慧海拾贝 | 用于智能隐形眼镜的飞秒激光烧蚀辅助 NFC 天线制造

来自：Flexible intelligent Lab 长三角G60激光联盟陈长军转载

用于智能隐形眼镜的飞秒激光烧蚀

辅助 NFC 天线制造

PART 01

研究背景

隐形眼镜 (SCL) 已引起持续健康监测应用的极大兴趣。尽管大多数报道的作品利用近场通信 (NFC) 或感应耦合来进行无线供电和数据传输，但开发一种可扩展且快速的制造技术，用于限制在小隐形眼镜区域内的环形天线仍然是一个未解决的挑战。

PART 02

创新点

飞秒激光烧蚀是一种允许在单步工艺中直接制造亚微米特征的技术。激光发射超短脉冲（<400 fs），雕刻是由于冷烧蚀而发生的。因此，它避免了任何热效应、微裂纹、残余应力的产生和物质的微观结构变化。飞秒激光烧蚀已广泛用于生物材料和生物传感器的纳米颗粒合成的不同应用以及光学晶体中周期性结构的产生。 最近，该技术已被用于直接雕刻微流体通道在商业隐形眼镜内实现基于比色泪液的生物传感器。然而，这种技术从未用于制造环形天线来开发 SCL。在这里，飞秒激光烧蚀技术首次被用于使用传统材料高精度、单步和快速制造用于 SCL 的 NFC 天线。飞秒激光微加工工作站用于将天线图案直接写入商业柔性印刷电路板 (PCB) 层。

PART 03

文章解析

图1 飞秒激光烧蚀辅助天线制造

图2 激光脉冲能量和扫描速度的优化

图3 天线特性结果

图4 建议的天线与SCL的系统级集成

图5 SCL在葡萄糖检测和定量中的表征结果

PART 04

读后感

SCL 是一种很有前途的健康监测技术，它需要高度小型化的组件和精细的集成过程。天线通常是 SCL 的最大组件，需要精确的机械和电气优化最小面积以防止视觉障碍和最大无线效率。在本文中，飞秒激光烧蚀工艺专门用于开发 SCL 圆环天线，这是一种单步且简单的技术，可在薄物质 (10–100 µm) 中精确雕刻微结构，不会产生任何微裂纹、碎屑或重铸层。该技术在本文中首次用于在商用柔性印刷电路板层的铜层中雕刻 NFC 天线结构。通过这种技术制造的天线克服了之前展示的 NFC 天线的问题和局限性，例如结构庞大、总电阻高、电感低以及需要外部元件进行频率调谐。

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