Селективная абляция полимеров

Полимеры широко используются в различных областях, начиная от производства необходимых домашних средств и заканчивая производством высокочувствительных медицинских устройств и MEMS. Формовка и вытягивание полимеров являются наиболее распространенными процессами производства различных компонентов и деталей. Микродетали изготавливаются с помощью различных процессов травления. Например, литография требует использования масок и приемлема в случаях массового производства. Для производства полимеров обычно используются эксимерные лазеры. Их использование также затронуто в производстве масок. Из-за специфических особенностей эксимерных лазеров появилась тенденция их замены на твердотельные лазеры, которые предоставляют методу больше гибкости, что особенно важно на стадиях разработки микроустройств.

При микрообработке полимеров длина волны лазерного излучения является важным параметром. Особое внимание должно уделяться минимизации термического воздействия и повреждению устройств, производимых для биомедицинских применений. УФ излучение способно напрямую влиять на химические связи без значительной передачи тепла окружающему материалу. Короткие лазерные импульсы высокой энергии способствуют быстрому испарению материала, предотвращая его нагрев. Современные применения лазерной микрообработки привели к созданию пикосекундных УФ лазеров.

Длительность импульса таких лазеров сравнима со временем релаксации пары электрон-фотон и достаточно коротка для «холодной» абляции. Простота и эффективность метода преобразования УФ излучения предлагает экономически выгодный источник для фотохимической абляции полимеров. Абляция органических материалов, таких как полимеры, значительно отличается от абляции металлов и других неорганических материалов. Выпаривание и плавление являются основными методами удаления материала неорганических веществ. Большинство же полимеров обычно разлагаются на составные части до испарения. Длинные цепочки молекул распадаются на фрагменты до того, как они успевают быть удалены с поверхности материала. Некоторые фрагменты улетучиваются. Скорость абляции сильно зависит от количества нарушенных связей в полимерной цепи. Взрывной объем является силой для выталкивания материала.

Оборудование для производства микроэлектроники и лазерной абляции:

Компоненты для построения систем для лазерной микрообработки: