多束激光同時沖擊要拆除的微機電器件背面，使得沖擊區域小于要拆除的微機電器件背面的面積；

(6)?利用激光沖擊波產生的高壓將需拆裝的微機電器件噴射到回收箱中，把沖擊卸下的微機電器件置于丙酮中浸泡，然后用超聲清洗除去微機電器件表面的吸收層。

所述的一種激光沖擊輔助微機電器件拆卸的方法，其特征在于：所述金屬玻璃為(Gd-Tb)-Co-Al多元合金合成的塊體非晶；金屬玻璃的厚度應使得玻璃能承受不小于500MPa的壓力。

所述的一種激光沖擊輔助微機電器件拆卸的方法，其特征在于：吸收層的制備方法如下：將作為粘結劑的聚乙烯醇、直徑為4~6微米的碳粉、醋酸乙酯、聚乙烯醇照質量比6:2:1:1的比例置于容器中，將涂料攪拌調勻，然后采用質量百分濃度為30%的氫氧化鈉溶液調節涂層涂料的PH值為7，即可得到吸收層；由于粘結劑含量大具有高粘性，可以牢固的使微機電系統附著在金屬玻璃表面；吸收層在激光照射過程中全部汽化，不會殘留在微機電器件表面，微機電器件表面清潔無污染；涂料的酸堿性呈中性，不會由于其偏酸(堿)性對微部件表面產生腐蝕損傷；自干稀料采用醋酸乙酯，不含苯基化合物，無毒無副作用。

所述的一種激光沖擊輔助微機電器件拆卸的方法，其特征在于：進行拆卸的微機電器件形狀有如下要求：沿激光束輻射方向微機電器件的尺寸不可呈減小趨勢，能夠確保微機電器件可以沿激光束方向順利拆除。

所述的一種激光沖擊輔助微機電器件拆卸的方法，其特征在于：所述的激光脈寬為10-20?ns，激光沖擊時間為60-120?ns；能量為1-12焦耳。

本發明原理的創新在于利用激光沖擊波即作為拆卸微機電器件的力源，使得微機電器件從激光輻射方向彈射到事先準備好的回收箱中；由于是涂在微機電器件背面的吸收層吸收激光能量，確保了微機電器件的無損性。