CN103376564A - 用于三维基底的高密度掩模及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于加工成形用于非平面或三维基底的高密度掩模的方法,该方法利用其中机加工有一个或多个精密成形件的芯轴。一旦具有一个或多个成形件的芯轴被加工成形,即可在所述芯轴上构造一个或多个掩模坯料。可由一个或多个掩模坯料切割出最终掩模。
Description
背景技术
1.技术领域
本发明涉及掩模以及用于加工成形掩模的装置和方法,并且更具体地讲涉及用于具有极限公差的复杂、三维基底的精密掩模以及用于加工成形这些高密度、精密掩模的装置和方法。
2.背景技术
随着电子装置持续小型化,越来越有可能产生用于多种用途的可佩戴的或可嵌入式微电子装置。此类用途可包括监测身体化学性质的各方面、响应于测量或响应于外部控制信号通过多种机构包括自动地施用受控剂量的药物或治疗剂、以及增强器官或组织的性能。此类装置的例子包括葡萄糖输注泵、起搏器、去纤颤器、心室辅助装置和神经刺激器。一种新型特定可用领域的应用在于眼科可佩戴透镜和角膜接触镜片。例如,可佩戴透镜可结合透镜组件,该透镜组件具有可电子调节焦点,以增强或提高眼睛的性能。在另一个例子中,无论具有或不具有可调节焦点,可佩戴角膜接触镜片都可结合电子传感器,以检测角膜前(泪液)膜中特定化学物质的浓度。嵌入式电子器件在透镜组件中的使用引入如下潜在需求:与电子器件通信、为电子器件提供动力和/或重新供能的方法、互连电子器件、内部和外部感测和/或监测、以及电子器件和透镜的整体功能的控制。
人的眼睛具有辨别百万种颜色的能力、易于调节以改变光条件的能力、以及以超过高速互联网连接的速度将信号或信息传输给大脑。当前,透镜例如角膜接触镜片和眼内透镜被用来矫正视力缺陷,例如近视、远视和散光。然而,结合附加组件的适当地设计的透镜可用来提高视力以及矫正视力缺陷。
常规的角膜接触镜片为聚合物结构,其具有特定的形状,以便主要如上所述地矫正各种视力问题。为了获得增强的功能,各种电路和组件必须集成到这些聚合物结构中。例如,控制电路、微处理器、通信装置、电源、传感器、致动器、发光二极管和微型天线可通过定制的光电组件集成到角膜接触镜片内,以便不仅矫正视力,而且提高视力,以及提供如本文所解释的附加功能性。电子式和/或动力式角膜接触镜片可被设计成通过放大和缩小或仅仅简单地改变透镜的折射能力而提供增强的视力。电子式和/或动力式角膜接触镜片可被设计成提高颜色和分辨率、显示纹理信息、将语音实时转换为字幕、提供导航系统的视觉提示、提供图像处理和互联网接入。透镜可被设计成允许佩戴者在低光条件下视物。透镜上适当地设计的电子器件和/或电子器件布置可允许例如在没有可变焦点光学透镜的情况下将图像投射到视网膜上,提供新型图像显示装置甚至提供唤醒警示。作为另一种选择或者除了这些功能或类似功能中任一种之外,角膜接触镜片可结合用于非侵入式监测佩戴者的生物表征的组件和健康状态指示器。例如,通过分析泪膜的组分,内置于透镜中的传感器可允许糖尿病患者监测血糖水平,而不需要抽血。此外,适当构造的透镜可结合用于监测胆固醇、钠和钾水平的传感器以及其他生物标记物。这与无线数据发送器结合可允许医师能够几乎立即得到患者的血液化学性质,而不需要患者浪费时间去实验室进行抽血。此外,内置于透镜中的传感器可用于检测入射到眼睛上的光,以补偿环境光条件或用于确定闪烁模式。
装置的正确组合可产生可能无限制的功能性;然而,存在许多与将附加组件结合到光学等级聚合物组件上相关联的困难。通常,由于多种原因,使得难以在透镜上直接制造此类组件,并且难以将平面装置安装和互连在非平面表面上。还难以按比例制造。待放置在透镜上或透镜中的组件需要小型化且集成到仅大约1.5平方厘米的透明聚合物上,同时保护这些组件不受眼睛上液体环境的影响。由于附加组件的增加的厚度,使得还难以制造对于佩戴者而言舒适且安全的角膜接触镜片。
考虑到眼科装置例如角膜接触镜片的面积和体积限制以及其使用环境,装置的物理实现必须克服多个问题,包括将多个电子组件安装和互连在非平面表面上,这些电子组件的大多数包括光学塑料。因此,需要形成三维形状以及在这些具有高精度和高重复性的三维形状上金属化或换句话讲形成互连件和偏移件。
发明内容
用于三维基底的高密度掩模以及用于制备本发明的高密度掩模的方法克服了如上简述的困难。
根据第一方面,本发明涉及用于制备一个或多个结合非平面基底使用的阴影掩模的方法。该方法包括以下步骤:加工成形芯轴,所述芯轴包括机加工在其中的一个或多个成形件,所述一个或多个成形件对应待掩蔽的非平面基底的形状;在芯轴的一个或多个成形件中形成一个或多个阴影掩模坯料;从芯轴移除一个或多个阴影掩模坯料;以及将预定图案机加工到一个或多个阴影掩模坯料中以形成一个或多个阴影掩模,所述预定图案包括显著小于一个或多个阴影掩模的尺寸的结构。
根据另一方面,本发明涉及用于形成阴影掩模坯料的芯轴。芯轴包括第一面和第二面,所述第一面和第二面为基本上平行的;与基本上圆柱形结构的第一面协作地相关联的一个或多个附接机构,所述一个或多个附接机构被配置成将芯轴固定到机加工工具;以及机加工到基本上圆柱形结构的第二面中的一个或多个成形件,所述一个或多个成形件具有匹配待掩蔽的非平面基底的非平面图案。
设置阻挡区域和开放区域以形成预定图案的掩模在如下方法中为可用的装置,所述方法用于在非平面或三维表面或基底上形成互连件。一般来讲,允许材料沉积到三维基底的预定区域中的简单掩模可使得后续材料移除方法得到优化,所述后续材料移除方法用于在动力式眼科装置上形成特定结构,例如电互连件。掩模的这种应用或用途具有有限的复杂性;即,阻挡或暴露大区域,并且这主要归因于掩模的质量。然而,根据本发明的装置和方法,可加工成形精密掩模,其继而可用于在高度复杂的三维基底例如可用于动力式眼科应用中的基底上形成精细结构。
加工成形根据本发明的掩模或阴影掩模的方法包括多个步骤。第一步骤包括制造或产生芯轴。芯轴优选地包括一个或多个成形件或成形凹槽,所述一个或多个成形件或成形凹槽被形成为表示待掩蔽的物品或元件的期望内部轮廓或结构。加工成形根据本发明的掩模或阴影掩模的下一步骤涉及在芯轴的一个或多个成形件中加工成形一个或多个阴影掩模坯料。在将期望图案切割或机加工到阴影掩模坯料中之后,阴影掩模坯料就变成阴影掩模。可使用多种合适技术例如沉积法(包括电铸)加工成形一个或多个阴影掩模坯料。加工成形根据本发明的掩模或阴影掩模的方法的下一步骤或最后步骤涉及从芯轴移除具有一个或多个阴影掩模坯料的板并且在其中形成图案以产生特定的阴影掩模。可使用多种精密机加工方法包括激光烧蚀形成图案。
根据本发明加工成形的和/或使用的芯轴可包括与待掩蔽的三维基底精确对应的一个或多个成形件,并且这些成形件可按多种方式构造。例如,可布置芯轴上的一个或多个成形件的构型以增加成形件的密度。换句话讲,可修改芯轴上的成形件的构型以增加单个芯轴上的图案数量。也可修改芯轴上的成形件的构型以提高方法的可重复性。换句话讲,可修改芯轴的构型以提高从芯轴移除阴影掩模坯料的简易性。重要的是应当指出,可使用许多其他构型来实现多种功能。
掩模的精密性主要取决于芯轴中的成形件的精密性。芯轴中的成形件优选精确地适形于三维基底的形状。因此,用于本发明中的方法能够将成形件以极高的精度机加工到芯轴中。此外,芯轴还优选地被设计用于提高整个方法的效率。
根据本发明的高密度掩模以及用于加工成形高密度掩模的方法提供了如下装置,所述装置用于掩蔽精细的非平面或三维基底以在其上形成精密结构,且不需要附加的后处理工作。本文所述的掩模和方法提供了用于加工成形精细组件的高性价比和高效率装置。
附图说明
下文是附图所示的本发明优选实施例的更为具体的说明,通过这些说明,本发明的上述及其他结构和优点将显而易见。
图1A、1B和1C为根据本发明的具有单个阴影掩模坯料的第一示例性芯轴的图解示意图。
图2A、2B和2C为根据本发明的具有多个阴影掩模坯料的第二示例性芯轴的图解示意图。
图3A、3B、3C和3D为根据本发明的具有多个阴影掩模坯料的示例性芯轴组件的图解示意图。
图4为示例性三维基底的图解示意图,所述示例性三维基底具有其上可利用根据本发明的掩模构造互连件的表面。
图5为根据本发明的定位在图4所示的基底上的示例性阴影掩模的图解示意图。
图6为图4所示的基底的图解示意图,所述基底具有利用根据本发明的阴影掩模沉积在其上的互连件。
图7为包括光学和电子器件两者的角膜接触镜片的图解示意图。
具体实施方式
如本文简述,设置阻挡区域和开放区域以形成预定图案的掩模在如下方法中为可用的装置,所述方法用于在非平面或三维表面或基底上形成图案,例如电互连件。在许多应用中,掩模的用途具有有限的复杂性;即,阻挡或暴露大区域,并且这主要归因于掩模的质量。然而,根据本发明的装置和方法,可加工成形精密掩模,所述精密掩模继而可用于在高度复杂的三维表面例如可用于动力式眼科应用中的表面上形成例如互连件结构之类的结构。
加工成形或产生根据本发明的掩模或阴影掩模的第一示例性步骤涉及芯轴的制造。芯轴具有多个不同的定义,其包括用于形成被机加工工件的物体、保持或换句话讲固定待机加工的材料的工件、或可用于固定其他移动工具的工件。如本文所用并且如随后更详细所解释,芯轴为其上可加工成形阴影掩模的基座成形件。更具体地讲,芯轴为其中或其上可形成一个或多个阴影掩模坯料的组件。
示例性芯轴包括具有一个或多个轴的基本上圆盘或圆柱形结构,所述一个或多个轴用于在其一个平面附接到加工车床或类似装置并且在其相对平面附接到平坦表面。重要的是应当指出,可根据本发明使用除用于标准加工机床的附接轴之外的其他附接机构,包括为可操作的以与具有真空吸盘的机器一起工作的附接机构。在芯轴的平坦表面上,可通过用于产生复杂和/或复合几何形状的任何合适的机加工技术来将待掩蔽的三维表面或基底的精确图案复制一次或多次。事实上,一旦被机加工后,芯轴就将具有一个或多个如下图案或成形件,所述图案或成形件表示待掩蔽的物品的期望内部轮廓和结构。可利用用于机加工复杂图案的任何合适的技术包括使用车床加工来将待掩蔽的三维表面的图案机加工到芯轴的平坦表面中,这说明需要一个或多个用于附接的轴,如本文详细解释的。
尽管示例性芯轴具有基本上圆盘或圆柱形结构,但重要的是应当指出其可具有任何合适的形状,前提条件是可机加工在其中成形件。例如,可使用非圆形结构。
芯轴的尺寸、各个阴影掩模坯料的尺寸、以及将在单个芯轴上加工成形的期望阴影掩模坯料数确定机加工到芯轴的平坦表面中的成形件或成形凹槽的数量。如果期望或需要每个芯轴仅具有一个成形件,则芯轴优选地包括具有单个附接轴的圆柱形结构,而非圆盘状结构,所述单个附接轴的中心位于芯轴的相对面上。然而,如果期望或需要在单个芯轴上具有多个成形件或成形凹槽,则芯轴优选地需要如下圆盘形结构,其具有定位在芯轴的相对面上并且中心位于每个成形件或成形凹槽后方的单独附接轴。例如,如果将十三(13)个成形件机加工到芯轴中,则需要十三(13)个附接轴,其中每个附接轴的中心位于每个成形件的正后方。如上所述,可使用其他附接机构,例如为可操作的以结合具有真空吸盘的机器工作的附接机构。如果利用旋转工具例如车床来完成成形件的机加工,则需要这种中心定位。利用旋转工具,为了使成形件对称,则附接轴必须与成形件的中心重合。除了具有其自身的居中附接轴的各个成形件之外,芯轴优选地由轻型材料形成,使得在远离芯轴中心例如靠近其周边加工成形件时不产生摆动,并且为足够强效的以便经受压力、应力以及重复使用的磨损。在一个示例性实施例中,芯轴可由轻型的、高强度重量比、以及相对低成本的金属材料例如铝加工成形。此外,由于铝可易于机加工或在替代实施例中可易于化学溶解,则可接近精确地制备复杂成形件。
在上述示例性实施例中,可使用用于加工成形精密和/或复杂/精细结构的任何技术来加工成形一个或多个成形件。如上所述,车床或其他车削机器例如车削铣机和回转机床可配备有天然或合成的金刚石刀头工具,以利用称为金刚石点车削的方法来加工成形一个或多个成形件。金刚石点车削为多阶段方法,其中机加工的初始阶段是利用一系列计算机数控车床来执行的。该系列中的每个后续车床均比上一个更精密。在该系列中的最终步骤中,使用金刚石刀头工具来实现亚纳米水平的表面精整度和亚微米的成形件精度。在可供选择的示例性实施例中,可使用电火花加工来加工成形一个或多个成形件。电火花加工是其中利用如下方式获得预定形状的制备方法,所述方式为利用电火花移除材料,从而产生预定形状或成形件。
加工成形或产生根据本发明的掩模或阴影掩模的下一个示例性步骤涉及在芯轴的一个或多个成形件或成形凹槽中加工成形一个或多个阴影掩模坯料。在将期望图案切割成阴影掩模坯料之后,阴影掩模坯料就变为阴影掩模,如随后详细所述。由于一个或多个成形件精确地匹配待掩蔽的三维表面或基底,因此芯轴中的成形件为用于阴影掩模坯料的模具。根据本发明的一个示例性实施例,可通过电镀或电铸方法在芯轴的每个成形件中加工成形阴影掩模坯料。电铸为其中利用电镀方法加工成形薄部件的金属成形方法。当待加工成形的部件具有极限公差或复杂性时利用电铸。电镀为如下方法,其中通过电场来运动溶液中的金属离子以将金属表层涂覆或电镀到基底成形件上,随后在电镀完成之后从成形件移除金属表层。由于此方法的性质,可利用这种技术来制备高保真性结构。换句话讲,电铸能够精确地复制成形件而不存在任何收缩或失真。可利用多种金属材料来加工成形阴影掩模坯料。在示例性实施例中,阴影掩模坯料由镍加工成形,其具有介于约五十(50)微米至约一百五十(150)微米之间的总厚度。重要的是应当指出,阴影掩模坯料的厚度可根据应用而变化,因此形成阴影掩模坯料的方法可从电铸改变为另一种合适的方法。
加工成形或产生根据本发明的掩模或阴影掩模的下一个或最终示例性步骤涉及从芯轴移除一个或多个阴影掩模坯料的板并且在其中形成图案以产生阴影掩模。可使用多种方法从芯轴移除板,所述方法包括芯轴的化学移除或两个组件的物理分离。根据芯轴的化学移除的一个示例性实施例,可使用仅与芯轴反应而不与板反应的化学品来溶解芯轴自身。在示例性实施例中,将阴影掩模坯料手动地或通过机器人机械手与芯轴物理地分离,并且置于夹具中以用于进一步的加工包括通过在其中形成期望图案产生阴影掩模。为了有利于物理分离,可摇晃、振动、轻敲、或换句话讲摇动芯轴来实现物理分离。期望图案对应特定应用,例如电互连件。图案可按任何合适的方式利用任何合适的装置形成,包括激光加工、激光烧蚀、等离子蚀刻、和/或化学蚀刻。在示例性实施例中,通过激光微加工在阴影掩模坯料中形成图案。因此,一旦阴影掩模坯料从芯轴移除后,就将其置于与激光加工系统相容的夹具上。当前可用激光系统的精密性使得极复杂图案的显微机械加工成为可能。例如,可实现小至一(1)微米的结构图案宽度。
一旦完成一个或多个阴影掩模后,就将其从激光微加工夹具转移到如下夹具或装置,所述夹具或装置用于将阴影掩模安装或临时地固定到待掩蔽的表面或基底上以产生最终产品。例如,如果将最终产品用作用于为角膜接触镜片提供动力的插件上的电互连件的基底,则可通过特定夹具将阴影掩模固定到前视区,所述特定夹具将允许通过阴影掩模的开口来将互连材料沉积到基底上。可利用与基底相容的任何合适的沉积方法。
参见图1A、1B和1C,示出了具有机加工到其一个平面104内的单个成形件或成形凹槽102的示例性芯轴100(图1A);具有阴影掩模坯料板106的示例性芯轴100,所述阴影掩模坯料板包括其上形成的单个阴影掩模坯料108(图1B);以及与芯轴100分离的阴影掩模坯料板106(图1C)。如上所述,可从阴影掩模坯料板106移除阴影掩模坯料108以形成随后详细所述的阴影掩模。用于从掩模坯料加工成形掩模的方法例如激光加工可用于从阴影掩模坯料板106移除掩模坯料或掩模。在该示例性实施例中,芯轴100具有基本上圆柱形形状,因为其中机加工有仅单个成形件102。用于将芯轴100固定到车床的附接轴110示为虚线。如上所述,如果使用另一种方法例如电火花加工来机加工成形件102,则不需要附接轴。在示出的示例性实施例中,成形件102包括多个层和面,所述多个层和面匹配其上将使用掩模的三维基底。重要的是应当指出,图1A、1B和1C用于示例性目的并且未必示出实际成形件的细节水平。芯轴100优选地包括铝,并且阴影掩模坯料108优选地包括镍。可利用任何合适的方法包括本文所述的那些来加工成形阴影掩模坯料108和阴影掩模自身。
如上所述,芯轴可具有多种构型,所述构型包括用于在单个阴影掩模板上形成多个阴影掩模坯料的基本上圆盘形结构。图2A、2B和2C示出了具有机加工到其一个平面204内的多个成形件或成形凹槽202的示例性圆盘形芯轴200(图2A);具有阴影掩模坯料板206的示例性圆盘形芯轴200,所述阴影掩模坯料板包括其上形成的多个阴影掩模坯料208(图2B);以及与芯轴200分离的阴影掩模坯料板206(图2C)。可利用如下方法从阴影掩模坯料板206移除示为高密度阴影掩模坯料的多个阴影掩模坯料208以形成阴影掩模,所述方法与用于从坯料加工成形掩模的方法相同,例如激光加工。在该示例性实施例中,芯轴200具有基本上圆盘形形状以适应机加工在其中的多个成形件202。成形件202的尺寸、成形件202的数量、以及芯轴200的尺寸彼此具有相关性或依赖性。多个成形件202可被布置成任何合适的构型。构型可由于多种原因或用于适应多个设计参数而被修改。例如,可修改构型以增加密度。换句话讲,可修改该构型以增加芯轴上的图案数量。还可修改构型以增加方法的可重复性。换句话讲,可修改构型以增加从芯轴移除阴影掩模坯料的简易性。用于将芯轴200固定到车床的附接轴210(以虚线示出)的中心位于每个成形件202后面的相对平面上。如上所述,如果使用另一种方法例如电火花加工来机加工多个成形件202,则不需要附接轴。在示出的示例性实施例中,成形件202各自包括相同图案的层和面,所述层和面匹配其中将利用掩模的三维基底;然而,可在单个芯轴上使用不同的成形件。再者,芯轴200优选地包括铝,并且多个阴影掩模坯料208优选地包括镍。阴影掩模坯料208和阴影掩模自身可利用任何合适的方法包括本文所述的那些来加工成形。再者,重要的是应当指出,图2A、2B和2C用于示例性目的并且未必反映出实际成形件的细节水平。
根据可供选择的示例性实施例,可将得自上述示例性实施例中的两者的某些结构结合到单个新型设计中。图3A、3B、3C和3D示出了这种可供选择的示例性芯轴组件设计。图3A示出了在其中包括多个通孔开口302的基本上圆盘形结构300。此基本上圆盘形结构300可由多种材料包括铝加工成形,如上文所述。通孔开口302的尺寸被设定成接纳其中具有单个成形件或成形凹槽306的单个芯轴结构304。单个芯轴结构304可与图1A和1B中所示的那些相同。事实上,基本上圆盘形结构300和单个芯轴结构304的组合形成芯轴组件308。单个芯轴结构304和基本上圆盘形结构300可包括用于将彼此例如通过螺纹可拆卸地附接的任何合适装置。通过该方式将元件互连,可将多种成形件306结合到单个芯轴组件308内。换句话讲,可在单个组件上利用不同的成形件来产生不同的掩模坯料。图3C示出了具有阴影掩模坯料板310和相关阴影掩模坯料312的芯轴组件308,并且图3D示出了与芯轴组件308分离的阴影掩模坯料板310。如上所述,重要的是应当指出,图3A、3B和3C用于示例性目的并且未必反映出实际成形件的细节水平。
尽管在图3B和3C的芯轴中未以虚线示出轴,但优选地利用一些附接装置来加工成形芯轴。例如,可利用用于附接到车床或真空吸盘的单个轴。
本发明的阴影掩模可被用于多种基底包括三维基底上。图4示出了此类示例性基底400。如上所述,基底400可为眼科装置或系统(例如可变视区的电子眼科透镜)的组件。图4通过描绘剖切基底400的部分的剖视图而示出了基底400的三维方面的多个属性。基底400包括外部或外边缘402、中部或中心区域404、以及中间结构406和408。如图所示,这些中间结构406和408中的每一个均具有其自身的局部三维拓扑结构。在其中基底400可用于眼科透镜中的示例性实施例中,从边缘区域402到中心区域404的高度差可为至多四(4)毫米,并且中间结构406和408可具有在0.001到0.5毫米之间变化的局部高度差,且其侧壁的斜率在约二(2)到约九十(90)度的范围内变化。尽管集中于用于眼科装置的基底400的示例性实施例的说明可用于描述掩模和制备根据本发明的掩模的方法,但对于本领域的普通技术人员而言应为显而易见的是,事实上任何三维基底均符合阴影掩模以及用于形成如本文所述的阴影掩模的方法。然而,尤其应当注意的是用于眼科装置的基底的极精细特性以及对于掩模和制备具有这种极限公差的掩模的方法的需要。
根据本发明加工成形的用于此基底400的阴影掩模优选地适形于基底400的精确形状。换句话讲,根据本发明制备的阴影掩模应优选精确地适形于基底的形状并且被定位成尽可能面对面地靠近基底。参见图5,示出了定位在基底400上的示例性阴影掩模500。阴影掩模500适形于特定基底400的形状并且在需要将材料沉积到基底400上的任何位置处均具有切口502。可结合如本文所述的多种沉积技术来使用阴影掩模500。如上所述,如果基底400为眼科装置的组件,则阴影掩模500可用于在基底400上形成导电迹线/互连件。阴影掩模500中的切口502应优选地对应导电迹线/互连件的期望图案。
一旦具有相关切口502的阴影掩模500定位或对准到其匹配三维基底400上时,就可完成阴影掩模化过程并且可利用用于膜形成的任何合适技术,包括金膜的溅射沉积。尽管金膜示于此示例性说明中,但应当指出的是,可使用符合掩模化沉积的多种膜,包括金属膜、介电膜、高K介电膜、导电膜和非导电膜。
在已执行沉积方法以将适当厚度的金膜沉积到基底400上对应于切口502的区域中以及阴影掩模500自身上之后,形成所得基底400,所述基底具有直接形成的导电迹线/互连件600,如图6所示。阴影掩模500已直接遮蔽不需要导电迹线/互连件的区域中的三维基底400。然而,在对应于切口502的区域中,导电迹线/互连件结构600形成于基底400的表面上。
在一些示例性实施例中,在已按照所述方式限定导电迹线/互连件结构600之后,可再次使用激光烧蚀处理。如果由阴影掩模500限定的导电迹线/互连件结构600不具有可利用激光烧蚀获得的精度,则可使用激光烧蚀来“修剪”或进一步地限定已限定的导电迹线/互连件结构600。在一些示例性实施例中,此类修剪可提高生产量,因为非常接近期望最终产物的结构可通过阴影掩模形成,然后通过激光烧蚀进行细微改变。
尽管根据本发明的掩模和用于制备掩模的方法可用于任何基底,但已参照可为眼科装置或系统的组件的基底来描述了示例性实施例。一种此类眼科装置或系统为动力式或电子式角膜接触镜片。因此,为了完整起见,将示例性动力式或电子式角膜接触镜片的简要说明示于本文中。
示例性动力式或电子式角膜接触镜片包括必要元件,以矫正和/或提高具有一种或多种视力缺陷的患者的视力,或者以其他方式执行可用的眼科功能。此外,它们可简单地用来提高正常的视力,或者提供宽泛种类的功能性。电子式角膜接触镜片可包括可变焦点光学透镜,嵌入角膜接触镜片中的组装前光学件,或者仅仅简单地嵌入任何合适功能性的电子器件而没有透镜。可将示例性电子透镜可结合到多种角膜接触镜片内;然而,为了容易解释,本发明将集中于用于矫正视力缺陷的单次使用的日抛电子式角膜接触镜片。
现在参考图7,其示出了角膜接触镜片700,该角膜接触镜片包括光学组件和电子组件两者,使得需要电互连件和机械互连件。角膜接触镜片700包括视区702,所述视区可用来提供或可不用来提供视力矫正和/或提高,或者作为另外一种选择,其可简单地用作基底,所述基底用于具有任何合适功能的嵌入式电子器件。在所示的示例性实施例中,形成视区702的聚合物/塑料延伸成使其形成基底704,电子器件附接到该基底上。例如半导体芯片706和电池708之类的电子组件均机械连接和电气连接到基底704。导电迹线712将基底704上的电子组件706和708电互连。在所示的示例性实施例中,导电迹线712a将半导体芯片706连接到前光学电极714,并且导电迹线712b将半导体芯片706连接到后光学电极716。粘合剂层718可用来连接前光学件和后光学件;然而,可利用用于连接两个层的任何其他合适的装置,或者该设计可仅仅利用单个层。
优选利用本文所述的掩模和掩模技术来加工成形上文所述的导电迹线712。导电迹线712对应阴影掩模中的开口。为了获得精密导电迹线712,掩模必须具有精密切口并且对应三维表面或基底。换句话讲,掩模优选地形成基底或表面的镜像,并且切口精确地匹配结构以使得不需要附加的处理步骤。换句话讲,利用根据本发明加工成形的掩模,应不需要进一步处理以“清理”沉积的结构图案。例如,如果使用现有技术掩模,则可能需要激光烧蚀方法来清理沉积的结构图案的线条(导电互连迹线),而利用本发明,掩模的精密特性允许提供较整洁和较精密的线条。
尽管所示出和描述的据信是最为实用和优选的实施例,但显然,对所描述和示出的具体设计和方法的变更对本领域的技术人员来讲不言自明,并且可使用这些变更形式而不脱离本发明的实质和范围。本发明并不局限于所描述和示出的具体构造,而是应该理解为与落入所附权利要求书的范围内的全部修改形式相符。
Claims (19)
1.一种用于制备结合非平面基底使用的一个或多个阴影掩模的方法,所述方法包括以下步骤:
加工成形芯轴,所述芯轴包括机加工在其中的一个或多个成形件,所述一个或多个成形件对应待掩蔽的非平面基底的形状;
在所述芯轴中的所述一个或多个成形件中形成一个或多个阴影掩模坯料;
从所述芯轴移除所述一个或多个阴影掩模坯料;以及
将预定图案机加工到所述一个或多个阴影掩模坯料中以形成一个或多个阴影掩模,所述预定图案包括显著小于所述一个或多个阴影掩模的尺寸的结构。
2.根据权利要求1所述的用于制备一个或多个阴影掩模的方法,其中加工成形芯轴的步骤包括制备具有基本上平行的前面和后面的基本上圆柱形结构,以及在所述前面中机加工一个或多个非平面成形件。
3.根据权利要求2所述的用于制备一个或多个阴影掩模的方法,其中在所述前面中机加工一个或多个非平面成形件包括通过车床来切割所述一个或多个非平面成形件。
4.根据权利要求2所述的用于制备一个或多个阴影掩模的方法,其中在所述前面中机加工一个或多个非平面成形件包括通过车削铣机来切割所述一个或多个非平面成形件。
5.根据权利要求2所述的用于制备一个或多个阴影掩模的方法,其中在所述前面中机加工一个或多个非平面成形件包括通过回转机床来切割所述一个或多个非平面成形件。
6.根据权利要求2所述的用于制备一个或多个阴影掩模的方法,其中在所述前面中机加工一个或多个非平面成形件包括通过金刚石点车削来切割所述一个或多个非平面成形件。
7.根据权利要求2所述的用于制备一个或多个阴影掩模的方法,其中在所述前面中机加工一个或多个非平面成形件包括通过电火花加工来切割所述一个或多个非平面成形件。
8.根据权利要求1所述的用于制备一个或多个阴影掩模的方法,其中在所述一个或多个成形件中形成一个或多个阴影掩模坯料的步骤包括电沉积方法。
9.根据权利要求8所述的用于制备一个或多个阴影掩模的方法,其中所述电沉积方法包括将镍电镀成厚度小于一百五十微米的一个或多个膜。
10.根据权利要求1所述的用于制备一个或多个阴影掩模的方法,其中从所述芯轴移除所述一个或多个阴影掩模坯料的步骤包括使所述一个或多个阴影掩模坯料与所述芯轴物理地分离。
11.根据权利要求1所述的用于制备一个或多个阴影掩模的方法,其中从所述芯轴移除所述一个或多个阴影掩模坯料的步骤包括化学地移除所述芯轴。
12.根据权利要求1所述的用于制备一个或多个阴影掩模的方法,其中将预定图案机加工到所述一个或多个阴影掩模坯料中的步骤包括激光微加工所述图案中的结构。
13.根据权利要求12所述的用于制备一个或多个阴影掩模的方法,其中所述图案中的结构可包含一微米的宽度。
14.根据权利要求1所述的用于制备一个或多个阴影掩模的方法,其中在所述一个或多个阴影掩模坯料中机加工预定图案的步骤包括利用激光烧蚀。
15.根据权利要求1所述的用于制备一个或多个阴影掩模的方法,其中在所述一个或多个阴影掩模坯料中机加工预定图案的步骤包括利用化学蚀刻。
16.根据权利要求1所述的用于制备一个或多个阴影掩模的方法,其中在所述一个或多个阴影掩模坯料中机加工预定图案的步骤包括利用等离子蚀刻。
17.一种用于形成阴影掩模坯料的芯轴,所述芯轴包括:
包括第一面和第二面的基本上圆柱形结构,所述第一面和第二面为基本上平行的;
与所述基本上圆柱形结构的第一面协作地相关联的一个或多个附接机构,所述一个或多个附接机构被配置成将所述芯轴固定到机加工工具;以及
机加工到所述基本上圆柱形结构的第二面中的一个或多个成形件,所述一个或多个成形件具有匹配待掩蔽的非平面基底的非平面图案。
18.根据权利要求17所述的用于形成阴影掩模坯料的芯轴,其中所述芯轴包含金属材料。
19.根据权利要求18所述的用于形成阴影掩模坯料的芯轴,其中所述金属材料包括铝。
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