一种激光诱导化学蚀刻工艺及其装置的制作方法

技术特征：
1.一种激光诱导化学蚀刻工艺，其特征在于：其步骤如下：步骤一：将待处理的样品放在激光加工装置上，然后调整激光参数，对样品内部进行选择性的加工，激光加工后的区域会形成一个改性的区域，样品固定在夹具平台(11)上，对于二维平面的图形加工，选用贝塞尔聚焦头组件(9)加工，进行一次性的贯穿式加工，对于三维平面的加工，选用强聚焦头组件(8)进行加工，对于所需形状的加工先从形状的底部开始，逐层往上扫描，进行三维改性雕刻；步骤二：样品装入蚀刻夹具(16)内，选择对样品本体材料的溶解度低且对激光加工后区域溶解度高的蚀刻液，将蚀刻液倒入化学蚀刻装置内，且蚀刻液的高度没过样品，调节超声波振子(14)的功率和频率，并设定加热线圈(15)的加热温度，通过超声波振子(14)震动保证蚀刻液的均匀性，同时由于超声的空化作用，将进一步提升化学蚀刻的速率，步骤一中激光加工后形成一个改性的区域，此区域相对于未加工的区域，对于蚀刻液会显示出明显的溶解度的差别，利用这个特性，从而得到最终需要的微小结构。2.根据权利要求1所述的一种激光诱导化学蚀刻工艺，其特征在于，所述蚀刻液的选择优先但不限于氢氧化钾和氢氟酸。3.一种激光诱导化学蚀刻装置，其特征在于，该装置用于处理如权利要求1步骤一所述的激光改性操作，其包括有机架(1)，所述机架(1)上方从前往后依次设置有偏转光路(2)和激光器(3)，所述机架(1)上端后侧固定连接有支架(4)，所述支架(4)上端固定连接有x轴直线模组(5)，所述x轴直线模组(5)前端安装有可沿x轴方向移动的z轴直线模组(6)，所述z轴直线模组(6)前端安装有可沿z轴移动的安装板(7)，所述安装板(7)前端从左往右依次安装有强聚焦头组件(8)和贝塞尔聚焦头组件(9)，所述机架(1)上端中部安装有十字直线模组(10)，所述十字直线模组(10)上端安装有用于固定加工样品的夹具平台(11)，所述强聚焦头组件(8)包括第一反射镜(81)，所述第一反射镜(81)后端依次安装有第二反射镜(82)、第一扩束镜(83)、z-shifte(84)、微扫描振镜(85)和第一物镜(86)，所述贝塞尔聚焦头组件(9)包括第三反射镜(91)，所述第三反射镜(91)后端依次第四反射镜(92)、第二扩束镜(93)、第五反射镜(94)、λ/4波片(95)、可变光阑(96)、光束整型装置(97)、锥棱镜(98)和第二物镜(99)，所述偏转光路(2)用于将激光器(3)产生的激光脉冲引导至强聚焦头组件(8)或贝塞尔聚焦头组件(9)。4.一种激光诱导化学蚀刻装置，其特征在于，该装置用于处理如权利要求1步骤二所述的化学蚀刻操作，其包括有蚀刻外箱(12)，所述蚀刻外箱(12)内上侧安装有蚀刻内箱(13)，所述蚀刻外箱(12)内底部上端固定连接有等距分布且与所述蚀刻内箱(13)下端贴合的超声波振子(14)，所述蚀刻内箱(13)夹层内设置有加热线圈(15)，所述蚀刻内箱(13)内放置有蚀刻夹具(16)。5.根据权利要求3所述的一种激光诱导化学蚀刻装置，其特征在于，所述夹具平台(11)采用夹持式或真空吸附式。6.根据权利要求3所述的一种激光诱导化学蚀刻装置，其特征在于，所述激光器(3)为脉冲宽度在ns以下，包含ns的超快激光光源，不限波长范围、偏振状态、工作频率及脉冲能量，所述激光器(3)的脉冲触发方式可以是单脉冲或是多脉冲连续触发。7.根据权利要求3所述的一种激光诱导化学蚀刻装置，其特征在于，所述光束整型装置(97)为衍射光学元件或空间光调制器。
8.根据权利要求4所述的一种激光诱导化学蚀刻装置，其特征在于，所述蚀刻夹具(16)包括支撑脚(161)，所述支撑脚(161)和另一支撑脚(161)上端固定连接有底座(162)，所述底座(162)上端固定连接有左右对称分布的竖向支撑块(163)，所述竖向支撑块(163)和另一竖向支撑块(163)外下侧固定连接有导向块(164)，所述竖向支撑块(163)和另一竖向支撑块(163)外上侧设置有可沿竖向移动的盖板(165)，所述底座(162)上端开设有等距分布的限位卡口(166)，所述导向块(164)上开设有与所述限位卡口(166)相对应的导向卡口(167)。9.根据权利要求4所述的一种激光诱导化学蚀刻装置，其特征在于，所述蚀刻夹具(16)的材质为ptfe。

技术总结
本发明公开了一种激光诱导化学蚀刻工艺及其装置，该激光诱导化学蚀刻工艺及其装置旨在解决现有技术下制程复杂、造价昂贵和加工密集孔时热效应明显，并且加工效率慢的技术问题。该处理工艺其步骤如下：步骤一：对样品内部进行选择性的加工，激光加工后的区域会形成一个改性的区域；步骤二：激光加工后形成一个改性的区域，此区域相对于未加工的区域，对于蚀刻液会显示出明显的溶解度的差别。该激光诱导化学蚀刻工艺及其装置，激光加工后的区域会形成一个改性的区域，将激光加工后的产品放在酸性或碱性溶液中进行选择性化学蚀刻，从而得到最终需要的微小结构，拥有贝塞尔聚焦或强聚焦两种聚焦方式，制程简单，可以防止样品在蚀刻的过程中浮起。的过程中浮起。的过程中浮起。


技术研发人员：褚渊 谢万活 周立 汤晓晨
受保护的技术使用者：苏州运达恒兴科技有限公司
技术研发日：2022.07.26
技术公布日：2022/10/11