点透镜聚焦组件，施加给目标，其中在目标上，在激光脉冲接 触加工起始点的位置，施加给目标的总脉冲能量或能量密度，大于启动和传播光声压缩加 工所需的临界能级，但低于启动烧蚀加工所需的阈值临界能级；以及
[0108] 7.当完成期望的加工之后，停止激光脉冲群。
[0109] 如前所述，有可能期望孔具有锥形入口的特殊的孔结构。这通过利用能够烧蚀加 工期望距离的激光能量密度级开始形成钻孔，并且用低于烧蚀加工的临界能级但高于在该 材料中光声加工期望深度的临界能级的激光能量密度级完成钻孔，来实现。这种孔的形成 还可以利用在目标表面上施加可去除的牺牲层。这将允许在牺牲层上形成喷出物堆，使得 随后可以随牺牲层一起去除喷出物堆。这种通过混合烧蚀和光声压缩加工方法所钻出的孔 将通过以下步骤进行，尽管需要利用牺牲层的施加，不过如果利用的话，并非必需首先施加 牺牲层：
[0110] 1.在目标的至少一个表面施加牺牲层；
[0111] 2.使来自激光源的激光能量脉冲通过所选择的分布式焦点透镜聚焦组件；
[0112] 3.调节所述分布式焦点透镜聚焦组件相对于激光源的相对距离和或角度，以便将 激光能量脉冲聚焦成分布式焦点结构，产生主焦点腰部和至少一个次焦点腰部；
[0113] 4.调节主焦点腰部或目标，使主焦点腰部不处于待加工的目标上或目标中；
[0114] 5.调节焦点，使目标表面上的激光能量密度光斑处于所述主焦点腰部之下或之 上；
[0115] 6.调节目标表面上的激光能量密度的光斑，使其直径总是大于目标中将要形成的 细丝的直径；
[0116] 7.保证次焦点腰部的能量密度级别具有足够的强度和数量，确保光声压缩加工通 过目标的期望体积传播；以及
[0117] 8.从激光源将适当波长、适当群脉冲重复率和适当群脉冲能量的至少一个激光脉 冲群，通过所选择的分布式焦点透镜聚焦组件，施加给目标，其中在目标上激光脉冲接触加 工起始点的位置，施加给目标的总脉冲能量或能量密度，大于启动烧蚀加工预定深度所需 的临界能级，之后在被烧蚀钻出的孔的底部处，能量密度级别大于启动和传播细丝和光声 压缩加工的临界能级，然而低于启动烧蚀加工所需的阈值临界能级；以及
[0118] 9.当完成期望的加工之后，停止激光脉冲群和细丝。
[0119] 下表中列出了激光性质，主焦点腰部的位置和最后聚焦透镜布置以及所产生的孔 的性质的多个参数。注意，随着目标材料的种类、其厚度以及期望的孔的尺寸和位置的不 同，其数值范围表现出较大改变。下表中详细表示了可用于在任意多种透明材料中实现均 匀钻孔的各系统的范围。
[0120]
【主权项】
1. 一种使用第一透明基板和第二透明基板制造电机械芯片的方法，该方法包括以下步 骤： 使用光声压缩在所述第一透明基板上加工完整或部分空隙；以及 将所述第一透明基板与所述第二透明基板粘附在一起。
2. -种使用第一透明基板制造电机械芯片的方法，该方法包括以下步骤： 使用光声压缩在所述第一透明基板的第一侧上加工第一空隙； 使用光声压缩在所述第一透明基板的第二侧上加工第二空隙； 在所述第一透明基板的所述第一侧上的所述空隙中施加导电材料；以及 在所述第一透明基板的所述第二侧上的所述空隙中施加导电材料。
3. 如权利要求2所述的使用第一透明基板制造电机械芯片的方法，该方法进一步包括 以下步骤： 所述第一空隙是部分空隙，没有延伸通过所述第一透明基板；和 所述第二空隙是部分空隙，没有延伸通过所述第二透明基板。
4. 如权利要求2所述的使用第一透明基板制造电机械芯片的方法，该方法进一步包括 以下步骤： 所述第一空隙是完整空隙，完全地延伸通过所述第一透明基板； 所述第二空隙是完整空隙，延伸通过所述第二透明基板；并且 所述第一空隙和所述第二空隙是电连通的。
5. -种使用第一透明基板和第二透明基板制造电机械芯片的方法，该方法包括以下步 骤： 使用光声压缩在所述第一透明基板中加工完整或部分空隙； 使用光声压缩在所述第二透明基板中加工完整或部分空隙； 将所述第一透明基板与所述第二透明基板放置为彼此接合，使所述第一透明基板的所 述完整或部分空隙与所述第二透明基板的所述完整或部分空隙连通。
6. -种制造电机械芯片的方法，该方法包括以下步骤： 提供透明材料； 提供包括激光脉冲群的激光束； 提供能够相对于所述透明材料聚焦所述激光束的激光束输送系统，并且使得在所述激 光束与所述透明材料之间能够相对运动； 相对于所述透明材料聚焦所述激光束，以在所述透明材料外部的位置形成束腰，其中， 入射到所述透明材料的表面上的所述激光脉冲被聚焦，使得在所述透明材料内保持足够的 能量密度，以形成穿过其中的连续的激光细丝，而不会导致光击穿； 通过光声压缩绕完全贯穿所述透明材料的截面的所述细丝扩散孔；以及 通过所述透明材料加工安装结构、槽、通道、切片或切口。
7. 如权利要求6所述的制造电机械芯片的方法，其中所述透明材料是硅。
8. 如权利要求6所述的制造电机械芯片的方法，其中所述透明材料是玻璃。
9. 如权利要求6所述的制造电机械芯片的方法，其中所述光声压缩没有从所述芯片去 除任何透明材料。
10. 如权利要求6所述的制造电机械芯片的方法，其中所述脉冲群包括1-50个之间的 脉冲。
11. 如权利要求6所述的制造电机械芯片的方法，该方法进一步包括以下步骤： 在通过所述透明材料的所述安装结构、槽、通道、切片或切口内安装机械装置。
12. -种使用多个透明基板制造电机械芯片的方法，该方法包括以下步骤： 使用光声压缩在所述多个基板的至少一个中加工完整或部分空隙； 将所述多个透明基板按照特定的顺序层叠； 将所述基板粘附在一起。
13. 如权利要求12所述的使用多个透明基板制造电机械芯片的方法，该方法包括以下 步骤： 通过将所述透明基板激光焊接在一起而密封所述芯片。
14. 如权利要求12所述的使用多个透明基板制造电机械芯片的方法，其中所述多个透 明基板包括变化的厚度。
15. 如权利要求12所述的使用多个透明基板制造电机械芯片的方法，其中所述将所述 多个透明基板层叠的步骤包括将至少两个所述透明基板中的所述完整或部分空隙对准。
16. 如权利要求12所述的使用多个透明基板制造电机械芯片的方法，该方法进一步包 括以下步骤： 将气体、液体或固体注入所述多个基板的所述至少一个中的所述完整或部分空隙中的 一个中，然后将所述多个基板密封在一起。
17. 如权利要求16所述的使用多个透明基板制造电机械芯片的方法，其中利用激光器 执行所述密封步骤。
18. 如权利要求16所述的使用多个透明基板制造电机械芯片的方法，其中，使用粘合 剂执行所述密封步骤。
19. 一种使用多个透明基板制造电机械芯片的方法，该方法包括以下步骤： 使用光声压缩在所述多个基板的至少两个中加工完整或部分空隙； 按照特定的顺序将加工后的所述多个透明基板层叠，并且使所述电机械芯片的格式为 选自由电极、布线、电和机械导管、电和机械传感器、晶体管、TTL电路、逻辑电路、电容器、二 极管、齐纳二极管、肖特基二极管、线性和开关电源、包括桥电路的电源电路、化学和生物分 析电路、微流体通道、微流体控件和其他微电子装置组成的组的装置；以及 将所述基板粘附在一起。
20. 如权利要求19所述的使用多个透明基板制造电机械芯片的方法，其中利用激光器 执行所述密封步骤。
【专利摘要】电/机械微芯片以及使用超快激光脉冲群的制造方法。一种使用多个透明基板制造电机械芯片的方法，包括步骤：使用光声压缩在多个基板中的至少一个中加工完整或部分空隙。按照特定的顺序层叠和布置多个透明基板。将透明基板固定和密封在一起。可通过激光焊接或粘合剂来密封芯片。
【IPC分类】B23K26-382, B23K26-53, B23K26-046
【公开号】CN104646837
【申请号】CN201410848774
【发明人】S·A·侯赛尼
【申请人】罗芬-新纳技术公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年11月19日
【公告号】EP2876078A2, US20150140735