具有微结构的玻璃模造模仁的制作方法及玻璃模造模仁技术

本发明专利技术提供一种具有微结构的玻璃模造模仁的制作方法及玻璃模造模仁，制作方法是在厚度不小于８ｍｍ且呈板块状结构的基材上，以微影与蚀刻技术形成对应欲模造成形的光学组件的数个图像，再在此基材表面上形成不与软化状态的玻璃产生化学反应且维氏硬度不小于２０００度的离型保护层，使基材形成有数图像的表面与离型保护层共同构成对应欲模造成形的玻璃光学组件的微结构，而制得具有微结构的玻璃模造模仁，此种玻璃模造模仁藉模造单元的板块状结构的基材与离型保护层的保护，而具有高稳定性与结构强度，并具有优异的离型性与耐久性。

Manufacturing method of glass mold making kernel with micro structure and glass mold making kernel

The invention provides a micro kernel model with glass mold structure and mold making method of making glass mold, manufacturing method in thickness not less than 8mm and a base plate structure, forming a plurality of images corresponding to the optical component molding by photolithography and etching technology, and then softening condition of glass to produce chemical reaction and Vivtorinox hardness of not less than 2000 degrees from the type of protective layer formed on the substrate surface, the substrate to form a micro structure surface image and protection from several layers form corresponding to the glass optical component molding of the prepared glass mold with micro structure modeling kernel this kind of glass mold, mold by molding unit plate structure of the substrate and from the protection layer, and has high stability and structural strength, and has a release and excellent durability.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种模造模仁(molding core)，特别是涉及一种玻璃模造成形用 的玻璃模造模仁的制造方法及玻璃模造模仁。
技术介绍
各式光学产品中的光学玻璃组件，例如光栅、微透镜数组..等，是以其微结构 (Micro structure)图形使光产生各式的例如绕射、折射等物理光学现象，进而 供光学产品中其它组件的后续运用，是光学产品中重要的零组件之一；之前，多是 以微影(Photolithography)、蚀刻(Etching)直接在玻璃基板表面制作出微结 构图形，以制造出该等光学玻璃组件，生产效率不但低，而且制作成本极高。目前，已有业者采用玻璃模造成形的方式生产制作该等光学玻璃组件，以同时 提升生产效率及降低制作成本；但；如何对应于欲模造成形的光学玻璃组件的微结 构图形，制备出用于玻璃模造成形此等极精密光学玻璃组件的玻璃模造模仁，则是 首要克服的挑战。一般而言，此种用于模造成形此等光学玻璃组件的玻璃模造模仁，不外乎是以 直接研磨加工的方式，或是利用放电、雷射等非传统的制作方式制作，而由于玻璃 模造模仁的微结构必须对应于光学玻璃组件的微结构图形，因此研磨加工的困难度 极高，也因此，此种加工方式制作的玻璃模造模仁的制作成本亦非常高；而，以放 电、雷射等非传统加工方式加工制作的玻璃模造模仁，则受限于微结构而常有加工精度及表面状况较差的问题。参阅图1，日本专利特开2002-96333号专利申请案则揭露另一种制作玻璃模 造模仁的方式，主要是选用例如以碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)、碳化钜(TaC) 等材料构成的块体作为基材11，并在基材11表面以氮化硅(SiN)沉积一层厚度 在l 10"ra的薄膜做为微结构层12;接着利用微影技术与蚀刻技术，在此氮化硅 所沈积形成的薄膜(微结构层12)形成对应于光学玻璃组件的微结构图形的微结 构图像13 (pattern)后，即制得所需的玻璃模造模仁1。参阅图2，此外，又如日本专利特开2002-97030号专利申请案，则更进一步 地，改以碳化硅在基材11上沉积一层厚度在l 10um的薄膜做为微结构层12，并在微结构层12与基材11之间加入例如氮化硅(SiN)、氧化硅(Si02)或氮化 钛(TiN)等沈积形成的薄膜14，通过此等氮化硅(SiN)、氧化硅(Si02)或氮化 钛(TiN)等材料沈积形成的薄膜14，增加微结构层12与基材11的连结强度，进 而增加整体玻璃模造模仁1的结构强度与耐久性。但是此等在基材11上以不同材料的相互组合搭配沉积出至少一层薄膜，以薄 膜作为微结构层12以形成对应于光学玻璃组件的微结构图形的微结构图像13，进 而制得玻璃模造模仁1的方式，由于受限于薄膜相对基材11连结时的稳定性与结 构强度的不足，而易在高温玻璃模造制程中让玻璃模造模仁1受到破坏，而影响到 生产的光学玻璃组件的良率。因此，如何改善目前用于玻璃模造成形光学玻璃组件的玻璃模造模仁，是业者 努力研究的方向之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种制备结构强度高、耐久性优异的具有微结构的玻璃模造模仁的制作方法及玻璃模造模仁。本专利技术的另一目的在于，提供一种结构强度高、耐久性优异的玻璃模造模仁。 本专利技术一种具有微结构的玻璃模造模仁的制作方法，先在一呈板块状且厚度不小于8mm的基材表面，以微影技术与蚀刻技术形成数对应于该微结构的图像。再在该基材形成有该数图像的表面上形成一不与软化状态的玻璃产生化学反应的离型保护层，使该基材的形成有该数图像的表面与该离型保护层共同构成对应欲模造成形的玻璃光学组件的该微结构，即制得该具有微结构的玻璃模造模仁。 此外，本专利技术一种玻璃模造模仁，适用于模造成形一玻璃光学组件，包含一基材及一离型保护层。该基材呈板块状且厚度不小于8mm，包括一形成有数图像的表面，该数图样对 应该玻璃光学组件的外观态样。该离型保护层设置于该基材的形成有数图像的表面上，且不与软化状态的玻璃 产生化学反应。该基材的该具有数图像的表面与该离型保护层构成一用以模造成形该玻璃光 学组件的微结构。本专利技术的功效在于以板块状的基材成形出对应玻璃光学组件的图像，并配合离 型性及硬度优异的离型保护层形成微结构，而可制得结构强度高、耐久性优异的玻 璃模造模仁。有关本专利技术的前述及其它
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考图式的一个 较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。下面结合附图及实施例对本专利技术进行详细说明。 附图说明图1是现有的一种玻璃模造模仁的结构的示意图； 图2是现有的另一种玻璃模造模仁的结构的示意图3是本专利技术一种具有微结构的玻璃模造模仁的制作方法的一较佳实施例的 流程图；及图4是以图3的制造方法所制得的具有微结构的玻璃模造模仁的示意图。 具体实施例方式在本专利技术被详细描述之前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的组件是 以相同的编号来表示。参阅图3与图4，如图3所示本专利技术一种具有微结构的玻璃模造模仁的制作方 法的一较佳实施例，是可制得如图4的玻璃模造模仁4，用以模造成形高精密度的 玻璃光学组件。首先参阅图4，以本专利技术一种具有微结构的玻璃模造模仁的制作方法的一较佳 实施例所制得的玻璃模造模仁4，包含一基材5，及一离型保护层6。基材5选自例如碳化钨、碳化硅、氧化铝、氧化锆、氮化硅、碳化钛、碳化钽 等材料构成，呈约数毫米至数十毫米的厚板块状结构(实际厚度需视模造机台的种 类规格而有所不同)，该基材5包括一形成有数图像的表面51，该数图像对应该 玻璃光学组件的微结构图形。离型保护层6选自例如类钻碳或Ti、 Ta、 W、 Mo、 Al、 Pt、 Re、 Ru、 Ir、 Rh等 金属及其化合物等材料构成，以厚度不大于1 P m设置于基材5的形成有数图像的 表面51上，不与软化状态的玻璃产生化学反应，且维式硬度不小于2000度，具有 优异的离型性与结构强度。基材5的具有数图像的表面51与离型保护层6共同构成对应于光学玻璃组件 的微结构图形的微结构7，而可对应模造成玻璃光学组件。上述玻璃模造模仁4在配合以下如图3所示的制造方法所详述后，当可更清楚 地明白。参阅图3，首先进行步骤31，在呈板块状的基材5表面以微影技术 (Photolithography)与蚀刻技术(Etching)先形成数对应于光学玻璃组件的微 结构图形的图像。接着进行步骤32，在基材5形成有数图像的表面51上形成离型保护层6，而 使基材5表面51与离型保护层6共同构成对应于光学玻璃组件的微结构图形的微 结构7，即制得如图4的具有微结构7的玻璃模造模仁4。以下配合一较佳制程及二具体制程详细说明本专利技术一种具有微结构的玻璃模 造模仁的制作方法。较佳制程一首先，选用厚度为100mm的板块状结构的高纯度碳化硅作为基材，在其表面选 择一与碳化硅具有高度蚀刻选择比的金属(或合金)为材料沉积出一蚀刻阻障层； 接着，在蚀刻阻障层上涂布光阻后，利用光罩，及相关曝光、显影、蚀刻、清洗等 制程定义出与所需微结构形状相反的一光阻图像层；再自光阻图像层向下将未被光 阻图像层遮覆的部分蚀刻阻障层区域蚀刻移除后，随即将光阻图像层移除，留存下 来的蚀刻阻障层结构即为与微结构相反的硬屏蔽(Hard Mask)图形。接着将连结有硬屏蔽图形的基材置于反应离子蚀刻设备于对碳化硅具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有微结构的玻璃模造模仁的制作方法，该方法包括：（ａ）在一呈板块状且厚度不小于８ｍｍ的基材表面，以微影技术与蚀刻技术形成数个对应于该微结构的图像；及（ｂ）在该基材形成有该数图像的表面上形成一不与软化状态的玻璃产生化学反应的离型保护层，使该基材的形成有该数图像的表面与该离型保护层共同构成对应欲模造成形的玻璃光学组件的该微结构，制得该具有微结构的玻璃模造模仁。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王坤池，
申请(专利权)人：亚洲光学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]