高精度金属光码盘制备方法及高精度金属光码盘技术

本发明专利技术涉及金属码盘制备技术领域，具体涉及一种高精度金属光码盘制备方法及高精度金属光码盘。该方法包括：S2.在金属基片的一面设置一层吸光层材质；S3.在金属基片设置吸光层材质的一面上通过曝光显影技术形成码道图形；S4.在金属基片形成码道图形的一面上设置一层保护材料，制备出金属光码盘。高精度金属光码盘为本发明专利技术高精度金属光码盘制备方法制备而成。本发明专利技术采用类MEMS制备方法，可以最大程度的利用现有MEMS加工设备，可实现多种不同制式金属码盘的制备、规模化生产、成品率高、工艺成本低和技术成熟的优点。本低和技术成熟的优点。本低和技术成熟的优点。

【技术实现步骤摘要】
高精度金属光码盘制备方法及高精度金属光码盘


[0001]本专利技术涉及MEMS技术、精密加工技术、金属光码盘和光电编码器制造领域，具体涉及一种高精度金属光码盘制备方法及高精度金属光码盘，适用于光电编码器制备、国防工业、航空航天、工业自动化等领域。

技术介绍

[0002]光电编码器是一种通过光电转换将机械几何位移量转换成脉冲或数字量的一种器件，它由光源和光敏感元件、光码盘和嵌入式软硬件三大部分组成。目前光源和光敏感元件几乎都是国外产品(例如：安华高、尼康、Micro
‑
E、雷尼绍、海德汉，IC Haus等等)，这类的产品通常将光源、光敏感元件、相关的编码电路和接口电路集成于一个(以下称为读数头)或两个芯片(光源和读数头)中实现高度的集成化，提高了它们的技术门槛和核心竞争力；光码盘从其制造的材质来分可分为：菲林、树脂、玻璃和金属光码盘。光码盘的另一种分类方法是根据其工作方式分为：投射式和反射式两类；类似地，光码盘大多数都由国外相应的光源和光敏感元件公司生产(例如：安华高、尼康、Micro
‑
E、雷尼绍、海德汉，IC Haus等等)。虽然国内也有众多的光码盘生产公司，但它们的产品主要在低端的菲林、树脂、玻璃和低精度的金属光码盘，高端的玻璃光码盘很少涉足，尤其是高端金属光码盘在国内几乎没有相关的产品报道，国内的高端金属光码盘产品在国内几乎处于空白状态。
[0003]金属光码盘是在金属衬底上制备条纹，使之形成透光和遮光条纹(透射光码盘)或反光和吸光条纹(反射光码盘)。针对金属透射光码盘，国内光码盘公司主要是使用光刻、湿法刻蚀工艺制备透光条纹(最小线宽50μm，精度误差
±
20μm)，或是使用干膜光刻、微电铸工艺(最小线宽40μm，精度误差
±
5μm)。针对金属反射光码盘光刻、吸光层图形化(刻蚀、lift
‑
off等)，最小线宽40μm，精度误差
±
5μm，但是其反光层反光率约为86％，吸光层吸光率约为65％，极大的限制了反射光码盘的性能。金属光码盘具有抗冲击的优势，且工作温度范围宽广，非常适用于工业、汽车、航天航空和国防等领域。
[0004]随着国内制造业的升级和国际贸易环境的改变，国内编码器公司、工业机器人公司和激光雷达公司等需要光码盘的企业对光码盘的性能提出了更高的要求，需要国内光码盘生产企业实现产业升级换代，完成高端光码盘的仿制。针对国内光码盘产品的现状，本专利技术提出从材料工艺和非硅MEMS制造技术出发，分别研究金属透射光码盘和金属反射光码盘的成套制备技术，提高金属光码盘的制造精度和提高金属反射光码盘的吸光和反光能力，实现高端的金属光码盘量产工作，并以替代国外对应的产品。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种高精度金属光码盘制备方法及高精度金属光码盘，以至少解决高端的金属光码盘被国外厂商完全垄断的技术问题。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0007]根据本专利技术的一实施例，提供了一种高精度金属光码盘制备方法，包括如下制备
步骤：
[0008]S2.在金属基片的一面设置一层吸光层材质；
[0009]S3.在金属基片设置吸光层材质的一面上通过曝光显影技术形成码道图形；
[0010]S4.在金属基片形成码道图形的一面上设置一层保护材料，制备出金属光码盘。
[0011]进一步地，该方法包括如下制备步骤：
[0012]S1.在金属基片的一面形成切割所需的码盘外框图形；
[0013]S2.在金属基片的另一面设置一层吸光层材质；
[0014]S3.在金属基片设置吸光层材质的一面上通过曝光显影技术形成码道图形；
[0015]S4.在金属基片形成码道图形的一面上设置一层保护材料；
[0016]S5.按照码盘外框图形对金属基片进行切割，制备出金属光码盘。
[0017]进一步地，步骤S3包括：
[0018]S31.在金属基片设置吸光层材质的一面上设置一层光敏性材料；
[0019]S32.对光敏性材料进行曝光显影使其图形化形成多种需求的码道图形；
[0020]S33.在金属基片形成码道图形的一面上设置一层反光层材质；
[0021]S34.去除金属基片上码道图形外区域的涂层材质，露出吸光层材质。
[0022]进一步地，步骤S3包括：
[0023]S31
′
.在金属基片设置吸光层材质的一面上设置一层反光层材质；
[0024]S32
′
.在金属基片设置反光层材质的一面上设置一层光敏性材料；
[0025]S33
′
.对光敏性材料进行曝光显影使其图形化形成多种需求的码道图形；
[0026]S34
′
.去除金属基片上码道图形外区域的涂层材质，露出吸光层材质。
[0027]进一步地，对光敏性材料进行曝光显影使其图形化形成多种需求的码道图形包括：
[0028]对光敏性材料进行曝光显影，选择性去除部分光敏性材料使其去除光敏性材料的区域形成多种需求的码道图形；
[0029]步骤S34包括：去除金属基片上码道图形外区域的反光层材质、光敏性材料，露出吸光层材质；
[0030]步骤S34
′
包括：去除金属基片上码道图形外区域的光敏性材料、反光层材质，露出吸光层材质。
[0031]进一步地，对光敏性材料进行曝光显影使其图形化形成多种需求的码道图形包括：
[0032]对光敏性材料进行曝光显影，选择性去除部分光敏性材料使其预留光敏性材料的区域形成多种需求的码道图形；
[0033]步骤S34及步骤S34
′
包括：去除金属基片上码道图形外区域的反光层材质，露出吸光层材质。
[0034]进一步地，步骤S5包括：在金属基片切割形成码盘外框图形的一面上设置一层保护层，按照码盘外框图形对金属基片进行切割，切割后去除金属基片上的保护层，制备出金属光码盘。
[0035]进一步地，步骤S5包括：在金属基片切割形成码盘外框图形的一面上设置一层保护层，将多个金属基片层状叠加，按照码盘外框图形对每个金属基片进行切割，并使金属基
片逐个剥离，去除金属基片上的保护层，制备出金属光码盘。
[0036]进一步地，方法还包括步骤：
[0037]S6.将制备出的金属光码盘与底座组装。
[0038]进一步地，包括如下制备步骤：
[0039]S1.在金属基片的一面使用刻蚀工艺刻出切割所需的码盘外框图形；
[0040]S2.在金属基片的另一面沉积或涂敷一层吸光层材质；
[0041]S3.在金属基片设置吸光层材质的一面上通过曝光显影技术形成码道图形；
[0042]S4.在金属基片形成码道图形的一面上沉积或涂敷一层保护材料；
[0043]S5.按照码盘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度金属光码盘制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：S2.在金属基片的一面设置一层吸光层材质；S3.在金属基片设置吸光层材质的一面上通过曝光显影技术形成码道图形；S4.在金属基片形成码道图形的一面上设置一层保护材料，制备出金属光码盘。2.根据权利要求1所述的一种高精度金属光码盘制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：S1.在金属基片的一面形成切割所需的码盘外框图形；S2.在金属基片的另一面设置一层吸光层材质；S3.在金属基片设置吸光层材质的一面上通过曝光显影技术形成码道图形；S4.在金属基片形成码道图形的一面上设置一层保护材料；S5.按照码盘外框图形对金属基片进行切割，制备出金属光码盘。3.根据权利要求1所述的一种高精度金属光码盘制备方法，其特征在于，步骤S3包括：S31.在金属基片设置吸光层材质的一面上设置一层光敏性材料；S32.对光敏性材料进行曝光显影使其图形化形成多种需求的码道图形；S33.在金属基片形成码道图形的一面上设置一层反光层材质；S34.去除金属基片上码道图形外区域的涂层材质，露出吸光层材质。4.根据权利要求1所述的一种高精度金属光码盘制备方法，其特征在于，步骤S3包括：S31
′
.在金属基片设置吸光层材质的一面上设置一层反光层材质；S32
′
.在金属基片设置反光层材质的一面上设置一层光敏性材料；S33
′
.对光敏性材料进行曝光显影使其图形化形成多种需求的码道图形；S34
′
.去除金属基片上码道图形外区域的涂层材质，露出吸光层材质。5.根据权利要求3或4所述的一种高精度金属光码盘制备方法，其特征在于，对光敏性材料进行曝光显影使其图形化形成多种需求的码道图形包括：对光...

【专利技术属性】
技术研发人员：张笛，林树翔，林树靖，吁子贤，陈迪，
申请(专利权)人：上海晶采微纳米应用技术有限公司，
类型：发明
国别省市：