PMMA微通道

激光直写高深宽比

CO₂激光多通道扫描利用孵化效应降低烧蚀阈值，在PMMA上加工出可控深宽比的微通道。

Li, Xiao · Rujun, Tang · Ding, Li · 李峰平 · Chen, Leiqing · 朱德华 · 冯光 · 张昆鹏 · 韩冰

Polymers 2024

参数信息

仿真误差

0.44%~5.9%

技术优势

轮廓可以预测

通过优化仿真模型解决通道宽度大于光斑直径的问题，实验与仿真误差在 0.44% 到 5.9% 之间。

阈值能耗更低

单次扫描中更高的激光能量密度导致更低的烧蚀阈值，因此可以用较少的能量启动材料去除。

多次扫描造深槽

通道深度、宽度、深宽比、体积烧蚀率和质量烧蚀率都随激光扫描速度降低和扫描次数增加而增大，因此多遍扫描是高深宽比微通道的可行路径。

机理已经明确

PMMA 烧蚀主要由热分解反应和熔融聚合物飞溅造成，烧蚀表面可分为烧蚀区、孵化区和原始区，这种分区认识有助于工艺控制。

应用场景

• 微流控芯片：直接加工出微流控芯片的通道结构，无需模具或洁净室。
• 微纳加工：用 CO₂ 激光快速开出高深宽比微结构，成本低且速度快。
• 芯片实验室：为芯片实验室提供可预测轮廓的流道，便于集成反应与检测。
• 生化传感：加工的微通道可作为生化传感的流体通路，形状可控利于重复性。
• 3D打印微结构：激光加工与 3D 打印互补，可在 PMMA 上制作微结构。