Thermal and Manufacturing Design Considerations for Silicon-Based Embedded Microchannel Three-Dimensional-Manifold Coolers (EMMC)—Part 3: Addressing Challenges in Laser Micromachining-Based Manufacturing of Three-Dimensional-Manifolded Microcooler Devices
激光加工是传统微细加工技术的廉价、快速替代，具有制造复杂三维、层次结构的能力。在对极端热流冷却装置进行快速原型和快速设计研究的同时显得尤为重要。困扰利用激光微细加工制造商用器件的一个主要问题是切削过程中碎屑的形成以及加工过程后难以有效去除这些碎屑。对于硅基片，这种杂物会通过阻止均匀共形接触而干扰周围的组分，并在与其他基片的键合过程中产生问题。本研究深入探究了基于激光微机械加工制造这种复杂三维流形微冷却器结构时所面临的挑战和克服这些挑战的方法。具体而言，本文总结了Nd / YVO4紫外( UV )激光刻蚀硅样品过程中可用于完全去除碎片的几种后处理技术，详细阐述了每种方法的优缺点。一种被发现特别有希望实现几乎完全清除碎片的非常光滑表面的方法是使用聚二甲基硅氧烷( PDMS )作为高刚性防护涂层。在此过程中，还开发了一种从硅表面剥离PDMS的新技术。本文的研究结果对基片表面光滑洁净的微加工行业具有重要的参考价值，将显著改善紫外激光用于商业应用和研究环境中微结构的制造工艺。