微结构加工装置制造方法及图纸

一种微结构加工装置，用于加工一个待加工件。该微结构加工装置包含一个可控制出光方向、出光形状的光源、一个位于该光源及该待加工件间的第一锥状镜，及一个第二锥状镜，两个环锥面以反向对位。通过该第一锥状镜生成贝索光形光束，并经过该第二锥状镜将该贝索光束折变，将该待加工件加工出几何结构。再通过调整该第一锥状镜及该第二锥状镜，可控制该光源在该待加工件所加工出的几何结构，利于弹性生产制造。

Micro structure processing device

The utility model relates to a micro structure processing device, which is used for processing a workpiece to be processed. The micro processing device comprises a control light source, light direction, the shape of the one in the light source and the workpiece between the first conical mirror and a second mirror cone, two ring cone in the reverse position. The light beam cable through the first generation cone mirror shell, and after the second cone mirror the Bessel beam photorefractive, the workpiece machining geometry. By adjusting the first taper mirror and the second conical mirror, the geometrical structure produced by the light source in the workpiece to be controlled can be controlled, and the utility model is favorable for elastic manufacturing.

【技术实现步骤摘要】
微结构加工装置
本专利技术涉及一种微结构加工装置，特别是指一种应用贝索光束进行加工的微结构加工装置。
技术介绍
现阶段超精密机械加工技术虽然可满足800纳米以上的加工需求及精度要求，但目前800纳米以下的加工方式仍是以半导体制程为主。而半导体制程对应500纳米以下的制程主要是以干蚀刻制程处理，干蚀刻制程虽可得到较精确的形状精度，但其加工耗时且制程参数受材料影响较大。此外，半导体制程无法实时对应不同的尺寸设计制作出目标特征，不利于弹性生产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利于弹性制造生产的微结构加工装置。本专利技术微结构加工装置，用于加工一个待加工件。其特征在于：该微结构加工装置包含一个可控制出光方向及出光形状并朝该待加工件方向出光的光源、一个位于该光源及该待加工件间的第一锥状镜，及一个位于该第一锥状镜及该待加工件间的第二锥状镜。该光源投射出的光是依序通过该第一锥状镜及该第二锥状镜而形成贝索光束，以加工该待加工件。较佳地，前述微结构加工装置，其中该第一锥状镜包括一个第一环锥面，及一个相反于该第一环锥面且面向该光源的第一平面，该第二锥状镜包括一个面向该第一环锥面的第二环锥面，及一个相反于该第二环锥面且面向该待加工件的第二平面。较佳地，前述微结构加工装置，其中该微结构加工装置还包含一个位于该第二锥状镜及该待加工件间的透镜，该光源投射出的光是依序通过该第一平面、该第一环锥面、该第二环锥面、该第二平面，及该透镜而形成贝索光束，以加工该待加工件。较佳地，前述微结构加工装置，其中该光源为点光源。较佳地，前述微结构加工装置，其中该第一锥状镜包括一个面向该光源的第一环锥面，及一个相反于该第一环锥面的第一平面，该第二锥状镜包括一个面向该第一平面的第二环锥面，及一个相反于该第二环锥面且面向该待加工件的第二平面，以加工该待加工件。较佳地，前述微结构加工装置，其中该微结构加工装置还包含一个位于该第二锥状镜及该待加工件间的透镜，该光源投射出的光是依序通过该第一环锥面、该第一平面、该第二环锥面、该第二平面，及该透镜而形成贝索光束，以加工该待加工件。本专利技术的有益的效果在于：该光源投射出的高斯光源在通过该第一锥状镜后形成贝索光束，并通过对偶式配置的第二锥状镜调控贝索光束，使通过该第二锥状镜的贝索光束能在该待加工件上加工出所需的几何结构。通过调整该第一锥状镜及该第二锥状镜相对设计与配置，可改变贝索光束在该待加工件上所加工出的几何结构，达到弹性生产制造的功效，提高泛用性。附图说明图1是一个示意图，为本专利技术微结构加工装置的一个第一实施例；图2是一个立体图，说明该第一实施例中的一个第一锥状镜，及一个第二锥状镜；图3是一个示意图，说明该第一实施例进行一次加工所得的结构；图4是一个示意图，说明该第一实施例进行批次加工所得的结构；图5是一个示意图，为本专利技术微结构加工装置的一个第二实施例；及图6是一个示意图，说明该第二实施例进行一次加工所得的结构。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术进行详细说明。参阅图图1及图2，本专利技术微结构加工装置1的一个第一实施例，适用于加工一个待加工件2，该微结构加工装置1包含一个可控制出光方向及出光形状并朝该待加工件2方向出光的光源3、一个位于该待加工件2及该光源3间的第一锥状镜4、一个位于该第一锥状镜4及该待加工件2间的第二锥状镜5，及一个位于该第二锥状镜5及该待加工件2间的透镜6。该第一锥状镜4包括一个第一环锥面41，及一个相反于该第一环锥面41且面向该光源3的第一平面42。该第二锥状镜5包括一个面向该第一环锥面41的第二环锥面51，及一个相反于该第二环锥面51且面向该透镜6的第二平面52。在该第一实施例中，该光源3为点光源雷射，且该第一锥状镜4、该第二锥状镜5，及该透镜6是同轴设置。该第一锥状镜4及该第二锥状镜5的几何尺寸是对应该光源3所投射的光束，而该第一锥状镜4及该第二锥状镜5间的距离则视需调变的光型调整。并可配合使用不同物理光学性质的透镜6调变，使所生成的贝索光束放大或缩小。该光源3产生的光线是先依序通过该第一锥状镜4的第一平面42及第一环锥面41，从而产生贝索光束(Bessel-beam)，接着再依序通过该第二锥状镜5的第二环锥面51及第二平面52，以将单点贝索光束调变成环形贝索光束，产生高指向性电场干涉分布，在通过该透镜6后，通过光束能量汇聚，可在该待加工件2上加工出如图3所示的环形微结构。而通过改变该透镜6与该第二锥状镜5间的距离，可调变缩放欲加工出的环形结构几何尺寸，例如直径等等，尺寸调变方便而具弹性，并可对应500纳米以下的制程。需要特别说明的是，每一个环形结构加工前，需先以影像对位方式进行校正，其是将分光镜设置于该第一锥状镜4及该第二锥状镜5之间，并将环形光射向分光镜使其投射至该第一锥状镜4及该第二锥状镜5上，使用者可借由反射至该第一锥状镜4及该第二锥状镜5上的环形光束，确认该第一锥状镜4及该第二锥状镜5为同轴设置，接着再根据所需的环形结构直径调整该透镜6与该第二锥状镜5间的距离，最后开启该光源3进行加工，加工完后可重新进行上述步骤，以连续加工出如图4所示的同心圆结构。借由该第一锥状镜4及该第二锥状镜5的对偶式配置，并配合点光源的出光，可聚焦贝索光束在该待加工件2上直接进行加工，以加工出环形微结构，而通过调整该透镜6可弹性地缩放欲加工的结构的几何尺寸，利于弹性制造生产，提高泛用性。参阅图5，为本专利技术微结构加工装置1的一个第二实施例，该第二实施例大致与该第一实施例相同，不同之处在于：该第一锥状镜4的第一环锥面41是面向该光源3，而该第一平面42是面向该第二锥状镜5的第二环锥面51，也就是将该第一锥状镜4反向设置，并维持光源3使用点光源，该光源3投射出的光是依序通过该第一环锥面41、该第一平面42、该第二环锥面51，及该第二平面52而形成贝索光束，并如图6所示地在该待加工件2上汇聚成两个相间隔的点，此时使该微结构加工装置1及该待加工件2间产生相对位移，便可在该待加工件2上加工出线形或栅状结构。该第二实施例通过更换该第一锥状镜4的对位方式，可在该待加工件2上加工出线形或栅状微结构，调控容易且更换快速，并提供另一种实施态样。需要特别说明的是，该透镜6使用泛用凸透镜可缩小待加工范围，而使用泛用凹透镜则可以放大待加工范围，借此因应不同需求变更待加工范围，提高泛用性。综上所述，该第一锥状镜4及该第二锥状镜5为对偶式配置，配合不同的光源3输出，可加工出不同的几何结构，而借由调整该透镜6，能缩放欲加工的微结构的几何尺寸，泛用性高且利于弹性生产制造，并可对应500纳米以下的制程，故确实能达成本专利技术的目的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微结构加工装置，用于加工一个待加工件，其特征在于：该微结构加工装置包含一个可控制出光方向及出光形状并朝该待加工件方向出光的光源、一个位于该光源及该待加工件间的第一锥状镜，及一个位于该第一锥状镜及该待加工件间的第二锥状镜，该光源投射出的光是依序通过该第一锥状镜及该第二锥状镜而形成贝索光束，以加工该待加工件。

【技术特征摘要】
2015.12.11 TW 1041416271.一种微结构加工装置，用于加工一个待加工件，其特征在于：该微结构加工装置包含一个可控制出光方向及出光形状并朝该待加工件方向出光的光源、一个位于该光源及该待加工件间的第一锥状镜，及一个位于该第一锥状镜及该待加工件间的第二锥状镜，该光源投射出的光是依序通过该第一锥状镜及该第二锥状镜而形成贝索光束，以加工该待加工件。2.根据权利要求1所述的微结构加工装置，其特征在于：该第一锥状镜包括一个第一环锥面，及一个相反于该第一环锥面且面向该光源的第一平面，该第二锥状镜包括一个面向该第一环锥面的第二环锥面，及一个相反于该第二环锥面且面向该待加工件的第二平面。3.根据权利要求2所述的微结构加工装置，其特征在于：该微结构加工装置还包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹家铭，洪正翰，林英傑，
申请(专利权)人：财团法人金属工业研究发展中心，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71