在半导体制造、精密电子等高端领域，线路板、硅片等器件表面的微小颗粒污染物，看似微不足道，却可能严重影响产品性能和良率，因此精准清除这类微粒至关重要。作为一种绿色、无损的新型清洁技术，微粒的干式激光清洗凭借非接触、无二次污染的优势，成为行业首选，其相关机制的研究也起步较早、体系日趋完善。作为深耕激光清洗领域多年的行业专家，笔者将以通俗视角，客观梳理微粒干式激光清洗的研究历程、核心机制及关键成果，带大家读懂这项“微观清洁”技术的发展与应用逻辑。
微粒的干式激光清洗，核心是利用激光能量，通过特定物理或化学作用，破坏微粒与基底之间的附着力（如范德瓦耳斯力），使微粒脱离基底，整个过程无需液体介质，彻底避免了传统清洗方式可能造成的二次污染，尤其适合半导体线路板这类精密器件的清洁。其中，Lu和Luk’yanchuk研究组的开创性工作，为这项技术的发展奠定了坚实基础。
Lu等研究人员最早明确了微粒干式激光清洗的核心机制，主要包括激光光分解、激光烧蚀和激光脉冲引发的表面振动三大类。他们在充分考虑固体表面微粒的附着力和激光引发的热膨胀清洗力基础上，建立了完整的理论模型，明确了清洗所需的条件和能量阈值，并通过实验验证了模型的准确性，为后续研究提供了重要参考。
Luk’yanchuk研究组则在Lu等人的基础上进一步深化研究，提出了基于基板一维热膨胀的干法激光清洗理论。他们突破传统一维模型的局限，充分考虑了近场光学增强效应和三维热膨胀效应，修正了清洗阈值的计算方式，给出了更精准、更贴合实际应用的阈值参数，让微粒激光清洗的理论体系更加完善。
随着研究的深入，更多科学家加入到微粒干式激光清洗的研究中，不断丰富和细化相关理论。Arnold重点研究了纳秒激光干法清洗的动力学模型，给出了基片热膨胀随时间变化的公式，同时考虑了微粒与基底的黏附力、弹性及微粒惯性等因素，揭示了微粒尺寸、黏附常数对清洗效果的影响，还通过数值模拟，分析了蒸气气氛对清洗阈值的作用，为激光参数的优化提供了理论支撑。
Grojo等则通过先进的原位诊断技术，实时观察微粒在激光清洗过程中的运动状态，发现清洗过程中至少存在两种机制协同作用。他们通过光学显微镜、快速成像等设备，记录下微粒的喷射过程，提出激光照射微粒时，会产生微粒下方近场增强效应或微粒与基底的热接触效应，进一步完善了“激光-微粒-基底”三者的相互作用理论。
国内科研团队也在该领域取得了重要成果。吴东江等建立了一维热传导模型，通过模拟硅片表面温度随激光作用时间和能量密度的分布，量化了微粒所受的清洗力与黏附力，精准预测出1微米粒径氧化铝颗粒的激光清洗阈值，并通过实验验证了理论的正确性。Yue等则采用电磁-热-力耦合建模方法，揭示了不同微粒分布对衬底加热场的影响，明确了狭缝尺寸、微粒大小等因素对清洗效果的作用，确定了合理的清洗阈值和基底损伤阈值。
除了半导体相关基底，科研人员还拓展了其他基底上微粒的激光清洗研究。Hsu等采用KrF准分子激光，对附着有细小铜微粒的304不锈钢试样进行清洗，发现激光诱导产生的表面波是微粒脱离的关键，他们建立了相应的物理模型，预测了清洗面积和处理条件，完善了不同基底的清洗机制。
值得关注的是，激光冲击波清洗（LSC）机制的提出，为微粒清洗提供了新的思路。Oh等提出，该机制的核心是光击穿和冲击波形成的流体动力学过程，并建立了二维理论模型；Zhang等则进一步分析了等离子体激波与微粒的相互作用，提出了基于微粒弹性形变的弹出移除模型，解决了传统滚动移除机制的缺陷，实验也证实了该模型的正确性。
业内专家表示，近十年来，微粒干式激光清洗机制的研究仍在持续推进，主要围绕现有机制的细化和数值模拟展开，不断提升技术的精准度和适用性。随着研究的深入，这项技术将进一步适配半导体、精密电子等领域的高端需求，为微观清洁提供更高效、更无损的解决方案，助力高端制造业的高质量发展。