大面积 2.5D 结构加工核心是在整块基板上实现深度可控的局部立体微结构成型,整套工艺依托高精度位移平台带动基板匀速移动,飞秒激光按照预设轨迹扫描,在基板光刻胶层内加工固定深度纹路,同一基板上数百组微结构同步完成加工,各组纹路周期、深度、高度偏差维持在较低区间。和全三维加工对比,2.5D 加工无需构建贯穿基材的立体结构,仅在表层微米区间调控高度差,加工耗时更短,批量生产时成本管控更友好;和普通二维光刻对比,可自由控制局部结构高度,实现导光、导流、传感所需的立体微造型。
工艺适配多种基材材质,硅片、光学玻璃、高分子光刻胶板材、薄金属片均可作为加工基板,单块基板加工尺寸可覆盖数十毫米方形区域,加工完成的衍射光栅阵列,光栅周期、沟槽深度均匀,光谱衍射效果稳定,可直接用于光学检测、光谱分析设备配套元件;微针阵列也是大面积 2.5D 结构加工典型产物,基板上规整排布锥形微凸起,高度梯度可控,适配生物透皮检测、微流体取样设备。
微电子与集成电路封装场景中,大面积 2.5D 结构加工用于基板互联微结构制备,在单块基板集成光学导路与电路微槽,实现光电元件一体化集成,缩小器件整体体积,减少不同组件对接产生的信号损耗。MEMS 微型传感器阵列依靠这套工艺批量成型,基板上统一排布传感微结构,同一批次产品传感响应线性表现接近,降低产品校准难度。
整套加工流程对环境条件有标准化要求,设备运行时维持稳定温湿度,搭配过滤压缩空气供给,避免粉尘落在基板表面造成纹路缺陷,加工光源采用黄光灯环境照明,防止光刻胶提前感光失效。企业针对大面积 2.5D 结构加工优化激光扫描程序,搭配高速振镜模块提升扫描速度,基板拼接区域自动校准坐标,保障跨区域阵列结构连续完整,同时提供基板定制加工服务,可按照客户需求调整基板尺寸、微结构深度与周期,适配不同设备的装配规格。
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