看微米製造中的熱量問題如何解決(jue) -推薦激光技術：
 
熱量通常總會(hui) 帶來麻煩。毫無疑問，無論是疊層集成電路還是可植入式醫療設備，我們(men) 所製造產(chan) 品的尺寸在不斷縮小。微電子領域麵臨(lin) 的挑戰是：如何通過設計和材料工程，以控製設備運轉時產(chan) 生的熱量。在醫療設備領域，熱量管理麵臨(lin) 的挑戰已迫在眉睫。

現在，植入式和離體(ti) 式醫療設備已經普遍具備細微和精密的特征。該特征要求一種新的製造工具，能夠加工出微米級解析度特征，且不會(hui) 向零件其它部分傳(chuan) 遞熱量。熱影響區域(HAZ)不僅(jin) 危害設備完整性，而且會(hui) 減低產(chan) 量，增加昂貴的後處理步驟。

微米製造中熱量問題的一個(ge) 解決(jue) 方案是超快激光技術，該技術具備獨特的革命性功能，能夠冷燒蝕任何材料，無論是金屬、絕緣體(ti) 還是聚合物。為(wei) 了理解超快技術為(wei) 何能帶來如此徹底的進步，有必要詳細介紹該技術與(yu) 連續波(CW)、長脈衝(chong) （皮秒及更長）激光技術之間的根本性差異。

連續波激光通過熱力學過程進行燒蝕，通過相變或燃燒，對目標晶格進行局部加熱。飛秒級脈衝(chong) 激光則在700至800飛秒脈衝(chong) 裏釋放數十微焦的能量。而超快激光聚焦的光斑尺寸範圍為(wei) 30微米至衍射極限，將產(chan) 生非常高的光強。伴隨高光強的是能夠引發目標多光子電離化的電場。光致電離將導致等離子體(ti) 形成，緊接著是目標離子的靜電放射。

不過，僅(jin) 僅(jin) 將目標離子化是不夠的。包括離子化、等離子體(ti) 形成和庫侖(lun) 爆炸的全部過程所需的時間，必須小於(yu) 熱量擴散至被燒蝕材料體(ti) 積所需的時間。

簡而言之，超快激光的每一脈衝(chong) 清除材料塊的速度必須快於(yu) 熱量由當前位置擴散至相鄰材料的速度，有點像三張紙牌遊戲。不過，就像人行道上的紙牌遊戲一樣，這不是魔術竅門，僅(jin) 僅(jin) 是甲比乙移動更快的例子。

這指出了為(wei) 什麽(me) 激光技術的脈衝(chong) 持續時間是非常重要的參數，它決(jue) 定了燒蝕過程是無熱的、導熱的，還是兩(liang) 者混合。的確，皮秒(10-12秒)甚至納秒(10-9秒)級脈衝(chong) 激光能夠引發目標多光子電離化。難點在於(yu) ：較長的脈衝(chong) 將導致激光傳(chuan) 遞的熱量擴散到整個(ge) 燒蝕體(ti) 積，從(cong) 而進入目標周圍的晶格。甚至，2至3皮秒的脈衝(chong) 由於(yu) 處理目標的時間足夠長，以至於(yu) 會(hui) 產(chan) 生熱平衡。總的來說，零件的熱擴散會(hui) 產(chan) 生熱損傷(shang) ，無論是熱影響區、融化區域、重鑄，還是渣滓，都改變了微結構。