激光改性硅酸盐玻璃表面局域制备金属铜层

侯田江，艾 骏， 刘建国， 曾晓雁

(华中科技大学 武汉光电国家实验室 激光与太赫兹技术功能实验室， 武汉 430074)

引 言

普通硅酸盐玻璃是一种具有良好电绝缘性、化学稳定性、形稳性、各向同性的无机非金属、非晶材料，并在可见光波段有高的光学透明性，且与硅具有相似的热膨胀系数，因此，在电子、电气和微电子等领域，如显示屏、传感器、微型全分析系统和芯片实验室[1-3]等，都有可能作为一种基板材料来代替传统的有机基板，在更加复杂的环境中加以应用。

但由于玻璃自身的一些特殊性能，如高脆性、可见光透明性、表面高平整和化学惰性等，使之在玻璃表面或内部进行局域化制作性能优良的金属线路和微通道时具有相当多的实际困难。如传统的溅射-蚀刻技术，在玻璃表面制作的金属线路通常与玻璃之间的结合强度不高；丝网印刷技术和微笔直写技术通常是先在玻璃表面丝网印刷或直写出线路图形，然后再进行高温或低温烧结而得到导电线路，高温烧结容易使玻璃变形，低温烧结将使导电性降低和结合强度不高[4]。近年来，德国的乐普科公司开发出了一种将激光刻蚀和化学镀技术相结合，在塑料样品表面制作金属线路的激光直接成型(laser direct structuring，LDS)技术[5]，但这种技术只能适用于在注塑时内部添加特定成分的改性高分子材料(俗称LDS料)[6]，对于玻璃、陶瓷和普通塑料等均无法实现表面或内部金属线路的制作。

为了实现玻璃表面的金属线路图形的制作，就需要对玻璃进行表面改性处理，从而改变玻璃表面的微结构及化学环境。……