具有微结构之光学组件的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种具有微结构之光学组件的制造方法，通过侦测成形材料的结晶温度所在的结晶温度区间，以使成形材料于充填阶段充分地填入于模穴中，以快速地制造较大面积之具有微结构的光学组件。

Manufacturing methods of optical components with microstructures

The invention relates to a manufacturing method of an optical component with a microstructure, which detects the crystallization temperature range of the crystallization temperature of the forming material, so that the forming material is fully filled in the mold hole in the filling stage, so as to quickly produce a large area of the microstructured light component.

【技术实现步骤摘要】
具有微结构之光学组件的制造方法
本专利技术涉及一种光学组件的制造方法，特别是涉及一种具有微结构之光学组件的制造方法。
技术介绍
近年来由于半导体产业、电子以及医学等各领域蓬勃发展，使得电子产品(例如是具有光学组件的产品)朝向轻薄短小之积体化与微小化的发展。光学组件的尺寸精度已朝向次微米等级发展，微射出成形之具有微结构的光学组件可应用在农药残留、水质、空气质量以及紫外线密度等检测。光学应用于色彩匹配与管理(ColorMatchingandManagement)、反射测量以及生物医学量测等应用。在一现有技术中，光学组件的材料选择使用高分子塑料材料，其原因为高分子塑料材料拥有较低的成本、机械特性应用广泛、以及可加工性高，故许多通讯器材及医疗器材所使用的材料逐渐被高分子塑料材料取代。例如微型光谱仪应用逐渐迈向成本低、体积小以及效能高之需求，其中微型光谱仪核心技术为反射式光学组件，提供聚焦与色散(Dispersing)的功能。上述之各种应用的光学组件的制造方法通常以微机电系统(MEMS)制程之深反应式离子蚀刻(Deepreactiveionetching,DRIE)，或是以半导体制程之湿式蚀刻法制造所述光学件，但其成本较高且受限于所述光学组件的面积尺寸，即不易制造大面积的光学组件。因此需要提出一种新式的光学组件的制造方法，以解决上述之问题。
技术实现思路
本专利技术之一目的在于提供一种具有微结构之光学组件的制造方法，通过侦测成形材料的结晶温度所在的结晶温度区间，以使成形材料于充填阶段充分地填入于模穴中，以制造较大面积之具有微结构的光学组件。本专利技术之另一目的在于提供一种具有微结构之光学组件的制造方法，通过侦测成形材料的结晶温度所在的结晶温度区间，以快速地制造较大面积之具有微结构的光学组件。为达成上述目的，本专利技术之一实施例中具有微结构之光学组件的制造方法，其用于微结构之光学组件的射出成形装置，所述射出成形装置包括一固定结构、一固定侧模仁、一可动结构、一压力传感器以及一压电致动器，所述可动结构设有活动侧模仁，所述活动侧模仁与所述固定侧模仁相对地设置，所述制造方法包括下列步骤：(a)当所述固定结构与所述可动结构闭合锁模时，所述固定侧模仁与所述活动侧模仁形成一模穴；(b)将一成形材料通过所述模穴的侧边进浇，以填入所述成形材料至所述模穴，并且所述活动侧模仁对所述成形材料进行一射压步骤；(c)以所述压力传感器感测所述模穴的压力，并且输出一压力感测讯号；(d)以一温度传感器感测所述模穴内所述成形材料的一制程温度，并且输出相对应所述制程温度的一温度感测讯号；以及(e)当所述压力感测讯号小于所述模穴的一峰值压力，并且当所述成形材料的表面凝固层相对应的所述温度感测讯号处于所述成形材料的一结晶温度区间之内时，以所述压电致动器往复推动所述活动侧模仁，通过所述活动侧模仁沿着一预定方向往复振动，并且在步骤(a)至(e)的充填阶段将所述成形材料充填至所述模穴内，以形成具有微结构之光学组件，其中所述结晶温度区间定义为包括所述成形材料的结晶温度之温度区间，所述表面凝固层邻接所述模穴的模壁并且所述表面凝固层依据所述结晶温度区间以由所述成形材料接触所述模穴的模壁的瞬间形成热交换所产生。在一实施例中，所述温度感测讯号在所述成形材料的所述结晶温度区间之内，并且所述成形材料的黏度介于50至200克/公分·秒(g/(cm·sec))之间。在一实施例中，所述温度感测讯号在所述成形材料的所述结晶温度区间之内，并且所述成形材料的体积收缩率介于0.5至0.8毫升/克(cc/g)之间。在一实施例中，所述温度感测讯号在所述成形材料的所述结晶温度区间之内，并且所述成形材料的热膨胀系数大于零且小于1×10-5。在一实施例中，所述成形材料为液晶聚合物。在一实施例中，所述结晶温度区间介于摄氏50度至摄氏380度之间。在一实施例中，所述结晶温度介于摄氏200度至摄氏350度之间。在一实施例中，所述温度感测讯号在所述成形材料的所述结晶温度区间之内，并且依据所述成形材料的黏度、体积收缩率、热膨胀系数以及其组合中任一种制程参数，使所述光学组件的微结构间距大于零且小于或是等于30微米。在一实施例中，所述光学组件的微结构间距大于5奈米且小于或是等于5微米。在一实施例中，所述温度感测讯号在所述成形材料的所述结晶温度区间之内，并且依据所述成形材料的黏度、体积收缩率、热膨胀系数以及其组合中任一种制程参数，使所述光学组件的微结构宽度大于零且小于或是等于30微米。在一实施例中，所述光学组件的微结构宽度大于5奈米且小于或是等于5微米。在一实施例中，所述温度感测讯号在所述成形材料的所述结晶温度区间之内，并且依据所述成形材料的黏度、体积收缩率、热膨胀系数以及其组合中任一种制程参数，使所述光学组件的微结构深度大于零且小于或是等于10微米。在一实施例中，所述光学组件的微结构深度大于0.01奈米且小于或是等于1微米。在一实施例中，所述温度感测讯号在所述成形材料的所述结晶温度区间之内，并且依据所述成形材料的黏度、体积收缩率、热膨胀系数以及其组合中任一种制程参数，使所述光学组件的微结构深度与所述光学组件的宽度之比值介于1：90至1：90000之间。在一实施例中，所述温度感测讯号在所述成形材料的所述结晶温度区间之内，并且依据所述成形材料的黏度、体积收缩率、热膨胀系数以及其组合中任一种制程参数，使所述光学组件的微结构间距等于或是小于入射至所述光学组件的10倍之光波长。在一实施例中，所述光波长介于100奈米至1500奈米。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例的详细说明中所需要使用的附图作介绍。图1绘示本专利技术实施例中具有微结构之光学组件的制造方法流程图。图2绘示本专利技术实施例中具有微结构之光学组件的射出成形装置之剖视图。图3绘示本专利技术实施例中模穴压力与成形时间的相对应关系曲线之示意图。图4绘示本专利技术实施例中具有微结构之光学组件的示意图。图5A绘示本专利技术实施例中成形材料的黏度关系曲线之示意图。图5B绘示本专利技术实施例中成形材料的体积收缩率关系曲线之示意图。图5C-5D绘示本专利技术实施例中成形材料的结晶温度区间之关系曲线的示意图。【具体实施方式】请参照图式，其中相同的组件符号代表相同的组件或是相似的组件，本专利技术的原理是以实施在适当的运算环境中来举例说明。以下的说明是基于所例示的本专利技术具体实施例，其不应被视为限制本专利技术未在此详述的其它具体实施例。图1绘示本专利技术实施例中具有微结构之光学组件400(如图4所示)的制造方法流程图。图2绘示本专利技术实施例中微结构之光学组件400的射出成形装置之剖视图。在一实施例中，图2所示之射出成形装置用以执行本专利技术之具有微结构之光学组件400的制造方法，所述射出成形装置包括固定结构102、固定侧模仁104、固定侧模块105、可动结构106、压力传感器108、压电致动器110以及温度传感器114，可动结构106包括第一支承板116、活动侧模仁118、活动侧模块120、第二支承板122、第一顶出板124、第二顶出板126、第一模座128以及第二模座130。所述活动侧模仁118与所述固定侧模仁104相对设置以形成一模穴132。如图1所示，本专利技术之具有微结构之光学组件40本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有微结构之光学组件的制造方法，其用于微结构之光学组件的射出成形装置，所述射出成形装置包括一固定结构、一固定侧模仁、一可动结构、一压力传感器以及一压电致动器，所述可动结构设有活动侧模仁，所述活动侧模仁与所述固定侧模仁相对地设置，其特征在于，所述制造方法包括下列步骤：(a)当所述固定结构与所述可动结构闭合锁模时，所述固定侧模仁与所述活动侧模仁形成一模穴；(b)将一成形材料通过所述模穴的侧边进浇，以填入所述成形材料至所述模穴，并且所述活动侧模仁对所述成形材料进行一射压步骤；(c)以所述压力传感器感测所述模穴的压力，并且输出一压力感测讯号；(d)以一温度传感器感测所述模穴内所述成形材料的一制程温度，并且输出相对应所述制程温度的一温度感测讯号；以及(e)当所述压力感测讯号小于所述模穴的一峰值压力，并且当所述成形材料的表面凝固层相对应的所述温度感测讯号处于所述成形材料的一结晶温度区间之内时，以所述压电致动器往复推动所述活动侧模仁，通过所述活动侧模仁沿着一预定方向往复振动，并且在步骤(a)至(e)的充填阶段将所述成形材料充填至所述模穴内，以形成具有微结构之光学组件，其中所述结晶温度区间定义为包括所述成形材料的结晶温度之温度区间，所述表面凝固层邻接所述模穴的模壁并且所述表面凝固层依据所述结晶温度区间以由所述成形材料接触所述模穴的模壁的瞬间形成热交换所产生。...

【技术特征摘要】
2017.01.06 TW 1061004701.一种具有微结构之光学组件的制造方法，其用于微结构之光学组件的射出成形装置，所述射出成形装置包括一固定结构、一固定侧模仁、一可动结构、一压力传感器以及一压电致动器，所述可动结构设有活动侧模仁，所述活动侧模仁与所述固定侧模仁相对地设置，其特征在于，所述制造方法包括下列步骤：(a)当所述固定结构与所述可动结构闭合锁模时，所述固定侧模仁与所述活动侧模仁形成一模穴；(b)将一成形材料通过所述模穴的侧边进浇，以填入所述成形材料至所述模穴，并且所述活动侧模仁对所述成形材料进行一射压步骤；(c)以所述压力传感器感测所述模穴的压力，并且输出一压力感测讯号；(d)以一温度传感器感测所述模穴内所述成形材料的一制程温度，并且输出相对应所述制程温度的一温度感测讯号；以及(e)当所述压力感测讯号小于所述模穴的一峰值压力，并且当所述成形材料的表面凝固层相对应的所述温度感测讯号处于所述成形材料的一结晶温度区间之内时，以所述压电致动器往复推动所述活动侧模仁，通过所述活动侧模仁沿着一预定方向往复振动，并且在步骤(a)至(e)的充填阶段将所述成形材料充填至所述模穴内，以形成具有微结构之光学组件，其中所述结晶温度区间定义为包括所述成形材料的结晶温度之温度区间，所述表面凝固层邻接所述模穴的模壁并且所述表面凝固层依据所述结晶温度区间以由所述成形材料接触所述模穴的模壁的瞬间形成热交换所产生。2.根据权利要求1所述之具有微结构之光学组件的制造方法，其特征在于，所述温度感测讯号在所述成形材料的所述结晶温度区间之内，并且成形材料的黏度介于50至200克/公分·秒(g/(cm·sec))之间。3.根据权利要求1所述之具有微结构之光学组件的制造方法，其特征在于，所述温度感测讯号在所述成形材料的所述结晶温度区间之内，并且所述成形材料的体积收缩率介于0.5至0.8毫升/克(cc/g)之间。4.根据权利要求1所述之具有微结构之光学组件的制造方法，其特征在于，所述温度感测讯号在所述成形材料的所述结晶温度区间之内，并且所述成形材料的热膨胀系数大于零且小于1×10-5。5.根据权利要求1所述之具有微结构之光学组件的制造方法，其特征在于，所述成形材料为液晶聚合物。6.根据权利要求1所述之具有微结构之光学组件的制造方法，其特征在于，所述结晶温度区间介于摄氏50度至摄氏380度之间，并且结晶温度为所述结晶温度区间中的任一温度值。7.根据权利要求6所述之具有微结构之光学组件的制造方法，其特征在于，所述结晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈炤彰，游承凡，赖昶顺，侯建宇，
申请(专利权)人：陈炤彰，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71