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微透镜阵列结构的几种加工方法

更新时间:2023-05-06      点击次数:777
1.机械加工法:这是一种比较早期的微透镜加工方法,其优点是简单易行,利用高精度CNC工具可以挖出对应的微透镜结构,或者利用更为精密的单点金刚车工具挖出微球凹坑结构,当然加工的都是模具,再配合注塑工艺或者热压成型获得带有微透镜阵列的板材或者型材。
2.喷胶法:利用高精密喷嘴将聚合物液体喷出,并形成一定尺寸的液滴,在空间中飞行后着陆在衬底表面形成半球面,再通过加热溶剂挥发,或者紫外光照固化的方式形成球面微透镜结构,辅以高精度的机械机台和喷嘴阵列以及控制系统,就可以获得有效面积的微透镜阵列结构。这种加工方式的优点是无需向上面两种方法先制作模具后通过注塑或者压印的方式进行复制,它本身就有很高的生产效率,可以直接用于生产。但是其缺点就是需要适配合适的喷射聚合物材料,还需要匹配其材料与衬底的粘附性等问题才能获得可控矢高的微透镜阵列。
3.热回流法:热回流是当前比较流行的一种微透镜阵列结构的加工方法。其过程是利用光刻胶曝光显影后形成圆柱或者特定形状的柱子阵列结构,通过加热后让光刻胶达到并超高其玻璃态转变温度后软化,在其表面张力的作用下形成微透镜阵列。再配合电铸工艺实现结构向模具的转化,利用注塑或者纳米压印的方式进行大批量的复制生产。
4.灰度曝光法:上述几种方法几乎有个共性,就是球面的形状可控性比较差,实际使用中,非球面的微透镜阵列需求越来越多,因对这种需求,我们往往需要通过灰度光刻的方式来实现微透镜阵列结构,灰度光刻的就是利用灰度光刻掩膜版(掩膜接触式光刻)或者计算机控制激光束或者电子束剂量从而达到在某些区域曝透,而某些区域光刻胶部分曝光,从而在衬底上留下3D轮廓形态的光刻胶结构。微透镜阵列也是类似,可以通过剂量分布的控制来控制其轮廓形态。
5.微纳3D打印:这种方法与灰度光刻有点类似,但是原理不同。魔技纳米科技有限公司正是用的这种三维光刻技术制作微透镜阵列。我们常见的微纳3D打印技术是双光子聚合,利用该技术我们理论上可以获得想要的结构,不仅仅是微透镜阵列结构,该方法的优势是可以按照设计获得想要的结构,后续可以通过LIGA工艺获得金属模具,并通过纳米压印技术进行复制。

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