一种用于聚合物材料的激光刻蚀添加剂及激光刻蚀方法

本发明属于刻蚀，具体涉及一种用于聚合物材料的激光刻蚀添加剂及激光刻蚀方法。

背景技术：

1、聚合物材料是一类高分子化合物，由许多相同的简单结构单元通过共价键重复连接而成。聚乙烯醇等聚合物以其优异的柔性、可降解性和生物相容性而广泛应用于生物医疗、环境监测等领域。

2、激光刻蚀技术是一种高精度加工技术，通过利用激光束直接将图形或文字等信息写入材料表面。该技术被广泛应用于微加工和微结构制备领域，包括微电子器件制造、光学元件加工以及生物医学器件制备等。其工作原理是激光器产生高能激光束，通过光学系统聚焦后精确照射到材料表面，使得材料在激光束照射位置发生化学或物理性质的变化，实现对材料表面的刻蚀、烧结、热处理等加工。

3、然而，对于低吸光度的聚合物材料而言，由于其对光子的吸收率较低，导致激光能量的利用效率下降，从而在激光刻蚀过程中，难以实现精准的刻蚀定位，限制了激光对聚合物材料的高精度加工。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种用于聚合物材料的激光刻蚀添加剂及激光刻蚀方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

2、本发明的第一方面提供了一种用于聚合物材料的激光刻蚀添加剂，包括以下质量分数的成分：

3、合成色素，1wt％～99wt％；

4、助剂，0wt％～30wt％；

5、溶剂，1wt％～99wt％。

6、在一个具体的实施例中，所述合成色素包括：偶氮类色素、蒽醌类色素、杂环类色素中的一种或多种。

7、在一个具体的实施例中，所述合成色素的颜色包括：红色、绿色、蓝色中的一种或多种。

8、在一个具体的实施例中，所述助剂包括：增塑剂、填料、润滑剂、硅烷偶联剂中的一种或多种。

9、在一个具体的实施例中，所述溶剂包括水或有机溶剂。

10、本发明的第二方面提供了一种用于聚合物材料的激光刻蚀方法，采用本发明第一方面提供的激光刻蚀添加剂，包括以下步骤：

11、s1：混合所述激光刻蚀添加剂与聚合物，得到待刻蚀体系；

12、s2：根据预设参数对所述待刻蚀体系进行激光刻蚀。

13、在一个具体的实施例中，所述聚合物包括：聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚氯乙烯、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、聚苯乙烯、聚砜、透明尼龙、无定形共聚酯、环烯烃共聚物、聚乙烯、离聚物树脂、氟化乙烯丙烯、苯乙烯甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯丙烯腈树脂、abs塑料中的一种或多种。

14、在一个具体的实施例中，在200～1000nm波长处，所述待刻蚀体系的吸光度比所述聚合物的吸光度大0.0001～10。

15、在一个具体的实施例中，所述激光刻蚀的激光介质包括气体介质或固体介质。

16、在一个具体的实施例中，所述预设参数包括：波长为200～2000nm，频率为10khz～50ghz，扫描速度为0.01～30000mm/s，重复次数为1～100000次，激光功率为0.01～10w。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果：

18、本发明的激光刻蚀添加剂通过合成色素提高聚合物材料的吸光度，使得聚合物材料的光子的吸收率增加，从而在激光刻蚀过程中，提高激光能量的利用效率，实现激光对低吸光度聚合物材料的高精度加工。

技术特征：

1.一种用于聚合物材料的激光刻蚀添加剂，其特征在于，包括以下质量分数的成分：

2.根据权利要求1所述的一种用于聚合物材料的激光刻蚀添加剂，其特征在于，所述合成色素包括：偶氮类色素、蒽醌类色素、杂环类色素中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种用于聚合物材料的激光刻蚀添加剂，其特征在于，所述合成色素的颜色包括：红色、绿色、蓝色中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种用于聚合物材料的激光刻蚀添加剂，其特征在于，所述助剂包括：增塑剂、填料、润滑剂、硅烷偶联剂中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种用于聚合物材料的激光刻蚀添加剂，其特征在于，所述溶剂包括水或有机溶剂。

6.一种用于聚合物材料的激光刻蚀方法，其特征在于采用权利要求1～5任一项所述的激光刻蚀添加剂，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种用于聚合物材料的激光刻蚀方法，其特征在于，所述聚合物包括：聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚氯乙烯、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、聚苯乙烯、聚砜、透明尼龙、无定形共聚酯、环烯烃共聚物、聚乙烯、离聚物树脂、氟化乙烯丙烯、苯乙烯甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯丙烯腈树脂、abs塑料中的一种或多种。

8.根据权利要求6所述的一种用于聚合物材料的激光刻蚀方法，其特征在于，在200～1000nm波长处，所述待刻蚀体系的吸光度比所述聚合物的吸光度大0.0001～10。

9.根据权利要求6所述的一种用于聚合物材料的激光刻蚀方法，其特征在于，所述激光刻蚀的激光介质包括气体介质或固体介质。

10.根据权利要求6所述的一种用于聚合物材料的激光刻蚀方法，其特征在于，所述预设参数包括：波长为200～2000nm，频率为10khz～50ghz，扫描速度为0.01～30000mm/s，重复次数为1～100000次，激光功率为0.01～10w。

技术总结
本发明涉及一种用于聚合物材料的激光刻蚀添加剂及激光刻蚀方法，激光刻蚀添加剂，包括以下质量分数的成分：合成色素，1wt％～99wt％；助剂，0wt％～30wt％；溶剂，1wt％～99wt％。本发明的激光刻蚀添加剂通过合成色素提高聚合物材料的吸光度，使得聚合物材料的光子的吸收率增加，从而在激光刻蚀过程中，提高激光能量的利用效率，实现激光对低吸光度聚合物材料的高精度加工。

技术研发人员：杨如森,李佳璇,胡文,王皓宇,周帅康
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23