激光改性硅酸盐玻璃表面局域制备金属铜层

来源：激光技术杂志2018年第2期北京时间：

作者：侯田江, 艾骏, 刘建国, 曾晓雁

摘要：为了实现普通硅酸盐玻璃表面的金属化，利用波长为355nm的脉冲紫外激光刻蚀粗化活化，并结合化学镀，在其表面局域制备出了导电金属铜层。研究了激光加工参量对玻璃表面微观形貌、粗糙度、刻蚀深度的影响规律，并在玻璃表面成功引入了钯元素。结果表明，当第1次紫外激光扫描速率为200mm/s、脉冲频率为100kHz、能量密度为27J/cm2~37J/cm2和填充间距在10μm左右时，玻璃表面可以获得的刻蚀深度在25μm~35μm之间，刻蚀区域的粗糙度Ra在6μm~7μm之间，此时玻璃不会开裂；而第2次激光的能量密度在9J/cm2~11J/cm2之间时（其余参量不变），钯元素的引入实现了化学镀铜，此时铜层和玻璃之间的平均结合强度可以达到10MPa以上，铜层的体积电阻率可以达到10-6Ω·cm数量级。这是一种具有局域选择性、无需掩模、低成本、高结合强度和良好导电性的玻璃表面金属化工艺。

关键词：激光技术, 表面改性, 脉冲紫外激光刻蚀, 硅酸盐玻璃