以激光加工方式制作微沟槽的方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术一种以激光加工方式制作微沟槽的方法，包括下列步骤：制备包含有至少一透光区域的光罩，而该透光区域的轮廓是依据欲蚀刻的微沟槽而开设；将该光罩对准于一加工件的预设加工表面；以一激光产生器发射激光；以一激光调制装置调制该激光束的照射面积；将调制后的激光束透过该光罩的透光区域投射出，而产生一蚀刻激光束投射向该加工件的预设加工表面；以该蚀刻激光束对该加工件的预设加工表面进行蚀刻；同时以一位移驱动机构驱动该光罩与该加工件以一预定方向及一预定位移速度进行同步位移，以在该预设加工表面形成微沟槽。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种制作微沟槽的技术，特别是关于一种以激光束干蚀刻制作微沟槽的方法及其装置。
技术介绍
综观目前喷液装置的微流道与微喷嘴的制作技术，大可分为曝光显影蚀刻与激光蚀刻等技术。就激光蚀刻技术而言，是直接以激光束蚀刻加工件以制作出欲制作的结构，再辅以光罩的控制，即可蚀刻出细微的微沟槽，而制作出喷液装置的微流道与微喷嘴。于加工件的整体尺寸较大而欲制作的微沟槽仍细微时，是可以激光调制装置调整激光束的能量大小及照射面积至符合该加工件的整体尺寸，并透过光罩以激光束蚀刻出微沟槽。相对地，将该激光束的能量大小及照射面积调制至愈大，该激光调制装置所需的镜片组数量也需更多，并且镜片组尺寸也需更大。当该激光调制装置需要数量更多、尺寸更大的镜片组时，除调整镜片组所需的时间增加、激光束整体穿透效率较差外，整体的激光加工设备成本亦会随之增加不少。然而，若不以调制激光产生器所发射的激光束的方法解决问题，即需以较大的激光产生器发射较大的激光束，而此等成本的增加更是所不愿见。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种以激光加工方式制作微沟槽的方法及其装置，是将光罩与加工件进行同步位移，以激光束将光罩的图形扫描至加工件上，而蚀刻加工件。本专利技术的另一目的是在提供一种以激光加工方式制作微沟槽的方法及其装置，是以激光束配合光罩的设计，辅以光罩与加工件的同步位移，以制成各种多样的微沟槽。本专利技术的又一目的是在提供一种以激光加工方式制作微沟槽的方法及其装置，是可广泛地应用于多种材质的加工件。本专利技术为解决现有技术的问题所采用的技术手段是在提供一种以激光加工方式制作微沟槽的方法，包括下列步骤制备包含有至少一透光区域的光罩，而该透光区域的轮廓是依据欲蚀刻的微沟槽而开设；将该光罩对准于一加工件的预设加工表面；以一激光产生器发射激光；以一激光调制装置调制该激光束的照射面积；将调制后的激光束透过该光罩的透光区域投射出，而产生一蚀刻激光束投射向该加工件的预设加工表面；以该蚀刻激光束对该加工件的预设加工表面进行蚀刻；同时以一位移驱动机构驱动该光罩与该加工件以一预定方向及一预定位移速度进行同步位移，以在该预设加工表面形成微沟槽。本专利技术并且提供一种以激光加工方式制作微沟槽的装置，包含有激光产生器，用以发射激光束；激光调制装置，包含有扩光透镜组，用以调制激光束的照射面积，将激光束的照射面积扩大；光罩，具有依据欲蚀刻的微沟槽而开设的透光区域；加工件；位移驱动机构，用以驱动该光罩与该加工件以一预定方向及一预定位移速度进行同步位移，以该激光束蚀刻该加工件并形成一微沟槽。本专利技术对照先前技术的功效相较于现有技术，本专利技术的以激光加工方式制作微沟槽的方法及其装置，激光束不须调制至符合实际加工图形的大小，仅需涵盖到部分图形即可，并配合光罩与加工件的同步位移，可以较小的激光，制作较大的产品。本专利技术除配合光罩的设计，辅以光罩与加工件的同步位移，可以较小的激光束制成各种多样的微沟槽外，更可广泛地应用于多种材质的加工件。附图说明图1是显示本专利技术以激光加工方式制作微沟槽的装置的示意图；图2是显示本专利技术以激光加工方式制作微沟槽的装置的激光调制装置的示意图；图3与图4是显示位移驱动机构驱动光罩与加工件位移以进行加工件蚀刻的示意图；图5是显示本专利技术以激光加工方式制作微沟槽的方法流程图。具体实施例方式本专利技术所采用的具体实施例，将由以下的实施例及附图作进一步的说明。请参阅图1，是显示本专利技术以激光加工方式制作微沟槽的装置的示意图。如图所示，该装置100是包含有一激光产生器1、一激光调制装置2、一光罩3、一投影透镜组4、与一位移驱动机构5，其中，该位移驱动机构5是由一X轴位移驱动机构51、一Y轴位移驱动机构52与一Z轴位移驱动机构53所组成。该装置100是用以加工一加工件6。该激光产生器1是用以发射一激光束L；该激光调制装置2是用以调制该激光束L的照射横截面大小及其于横截面上的分布，该激光束L经该激光调制装置2调制后成为一调制激光束L1；该光罩3是用以控制该调制激光束L1的照射区域，该调制激光束L1穿透过该光罩后成为一蚀刻激光束L2；该投影透镜组4是用以将该蚀刻激光束L2投影至该加工件6；该位移驱动机构5是用以驱动该光罩3与该加工件6以一预定方向及一预定位移速度进行同步位移，以该蚀刻激光束L2于该加工件6形成微沟槽。该激光产生器1所发射的激光束L，就能量大小而言，未必适合该加工件6的材质，亦即过强的激光能量易破坏该加工件6，而过弱的激光能量则蚀刻速度太慢；就照射面积言，未必适合该加工件6欲蚀刻区域的大小；就能量分布言，该激光束L的能量于其横截面上未必是均匀分布的，亦即照射于该加工件6上，可能某点所接受的激光光能量会不同于另一点的激光光能量。为此，需以该激光调制装置2，针对该激光产生器1所发射的激光束L，做能量大小、照射面积与能量分布的调制处理。请参阅图2，是显示本专利技术以激光加工方式制作微沟槽的装置的激光调制装置的示意图。如图所示，该激光调制装置2是包含有一激光光衰减器21、一扩光透镜组22、一均光透镜组23与一场透镜组24。其中，该扩光透镜组22是由至少一扩光透镜221与至少一集光透镜222所组成，该均光透镜组23是由至少一均光透镜231所组成，该场透镜组24是由至少一扩光场透镜241与至少一集光场透镜242所组成。该激光光衰减器21是用以控制该激光束L的能量大小，以针对不同材质的加工件，将该激光束L的能量调整至最适当的大小。该扩光透镜组22是用以调整该激光束L的照射面积，将该激光束L的照射面积调制至足以涵盖或部分涵盖该光罩3的透光区域32延位移方向的宽度(见图3)。原为平行光束的激光束L，经过该扩光透镜组22的扩光透镜221的两次折射，扩展照射面积的同时亦由原来的平行光束转变为发散光束，而该集光透镜222即用以将成为发散光束的该激光束L，经两次折射后转变回平行光束。经过该扩光透镜组22的激光束L续照射至该均光透镜组23。该均光透镜组23是调制该激光束L的能量，使该激光束L于照射横截面上的各点能量均匀分布。该场透镜组24是以该扩光场透镜241将该激光束L的照射区域调制到符合实际加工所需的大小，并以该集光场透镜242将经该扩光场透镜241调制后的激光束L调制回平行光束。另外，该场透镜组24更可收集该激光束L中发散的激光，将发散的激光导回至加工件，以增加该激光束L的使用效率。经过该激光调制装置2调制的激光束L，即形成该调制激光束L1，且该调制激光束L1的能量大小是适合该加工件6的材质、其照射面积是适合该加工件6欲蚀刻区的大小，且其能量分布于横截面上的各点是均匀分布的。请参阅图3与图4，是显示位移驱动机构驱动光罩与加工件位移以进行加工件蚀刻的示意图，其中该投影透镜组4与该位移驱动机构5是未显示。如图3与图4所示，该光罩3是包含有一阻光区域31与至少一透光区域32，该透光区域32的轮廓是依据欲蚀刻的微沟槽而开设。该调制激光束L1的部份是被该阻光区域31所阻隔，而该调制激光束L1的另部份是由该透光区域32所穿透，而形成该蚀刻激光束L2。由于该透光区域32的轮廓是据欲蚀刻的微沟槽而开设，故该调制激光束L1经该光罩3调制后，该蚀刻激光束L2是可蚀刻出所欲制作的微沟槽。虽然该调制激光束L1的照射面积是调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以激光加工方式制作微沟槽的方法，其特征在于，包括下列步骤：ａ、制备包含有至少一透光区域的光罩，而该透光区域的轮廓是依据欲蚀刻的微沟槽而开设；ｂ、将该光罩对准于一加工件的预设加工表面；ｃ、以一激光产生器发射激光；ｄ、以一激光调制装置调制该激光束的照射面积；ｅ、将调制后的激光束透过该光罩的透光区域投射出，而产生一蚀刻激光束投射向该加工件的预设加工表面；ｆ、以该蚀刻激光束对该加工件的预设加工表面进行蚀刻；ｇ、同时以一位移驱动机构驱动该光罩与该加工件以一预定方向及一预定位移速度进行同步位移，以在该预设加工表面形成微沟槽。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢淑品，林茂盛，叶源益，林昌纬，熊介铭，
申请(专利权)人：微邦科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]