隨著制造工藝的飛速發(fā)展，微型化器件的復雜性與日俱增。在微電子、醫(yī)療和光子學等前沿行業(yè)，微型器件多采用不同材料的多層堆疊結構，以實現(xiàn)日益復雜的多功能需求。

特別是在醫(yī)療健康領域，連續(xù)血糖監(jiān)測 (CGM) 系統(tǒng)的的應用為糖尿病患者帶來了突破性進展。它能實時提供血糖數(shù)據，顯著提升患者管理自身血糖水平的效率和效果。然而，CGM傳感器的制造工藝極其復雜且要求嚴苛。由于傳感器需長期植入人體皮下并接觸體液，其生物相容性、微納級精度和長期耐久性至關重要。以CGM關鍵部件鉑銥合金針狀傳感器的加工為例：需要在微米尺度上，通過精密的減材加工工藝，精準刻蝕掉特定區(qū)域的PI（聚酰亞胺）涂層，僅保留必要的電極區(qū)域。

PART 01

為什么要去除PI涂層？

這根截面直徑只有0.19mm的CGM測針傳感器底層是鉑銥合金(Pt/Ir)，因其極高的惰性、生物相容性、優(yōu)異的耐腐蝕性、更低的阻抗以及更高的電荷轉移能力，成為此類精密醫(yī)療植入物的理想選擇。表面是聚酰亞胺（PI）涂層，具有極低的漏電和優(yōu)異的介電性能，被廣泛用作鉑銥合金電極的保護層和絕緣層。

為了使測針能夠準確感知血糖信號并與組織間液進行高效的電化學反應，特定區(qū)域的鉑銥合金必須被精確地暴露出來，形成清晰的導電通路和傳感界面。因此，選擇性地、精準地去除PI涂層，同時完好無損地保留下方鉑銥合金的功能特性，是保障CGM測針核心功能的關鍵，也是其制造過程中的核心挑戰(zhàn)之一。

PART 02

飛秒激光會損傷鉑銥合金表面嗎？

面對傳統(tǒng)技術的潛在局限，單色科技飛秒激光定深刻蝕技術以其工藝優(yōu)勢和優(yōu)質的加工效果，為“涂層去除”這類微納加工需求，特別是在復雜曲面器件的制造中，帶來了革命性的突破�？梢暈閷ΜF(xiàn)有工藝的有力補充或更優(yōu)選擇。

單色科技案例：刻蝕深度0.05mm，精度±1μm

1、精準定深刻蝕，保護底層材料，實現(xiàn)高質量表面

飛秒激光精密刻蝕設備以超短脈沖能量（飛秒級）進行材料去除，能量在材料表面瞬間被吸收并氣化，幾乎不產生熱量向周圍（尤其是下方的鉑銥合金基底）擴散。飛秒激光定深刻蝕技術，能夠以極高的精度控制刻蝕深度（精度≤±1μm，最小刻蝕深度≤0.1μm），確保PI涂層被精確去除至預定深度，而下方的鉑銥合金表面幾乎不受任何損傷。且兼容金屬、非金屬及復合材料，適配材料范圍廣。

得益于超精細光斑和控制系統(tǒng)，加工后的鉑銥合金表面能夠達到納米級的粗糙度（Ra < 0.2μm）。超光滑的表面對于CGM測針這類需要與生物組織良好接觸、減小摩擦并確保電化學信號傳輸穩(wěn)定的醫(yī)療植入物至關重要。

2、攻克曲面“拼縫”難題，實現(xiàn)高一致性

在較大曲面上進行圖案化加工并實現(xiàn)高質量表面，是傳統(tǒng)工藝難以企及的，分割加工的方式極易產生“拼縫”并留下金屬殘留，導致電路連通或功能失效。飛秒激光精密刻蝕設備支持大尺寸加工范圍，拼接精度≤±1μm，實現(xiàn)曲面、復雜面無縫拼接或將拼縫影響降至最低，確保微結構的功能完整性和電氣性能。

PART 03

傳統(tǒng)工藝對比

涂層去除技術，如化學剝離、熱剝離、等離子刻蝕，在應用于高精度、高價值的器件時，往往面臨難以逾越的障礙：

· 化學剝離：難以實現(xiàn)微米級的精確控制，化學溶劑可能腐蝕或改變底層材料表面特性，且殘留物處理復雜。

· 熱剝離/傳統(tǒng)激光燒蝕：產生顯著的熱影響區(qū)，容易導致熔融殘留、邊緣碳化，熱損傷嚴重。

· 等離子刻蝕：工藝復雜且設備昂貴，后期維護難度大，更適合大規(guī)模制造。

PART 04

結語

飛秒激光刻蝕技術憑借其卓越的加工性能與廣闊的應用潛力，不僅為未來植入式醫(yī)療器械的革新與突破提供了堅實的技術支撐，更將有力推動“極端制造”在微型化、高精尖器件制造領域的發(fā)展。

轉自：單色科技

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