CN207799123U - 具高深宽比光导孔阵列的光导板 - Google Patents

Abstract

一种具高深宽比光导孔阵列的光导板，其利用蚀刻技术对一金属板片的一第一面及相对的一第二面进行蚀刻作业，用以在该第一面及该第二面上分别蚀刻成型多条第一凹槽及第二凹槽，其中各第一凹槽与各第二凹槽在该金属板片中形成一上一下的一对一对应关系及一上一下的交叉状态，并使各第一凹槽能与所对应之各第二凹槽在该交叉位置处蚀刻产生一上下向的贯穿区，从而在该金属板片上形成一精密的光导孔阵列，且各光导孔具有高深宽比(Aspect Ratio)如比值接近10，使光线能通过该光导孔阵列布局以由该金属板片的第一面穿过该贯穿区而穿透至相对的第二面，提升该光导板的使用放果。

Description

具高深宽比光导孔阵列的光导板

技术领域

本实用新型有关一种光导板，尤指一种具高深宽比光导孔阵列的光导板。

背景技术

本实用新型的光导板乃是指在一板片上设有一由多个光导孔构成的光导孔阵列，各光导孔垂直穿过该板片的厚度，供光线能通过该光导孔阵列以由该板片的第一面(上面)垂直地传至第一面(底面)，例如当应用于指纹辨识领域时，可将按压在第一面上的指纹及其特征准确地引导至设于第二面上的指纹辨识用传感器上(如指纹辨识芯片)供进行指纹辨识功能。

现有的光导板制造技术包含：微米压印工法，其缺点在于制程中须要压印模具配合；厚胶光刻工法，其缺点在于光导孔可能无法达到5-10μm宽及50μm深的规格要求；厚光阻迭加工法，其缺点在于光导孔的孔型不佳及迭加难度较高；双面蚀刻工法，其缺点在于光导孔的孔型不佳；填孔缩小孔径工法(即先制作较宽孔再通过电镀缩小孔径)，其缺点在于制程较为繁复。由上可知，上述现有的光导板制造技术各有各的缺点，以致难以直接应用于制作一具高深宽比(如比值接近10)的光导孔。

在此，以本实用新型的光导板为例，说明一具高深宽比光导孔阵列的光导板所要求的尺寸规格但不限制。本实用新型为一矩形光导板，其长度及宽度设为5.5英寸(约13.97cm)，厚度设为50至60μm，光导孔的宽度(孔径)设为5至6μm，其在长度方向等距排列设有1920个光导孔(即相邻二光导孔10之间距约72μm)，在宽度方向等距排列设有1080个光导孔(即相邻二光导孔10之间距约129μm)，而构成一光导孔阵列。由于光导孔的深宽比(或厚径比，板厚孔径比，AspectRatio)，即光导孔的深度与光导孔的宽度(或孔径)的比值(50至60μm/5至6μm)接近于10，因此本实用新型的光导板可视为一种具高深宽比光导孔阵列的光导板。然，利用上述现有的光导板制造技术，确实难以有效率制作完成一如本实用新型之具高深宽比光导孔阵列的光导板，因此针对上述问题，有必要提出有效的解决方案。

发明内容

本实用新型主要目的乃在于提供一种具高深宽比光导孔阵列的光导板，其在一具一厚度之金属板片上设有一使光线能垂直穿过该金属板片的光导孔阵列而形成，且各光导孔的深宽比(Aspect Ratio)接近10，该光导板包含：一金属板片，其为一具有均匀厚度之金属片体，包含一第一面及相对的一第二面；多条第一凹槽，其利用蚀刻技术以成型且凹入设在该金属板片的第一面上，其中各第一凹槽的长度沿着或平行一第一方向延伸，各第一凹槽的宽度通过蚀刻制程以控制在近乎(approximately)等于各光导孔的宽度(或孔径)，各第一凹槽的深度通过蚀刻制程以控制在近乎等于或微大于该金属板片的厚度的一半；多条第二凹槽，其利用蚀刻技术以成型且凹入设在该金属板片的第二面上，其中各第二凹槽之长度沿着或平行一第二方向延伸，各第二凹槽的宽度通过蚀刻制程以控制在近乎(approximately)等于各光导孔的宽度(或孔径)，各第二凹槽的深度通过蚀刻制程以控制在近乎等于或微大于该金属板片的厚度的一半；其中成型在该第一面上之各第一凹槽与成型在该第二面上之各第二凹槽之间在该金属板片中形成一上一下的一对一对应关系；其中各第一凹槽与所对应的第二凹槽在该金属板片中形成一上一下的交叉状态，从而使各第一凹槽能与所对应之各第二凹槽在该交叉位置处产生一上下方向的贯穿区，并使该贯穿区的宽度尺寸得控制以保有该光导孔的宽度(或孔径)或保持在该光导孔的宽度的容许裕度范围内；其中各光导孔由各贯穿区与各第一凹槽及各第二凹槽中分别垂直于该贯穿区的一局部区域所构成，使光线能通过各光导孔以由该金属板片的第一面或第二面穿过该贯穿区而穿透至相对的第二面或第一面。

附图说明

图1为本发明的光导板一实施例(具一光导孔阵列)的俯视示意图。

图2为图1所示实施例的仰视示意图。

图3为本实用新型的光导板之蚀刻制程中进行光阻层涂布程序一实施例的侧视示意图。

图4为本实用新型的光导板一局部的侧视剖视示意图。

图5为本实用新型的光导板一局部的立体剖视示意图。

图6为图5的立体示意图。

图7至图10分别为本实用新型的光导板另四个实施例(具不同光导孔阵列局)的俯视示意图。

附图标记列表：1-光导板；10-光导孔；20-金属板片；21-第一面；22-第二面；30-第一凹槽；30a-第一凹槽局部；40-第二凹槽；40a-第二凹槽局部；50-贯穿区；60-光阻层；61-光阻开口；70-光阻层；71-光阻开口。

具体实施方式

配合图标，将本实用新型的结构及其技术特征详述如后，其中各图示只用以说明本实用新型的结构关系及相关功能，因此各部尺寸或形状或大小并非依实际比例设置且非用以限制本实用新型。

参考图1至图6，本实用新型为一种具高深宽比光导孔10阵列的光导板1，其在一具一均匀厚度之金属板片20上设置一由多个光导孔10构成之阵列，供光线能由该金属板片20的一第一面21垂直穿过该金属板片20而传至相对该第一面21的一第二面22；其中各光导孔10的深宽比(或厚径比，或板厚孔径比，Aspect Ratio)，即各光导孔10的深度(或该金属板片20的厚度)与各光导孔10的宽度(或孔径)的比值是接近于10但不限制。该光导板1包含一金属板片20、多条第一凹槽30、多条第二凹槽40、及一由多个光导孔10所形成的光导孔阵列。

该金属板片20为一具有均匀厚度之金属片体，包含一第一面21及相对该第一面21的一第二面22。

该多条第一凹槽30利用蚀刻技术以成型且凹入设在该金属板片20的第一面21上，其中各第一凹槽30的长度向沿着或平行一第一方向延伸，如图1中X箭头所示方向但不限制；各第一凹槽30的宽度通过蚀刻技术及制程以控制在近乎(approximately)等于各光导孔10所预先设定的宽度(或孔径)如5至6μm但不限制，其中各第一凹槽30的深度通过蚀刻制程以控制在近乎等于或微大于该金属板片20的厚度的一半，例如该金属板片20的厚度为50至60μm时(参考图4)，各第一凹槽30的深度即控制在近乎等于或微大于25至30μm但不限制。

该多条第二凹槽40利用蚀刻技术以成型且凹入设在该金属板片20的第二面22上，其中各第二凹槽40的长度向沿着或平行一第二方向延伸，如图1中Y箭头所示方向但不限制；各第二凹槽40的宽度通过蚀刻技术及制程以控制在近乎(approximately)等于各光导孔10所预先设定的宽度(或孔径)如5至6μm(参考图4)但不限制，其中各第二凹槽30的深度通过蚀刻制程以控制在近乎等于或微大于该金属板片20的厚度的一半，例如该金属板片20的厚度为50至60μm(参考图4)时，各第一凹槽30的深度即控制在近乎等于或微大于25至30μm但不限制。

参考图1、2、4、5、6，成型在该第一面21上的各第一凹槽30与成型在该第二面22上之各第二凹槽40之间在该金属板片20中形成一上一下的一对一对应关系，即一第一凹槽30与一第二凹槽40在该金属板片20中形成一上一下的上下堆栈关系。

参考图4、5、6，各第一凹槽30与所对应的第二凹槽40在该金属板片20中进一步形成一上一下的交叉状态，从而使各第一凹槽30能与所对应之各第二凹槽40在该交叉位置处产生一上下方向的贯穿区50。

在实际制作时，可在该第一面21及第二面22上分别进行光阻层60、70涂布程序如图3所示但不限制，再进行双面曝光程序并以光罩留下并设定各第一凹槽30之光阻开口61及各第二凹槽40之光阻开口71；再进行双面蚀刻程序以使各第一凹槽30及各第二凹槽40分别在该第一面21及该第二面22上被蚀刻成型。当各第一凹槽30与所对应之各第二凹槽40于蚀刻过程中在交叉位置处产生一上下方向的贯穿区50时，即当各第一凹槽30与所对应之各第二凹槽40在凹槽中间交叉处蚀穿时，就停止蚀刻，因此该贯穿区50的宽度尺寸亦能控制以保持有该光导孔10原预定的宽度(或孔径)或保持在该光导孔10原预定的宽度的容许裕度范围内。此外，在蚀刻时因侵蚀速度可能会造成各第一凹槽30与各第二凹槽40之沟槽内部蚀刻形状过蚀的情形，但因为采用双面蚀刻，故只要各第一凹槽30与各第二凹槽40分别在该第一面21及该第二面22上的沟槽形状完整即可。

参考图4、5、6，因为光线只有穿过该贯穿区50才能穿过该金属板片20，因此各光导孔10由各贯穿区50与各第一凹槽30中垂直于该贯穿区70的一局部区域(如图4中的第一凹槽局部30a)及各第二凹槽40中分别垂直于该贯穿区70的一局部区域(如图4中的第二凹槽局部40a)所构成，使光线能通过各光导孔10(30a、50、40a)以由该金属板片20的第一面21或第二面22穿过该贯穿区50而穿透至相对的第二面22或第一面21，达成该光导板1之使用功效。

在本实用新型之实施例中，该金属板片20以可蚀刻的材料制成，如不锈钢、铜、铝等但不限制。

在本实用新型之实施例中，各第一凹槽30的长度向或第一方向(如图1中X所示但不限制)与所对应的各第二凹槽40的长度向或第二方向(如图1中Y所示但不限制)在该金属板片20中形成一上一下的十字垂直交叉或非十字垂直交叉；其中当该第一凹槽30与其所对应的第二凹槽40形成一上一下的十字垂直交叉时如图1、2、5至9所示，该光导孔10的贯穿区50的形状形成矩形；其中当该第一凹槽30与其所对应的第二凹槽40形成一上一下的非十字垂直交叉时如图10所示，该光导孔10的贯穿区50的形状形成菱形。

在本实用新型一实施例中，该金属板片20的厚度或各光导孔10的深度为50至60μm，各光导孔10的贯穿区50的宽度尺寸控制为5至6μm。

在本实用新型一实施例中，该光导板1的长度及宽度均为5.5英寸(约13.97cm)，厚度为50至60μm，其在长度向等距排列设有1920个光导孔10，即相邻二光导孔10的长度向间距约72μm，在宽度方向等距排列设有1080个光导孔10，即相邻二光导孔10的宽度向间距约129μm，使该光导板20上具有一由1920x1080个光导孔10构成的光导孔阵列。

本实用新型的光导板1所具有之光导孔阵列得包含不同数目的光导孔10或不同样态的光导孔阵列，分别说明如下但非用以限制本实用新型。

参考图7，本实施例的光导板1的光导孔10(贯穿区50)的形状(矩形)及光导孔阵列之样态与图1、2所示实施例类似，即该第一凹槽30与其所对应的第二凹槽40是形成一上一下的十字垂直交叉，因此该光导孔10的贯穿区50的形状形成矩形，但二者间之不同点在于：本实施例的光导孔阵列中，位于同一行的各第一凹槽30(如图7中共有横向4行但不限制)或位于同一列的各第二凹槽40(如图7中共有纵向8列但不限制)，在长度方向延伸连接而分别形成一连续且较长的第一凹槽30或第二凹槽40，即相邻二第一凹槽30在长度方向延伸连接成一较长的第一凹槽30，或相邻二第二凹槽40也在长度方向延伸连接成一较长的第二凹槽40，但不影响本实施例的光导板1或其光导孔10阵列之使用功能。

参考图8，本实施例的光导板1的光导孔10(贯穿区50)的形状(矩形)与图1、2所示实施例类似，即该第一凹槽30与其所对应的第二凹槽40是形成一上一下的十字垂直交叉，因此该光导孔10的贯穿区50的形状形成矩形，但二者间之不同点在于：本实施例的光导孔阵列的样态不同于图1、2所示之实施例，即在本实施例中，相邻二行第一凹槽30之间或相邻二列第二凹槽40之间形成交错样态。

参考图9，本实施例的光导板1的光导孔10(贯穿区50)的形状(矩形)及光导孔阵列之样态与图8所示实施例类似，即该第一凹槽30与其所对应的第二凹槽40是形成一上一下的十字垂直交叉，因此该光导孔10的贯穿区50的形状形成矩形，且相邻二行第一凹槽30之间或相邻二列第二凹槽40之间形成交错样态。但二者间之不同点在于：本实施例与图8所示实施例相比，本实施例之各第一凹槽30与其所对应的第二凹槽40的长度方向分别顺时针旋转45度，即由图1中X箭头及Y箭头所示之方向分别旋转45度，但仍然是形成一上一下的十字垂直交叉。

参考图10，本实施例的光导板1的光导孔阵列之样态与图8所示实施例类似，即相邻二行第一凹槽30之间或相邻二列第二凹槽40之间形成交错样态。但二者间之不同点在于：本实施例中各第一凹槽30与其所对应之各第二凹槽40是形成一上一下的非十字垂直交叉；本实施例与图8所示实施例相比，本实施例中各第二凹槽40的长度方向(如图1中Y箭头所示方向)逆时针旋转45度如图10所示，因此该光导孔10的贯穿区50的形状形成菱形。

此外，参考图1至图6，提供一种具高深宽比光导孔10阵列的光导板1的制造方法，包含下列步骤：

步骤S1：提供一可蚀刻之金属板片20，其具有一第一面21及相对该第一面21的一第二面22。

步骤S2：利用蚀刻技术以对该金属板片20的第一面21及第二面22进行蚀刻作业，用以在该第一面21及第二面22上分别蚀刻成型多条第一凹槽30及第二凹槽40；其中各第一凹槽30的长度沿着或平行一第一方向(X)延伸，宽度通过蚀刻制程以控制在近乎(approximately)等于各光导孔10的宽度(或孔径)，深度通过蚀刻制程以控制在近乎等于或微大于该金属板片20的厚度的一半；其中各第二凹槽40的长度沿着或平行一第二方向(Y)延伸，宽度通过蚀刻制程以控制在近乎(approximately)等于各光导孔10的宽度(或孔径)，深度通过蚀刻制程以控制在近乎等于或微大于该金属板片20的厚度的一半；其中各第一凹槽30与各第二凹槽40之间在该金属板片20中形成一上一下的一对一对应关系及一上一下的交叉状态，从而使各第一凹槽30能与所对应之各第二凹槽40在该交叉位置处蚀刻产生一上下方向之贯穿区50，并使该贯穿区50的宽度尺寸得控制以保持有该光导孔10的宽度(或孔径)或保持在该光导孔10的宽度的容许裕度范围内；其中各光导孔10由各贯穿区50与各第一凹槽30及各第二凹槽40中分别垂直于该贯穿区70的一局部(30a、40a)所构成，使各光导孔10能由该金属板片20的第一面21垂直经过该贯穿区50而贯穿至该金属板片20的第二面22。

步骤S3：完成一光导板20，并使该光导板20上具有一由多个光导孔10构成的阵列。

此外，在该步骤S2之蚀刻作业中，进一步可包含下列程序但不限制：在该金属板片20的第一面21及第二面22上分别进行光阻层60、70涂布程序；再进行双面曝光程序并以光罩留下并设定各第一凹槽30之光阻开口61及各第二凹槽40之光阻开口71，从而确定各第一凹槽30、各第二凹槽40及各光导孔10之预定位置(参考图3)；再进行双面蚀刻程序，以使各第一凹槽30及各第二凹槽40被蚀刻成型；其中当各第一凹槽30与所对应之各第二凹槽40在交叉位置处蚀刻产生一上下方向的贯穿区50时，即停止双面蚀刻程序。

此外，在双面蚀刻程序停止之后，该光阻层60、70可以不移除而分别保留在该金属板片20的第一面21及第二面22上，由此，该光阻层60、70的厚度可相对减少该金属板片20被蚀穿的厚度。

本实用新型与现有技术比较，具有以下优点：

(1)在实际制作时，当各第一凹槽30与所对应之各第二凹槽40在凹槽中间交叉处蚀穿时，就停止蚀刻作业，因此各贯穿区50或所完成之各光导孔10的宽度尺寸能得到适当的控制。

(2)在蚀刻作业时，因侵蚀速度可能会造成各第一凹槽30与各第二凹槽40之沟槽内部蚀刻形状过蚀的情形，但因为是采用双面蚀刻，只要各第一凹槽30与各第二凹槽40分别在该第一面21及该第二面22表面上的沟槽形状完整即可，有利于提升各光导孔10蚀刻成型之精密度。

(3)本实用新型利用光罩以留下各第一凹槽30之光阻开口61及各第二凹槽40之光阻开口71，故可精密地设定及控制各第一凹槽30与各第二凹槽40在该金属板片20上一上一下的一对一对应关系及一上一下的交叉位置，也就是可使各第一凹槽30、各第二凹槽40及各光导孔10精密地蚀刻成型于其所设定之正确位置处，有利于提升本实用新型的光导板1的精密度及制造良率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，对本实用新型而言仅是说明性的，而非限制性的；本领域普通技术人员理解，在本实用新型权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效变更，但都将落入本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种具高深宽比光导孔阵列的光导板，其在一具一均匀厚度之金属板片上设置一由多个能使光线垂直穿过该金属板片的光导孔所构成的光导孔阵列，且各光导孔的深宽比接近于10，该光导板包含：

一金属板片，其为一具有均匀厚度之金属片体，包含一第一面及相对该第一面的一第二面；

多条第一凹槽，其利用蚀刻技术以成型且凹入设在该金属板片的第一面上，其中各第一凹槽的长度沿着或平行一第一方向延伸，其中各第一凹槽的宽度通过蚀刻制程以控制在近乎等于各光导孔的宽度，其中各第一凹槽的深度通过蚀刻制程以控制在近乎等于或微大于该金属板片的厚度的一半；

多条第二凹槽，其利用蚀刻技术以成型且凹入设在该金属板片的第二面上，其中各第二凹槽的长度沿着或平行一第二方向延伸，其中各第二凹槽的宽度通过蚀刻制程以控制在近乎等于各光导孔的宽度，其中各第二凹槽的深度通过蚀刻制程以控制在近乎等于或微大于该金属板片的厚度的一半；

其中成型在该第一面上之各第一凹槽与成型在该第二面上之各第二凹槽之间在该金属板片中形成一上一下的一对一对应关系；

其中各第一凹槽与所对应的第二凹槽在该金属板片中形成一上一下的交叉状态，从而使各第一凹槽能与所对应之各第二凹槽在该交叉位置处产生一上下方向的贯穿区，并使该贯穿区的宽度尺寸得控制以保持有该光导孔的宽度或保持在该光导孔的宽度的容许裕度范围内；

其中各光导孔由各贯穿区与各第一凹槽及各第二凹槽中分别垂直于该贯穿区的一局部区域所构成，使光线能通过该光导孔阵列以由该金属板片的第一面或第二面穿透至相对的第二面或第一面。

2.如权利要求1所述的光导板，其中该金属板片的材料包含不锈钢、铜、铝。

3.如权利要求1所述的光导板，其中各第一凹槽之长度的第一方向与所对应之各第二凹槽的长度的第二方向在该金属板片中形成一上一下的十字垂直交叉或非十字垂直交叉；其中当该第一凹槽与其所对应的第二凹槽形成一上一下的垂直交叉时，该光导孔的贯穿区的形状形成矩形，其中当该第一凹槽与其所对应的第二凹槽形成一上一下的非十字垂直交叉时，该光导孔的贯穿区的形状形成菱形。

4.如权利要求1所述的光导板，其中该金属板片的厚度或各光导孔的深度为50至60μm，各光导孔的贯穿区的宽度尺寸控制为5至6μm。

5.如权利要求1所述的光导板，其中该光导板的长度及宽度均为5.5英寸(13.97cm)而厚度为50至60μm，其在长度方向等距排列设有1920个光导孔，即相邻二光导孔10之间距约72μm；其在宽度方向等距排列设有1080个光导孔，即相邻二光导孔之间距约129μm，使该光导板上具有一由1920x1080个光导孔所构成的光导孔阵列。