MXPA04011830A

MXPA04011830A - Herramienta de diamante con diamante de puntas multiples.

Info

Publication number: MXPA04011830A
Application number: MXPA04011830A
Authority: MX
Inventors: E Clements Jeffrey
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2005-03-31
Also published as: US20070039433A1; JP4943649B2; US7140812B2; BR0311289A; WO2003101704A1; JP2005527394A; ATE517732T1; CN1655920A; US20030223830A1; CA2487366A1; CN100548632C; KR100960754B1; EP1507643B1; KR20050005495A; AU2003223567A1; EP1507643A1

Abstract

Se describe la herramienta (10) usada para crear ranuras en la herramienta de microreplicacion (32). La herramienta (10) incluye la estructura de montaje (14) y el diamante con puntas multiples (12) montado en la estructura de montaje (14). Las puntas diferentes (16A, 16B) del diamante pueden corresponder con ranuras diferentes a ser creadas en la herramienta de microreplicacion (32). En esta manera, la creacion de la herramienta de microreplicacion (32) usando el diamante puede simplificarse y/o mejorarse.

Description

HERRAMIENTA DE DIAMANTE CON DIAMANTE DE PUNTAS MULTIPLES CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con labrado de diamante y la creación de herramientas para diamante usadas en labrado de diamante . ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Técnicas de labrado de diamante pueden usarse para crear una amplia variedad de piezas de trabajo tales como herramientas de microreplicacion. Las herramientas de microreplicacion se usan comúnmente para procesos de extrusión o procesos de moldeado por inyección para crear estructuras microreplicadas . Las estructuras microreplicadas pueden comprender películas ópticas, sujetadores mecánicos que tienen perfiles de auto-apareamiento, o cualesquier partes moleadas o extraídas que tienen características microreplicadas de dimensiones relativamente pequeñas, tales como dimensiones menores de 1000 mieras. Las herramientas de microreplicacion incluyen cinturones de fundición, rodillos de fundición, moldes de inyección, herramientas de extrusión o de serigrafía, y similares. Las herramientas de microreplicacion se crean frecuentemente por un proceso de labrado de diamante en el cual la herramienta de diamante se usa para cortar ranuras u otras características en la herramienta de microreplicacion.

No. Ref . : 160153 2 El proceso de creación de la herramienta de microreplicacion usando la herramienta de diamante puede ser costoso y requerir mucho tiempo. Un número de técnicas para crear la herramienta de diamante usada para crear la herramienta de microreplicacion también se han desarrollado. Por ejemplo, los procesos de molturación o labrado se usan frecuentemente para crear herramientas de diamante moldeadas con precisión. Sin embargo, el rango de perfiles y formas que pueden formarse por los procesos de molturación y labrado es limitado. SUMARIO DE LA INVENCIÓN En general, la invención está dirigida a herramientas para diamante que incluyen un diamante con puntas múltiples para uso en la creación de herramientas de microreplicacion y otras piezas de trabajo. Las puntas múltiples de la herramienta de diamante pueden usarse para crear ranuras múltiples simultáneamente u otras características, en una herramienta de microreplicacion. La herramienta de diamante puede incluir una estructura de montaje tal como un mango de herramienta, y el diamante de puntas múltiples montado en la estructura de montaje. Las diferentes puntas del diamante pueden corresponder con ranuras diferentes a ser creadas en la herramienta de microreplicacion. Creando puntas múltiples sobre el mismo diamante, la creación de la herramienta de microreplicacion puede 3 mejorarse o simplificarse. En particular, puesto que el diamante tiene puntas múltiples, menos pasos de corte del diamante pueden necesitarse para cortar las ranuras en la herramienta de microreplicacion, lo cual puede reducir costos de labrado. Por ejemplo, si el diamante incluye dos puntas, el número de pasos requeridos para cortar las ranuras en la herramienta de microreplicacion puede reducirse a la mitad. Además, si el mismo diamante define ranuras múltiples a ser cortadas en la herramienta de microreplicacion, variaciones entre ranuras de corte individual en la herramienta de microreplicacion pueden reducirse relativas a herramientas de microreplicacion que tienen cortes de ranuras por pasos múltiples de un diamante de punta individual. En esta manera, la calidad de la herramienta de microreplicacion puede mejorarse. Mejorando la calidad, y reduciendo el tiempo y costos asociados con la creación de la herramienta de microrepliación, a su vez, puede reducir efectivamente los costos asociados con la creación final de las estructuras microreplicadas . Detalles adicionales de estas y otras modalidades se publican en las figuras anexas y la descripción siguiente. Otras características, objetos y ventajas serán evidentes a partir de la descripción y las figuras, y a partir de las reivindicaciones . 4 BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La FIG. 1 es una vista superior de un diamante molturado con haz de iones de dos puntas montado en una estructura de montaje. Las FIGS. 2A y 2B son vistas en perspectiva de un diamante molturado con haz de iones de dos puntas de conformidad con una modalidad de la invención. La FIG. 3 es una vista en perspectiva conceptual de una herramienta de diamante de dos puntas cortando simultáneamente dos ranuras durante la creación de una herramienta de microreplicacion. Las FIGS. 4-7 son vistas superiores de diamantes molturandos con haz de iones de dos puntas de conformidad con varias modalidades de la invención. Las FIGS. 8-12 son varias vistas superiores en sección transversal ilustrando ranuras de corte de diamante de dos puntas dentro de una pieza de trabajo, y las ranuras resultantes y protrusiones que pueden formarse en la pieza de trabajo. La FIG. 13 ilustra una técnica que puede usarse para simplificar la creación de un diamante de dos puntas. La FIG. 14 es una vista superior de un diamante molturado con haz de iones de puntas múltiples de conformidad con otra modalidad. La FIG. 15 ilustra una técnica que puede usarse para simplificar la creación de un diamante de puntas múltiples similar al ilustrado en la FIG. 14. 5 La FIG. 16 es una vista en perspectiva de un diamante molturado con haz de iones de puntas múltiples similar a la FIG. 2B. Las FIGS. 17-24 son vistas superiores en sección transversal adicionales que ilustran varios diamantes molturados con haz de iones con puntas múltiples de conformidad con varias modalidades de la invención. DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCIÓN La invención está dirigida a herramientas de diamante que incluyen un diamante con puntas múltiples para uso en la creación de herramientas de microreplicación u otras piezas de trabajo. En particular, la herramienta de diamante puede usarse simultáneamente para cortar una pluralidad de recesos durante la creación de la herramienta de microreplicación. Así, el tiempo de corte asociado con la creación de una herramienta de microreplicación puede reducirse. En esta manera, el ciclo de producción asociado con la creación final de estructuras de microreplicación puede simplificarse. La herramienta de diamante puede incluir una estructura de montaje tal como un mango de herramienta, y un diamante de puntas múltiples montado en la estructura de montaje, en donde las diferentes puntas del diamante corresponden con ranuras diferentes a ser creadas en la herramienta de microreplicación. Las puntas pueden formarse 6 usando procesos de molturado enfocando haz de iones enfocado . El número de puntas formadas en el diamante de puntas múltiples puede variar para diferentes modalidades. Por ejemplo, en algunos casos, se forman dos puntas sobre el diamante, y en otros casos, un número mayor de puntas se forman sobre el diamante. Varias formas y tamaños de las puntas también se describen, las cuales pueden ser útiles en la creación de varias herramientas de microreplicación diferentes. Procesos de molturado con haz de iones enfocados se pueden usar para crear o perfeccionar las formas deseadas de las puntas de diamante. Además, procesos para simplificar la creación de diamantes de puntas múltiples también se describen. Como se mencionó, procesos de molturado con haz de iones enfocado pueden usarse para formar las puntas múltiples. Sin embargo, debido a los altos costos asociados generalmente con molturado con haz de iones enfocado, puede ser deseable procesar inicialmente el diamante usando técnicas menos costosas tales como desbastado, lapeado, o técnicas de aserrado de alambre. Después, el proceso de molturado con haz de iones enfocado puede usarse para perfeccionar las formas de las puntas, y para perfeccionar la forma de valles formados entre puntas adyacentes. Reduciendo la cantidad de molturado de haz de iones enfocado necesaria para crear la forma deseada de las puntas, los costos pueden reducirse. 7 En general, la creación de puntas múltiples sobre el mismo diamante puede mejorarse y simplificar la creación de herramientas de microreplicación reduciendo el número de pasos de corte del diamante necesarios para crear las ranuras sobre la herramienta de microreplicación. Adicionalmente, usando el mismo diamante para definir las ranuras múltiples a cortarse en la herramienta de microreplicación, variaciones entre ranuras cortadas individualmente en la herramienta de replicación pueden reducirse, lo cual puede mejorar la calidad de la herramienta de microreplicación. Todos estos factores pueden reducir efectivamente los costos asociados con la creación final de estructuras microreplicadas . La FIG. 1 es una vista superior de la herramienta 10 que incluye un diamante molturado con haz de iones de dos puntas 12 montado en la estructura de montaje 14. La estructura de montaje 14 puede comprender un mango de herramienta u otra estructura metálica o compuesta para sujetar el diamante 12. El diamante 12 puede asegurarse dentro de la estructura de montaje 14 por la vía de bronceado, soldado, con adhesivo, o cualesquier otro mecanismo tal como uno o más pernos o tornillos. La estructura de montaje 14 puede tener una forma que permita que la herramienta 10 pueda insertarse en el aparato de la máquina de labrado de diamante que se usa para cortar las ranuras u otras características en una herramienta de 8 microreplicación. A manera de ejemplo, la máquina de labrado de diamante puede ser una máquina de rotación de diamante configurada para hundirse cortando en la cual el diamante pasa en la pieza de trabajo en movimiento para cortar las ranuras en la pieza de trabajo. Alternativamente la máquina de labrado de diamante puede ser una máquina de rotación de diamante configurada para cortar elevada en la cual el diamante rota alrededor de su eje en la proximidad hacia la pieza de trabajo para cortar ranuras u otras características en la pieza de trabajo. El diamante 12 define puntas múltiples 16. Cada punta 16 define un mecanismo de corte separado que corresponde con la creación de una característica distinta de una pieza de trabajo tal como una ranura en la herramienta de microreplicación siendo creada. En la modalidad ilustrada en la FIG. 1, el diamante 12 incluye dos puntas 16A y 16B, a pesar de que cualquier número de puntas puede formarse para varias modalidades. Las puntas 16A y 16B son adyacentes a cada otra, y forman el valle 17 entre las puntas. Los procesos de molturado con haz de iones enfocado pueden usarse para formar las puntas 16A y 16B, y también pueden usarse para formar el valle 17 tal que el valle 17 define características necesarias para mecanizado de diamante efectivo. Por ejemplo, molturado con haz de iones enfocado puede usarse para asegurar que las superficies interiores 18A 9 y 18B de las puntas 16A y 16B se encuentren a lo largo de un eje común 19 para formar el fondo del valle 17. También, el molturado con haz de iones enfocado puede usarse para formar características en el valle 17, tales como elipses de arco cóncavo o convexo, parábolas, patrones de superficie definida matemáticamente, o patrones aleatorios o seudo-aleatorios . La creación precisa del valle 17 puede ser muy importante porque el valle 17 puede definir una protrusión para ser creada en una herramienta de microreplicación. Por ejemplo, el valle 17 puede definir un arco cóncavo o convexo que tiene un radio definido relativo a un punto de referencia externa, o puede definir un ángulo entre las superficies adyacentes 18A y 18B. Una amplia variedad de otras formas del valle 17 también podrían formarse. En cualquier caso, las ranuras y protrusiones creadas en la herramienta de microreplicación puede necesitar encontrar las especificaciones precisas tal que la herramienta de microreplicación es efectiva en la creación de estructuras microreplicadas . Adicionalmente, debido a que las puntas múltiples 17 se forman sobre el diamante individual, puntos de alineación asociados con el uso de diamantes separados en una herramienta individual pueden evitarse . Las FIGS. 2A y 2B son vistas en perspectiva de un diamante molturado con haz de iones de dos puntas 12 de conformidad con una modalidad de la invención. Como se 10 muestra, el diamante 12 puede definir un espesor X. El fondo del valle 17 puede extenderse una distancia sustancial Y a lo largo del espesor X. Y puede ser menor o igual a X. Como se ilustra, la superficie superior del diamante 12 pude ser afilada a lo largo de la distancia Y, o alternativamente puede definir alturas constantes. A manera de ejemplo, el espesor X puede ser aproximadamente entre 0.5 milímetros y 2 milímetros y la distancia Y puede ser aproximadamente entre .001 milímetros y 0.5 milímetros, a pesar de que la invención no está necesariamente limitada en estos aspectos. La FIG. 3 es una vista en perspectiva conceptual de una herramienta de diamante de dos puntas 10 usada para cortar simultáneamente dos ranuras durante la creación de la herramienta de microreplicación 32. En el ejemplo de la FIG. 3, la herramienta de microreplicación 32 comprende un cilindro laminador, a pesar de que otras herramientas de microreplicación tales como bandas laminadoras, moldes de inyección, herramientas de extrusión o relieve, u otras piezas de trabajo también podrían crearse usando la herramienta de diamante 10. La herramienta de diamante 10 puede ser asegurada en una máquina de labrado de diamante 34 que ubica la herramienta de diamante 10 relativa a la herramienta de microreplicación 32, y mueve la herramienta de diamante 10, por ejemplo, en direcciones laterales (como se ilustra por las flechas) relativa a la herramienta de microreplicación 32. Al mismo tiempo, la 11 herramienta de microreplicación 32 puede rotarse alrededor de un eje. La máquina de labrado de diamante 34 puede configurarse para pasar la herramienta de diamante 10 en una herramienta de microreplicación en rotación 32 por la vía de hundimiento o técnicas de corte de hilo para cortar las ranuras en la herramienta de microreplicación 32. Alternativamente, la máquina de labrado de diamante 34 puede configurarse para corte elevado en la cual la herramienta de diamante 10 se rota alrededor de un eje en la proximidad hacia la herramienta de microreplicación 32 para cortar las ranuras u otras características en la herramienta de microreplicación 32. La máquina de labrado de diamante 34 puede también configurarse trazar o controlar, en la cual la herramienta de diamante 10 se desplaza a través de una pieza de trabajo muy lentamente. En cualquier caso, las ranuras pueden cortarse, y proptrusiones pueden formarse sobre la pieza de trabajo. Las ranuras formadas y protrusiones pueden definir la forma última de estructuras microreplicadas creadas usando la herramienta de microreplicación 32, por ejemplo, durante el proceso de extrusión. Alternativamente, las ranuras formadas y protrusiones pueden formar características por desplazamiento del material en la pieza de trabajo además de la herramienta de microreplicación. Debido a que la herramienta de diamante 10 implementa un diamante que tiene puntas múltiples, se 12 necesitan menos pasos de la herramienta de diamante para cortar las ranuras en la herramienta de microreplicacion. Esto puede reducir costos y velocidad del ciclo de producción asociados con la creación de herramientas de microreplicacion. La creación de una pieza de trabajo puede tomar horas si no días en algunos casos. La incorporación de dos o más puntas dentro de la herramienta de diamante 10 para uso simultáneo puede reducir el ciclo de producción a una fracción de tiempo. Por ejemplo, si el diamante incluye dos puntas 16 (como se ilustra en la FIG. 3) , el número de pasos requeridos para cortar las ranuras en la herramienta de microreplicación 32 puede reducirse a la mitad relativo a la herramienta de diamante que incluye un diamante con punta individual. Las puntas adicionales 16 pueden agregar beneficios adicionales en una manera similar. También, debido a que el mismo diamante define ranuras múltiples a ser cortadas en la herramienta de microreplicación 32, variaciones entre ranuras cortadas individualmente en la herramienta de microreplicación 32 pueden reducirse, lo cual puede mejorar la calidad de la herramienta de microreplicación 32. Mejorando la calidad, y reduciendo costos asociados con la creación de la herramienta de microreplicaión 32, a su vez, puede reducir efectivamente los costos asociados con la creación final de las estructuras microreplicadas . 13 En contraste, cuando el diamante de punta individual se usa para crear ranuras sobre la herramienta de microreplicación, variaciones de profundidad entre ranuras adyacentes pueden formarse. La diferencia en profundidad es algunas veces referida como "limpieza" , porque modificaciones adicionales a la herramienta de microreplicación pueden requerirse para ajustar las profundidades de las ranuras y alturas de protrusiones creadas sobre la herramienta de microreplicación. Esta limpieza puede reducirse o evitarse cuando se usa un diamante de puntas múltiples. En ese caso, la profundidad de ranuras adyacentes creadas en la herramienta de microreplicación puede definirse por puntas adyacentes del diamante de puntas múltiples. Así, si la altura de las puntas adyacentes se define para ser sustancialmente la misma, la profundidad de ranuras adyacentes creadas en la herramienta de microreplicación puede también ser la misma. Evitar o reducir limpieza también puede disminuir el tiempo y costo asociado con la creación de estructuras microreplicadas . Las FIGS . 4-7 son vistas superiores de diamantes molturados con haz de iones de dos puntas de conformidad con varias modalidades de la invención. Como puede apreciarse en los ejemplos de las FIGS. 4-7, las puntas pueden formarse para tener cualesquier de una amplia variedad de formas y tamaños. Por ejemplo, como se muestra la FIG. 4, las puntas 14 16C y 16D puede definir formas sustancialmente rectangulares. En ese caso, el fondo del valle 17C puede ser una superficie plana paralela a la superficie superior de las puntas 16C y 16D. Alternativamente, el valle 16C puede definir una superficie no-plana tal como un arco cóncavo o convexo. Como se muestra en la FIG. 5, las puntas 16E y 16F pueden definir formas afiladas con partes superiores planas. En este caso, las paredes laterales definidas por las puntas 16E y 16F pueden afilarse tal que las puntas 16E y 16F definen formas similares a pirámides con partes superiores planas. El fondo del valle 17E puede también ser una superficie plana paralela a la superficie de la parte superior de las puntas 16E y 16F. Alternativamente, el fondo del valle 17E o las partes superiores de las puntas 16E y 16F pueden ser no planas. Como se muestra en la FIG. 6, las puntas 16G y 16H definen paredes laterales con bases rebajadas. En otras palabras, el fondo del valle 17G formado por las puntas vecinas 16G y 1SH define un ángulo agudo relativo a las paredes laterales adyacentes al fondo del valle 17G. Estas y otras formaciones de puntas 16 pueden ser deseables para varias aplicaciones. Las puntas 16 pueden también estar sujetas a una amplia variedad de tamaños. Los tamaños de las puntas pueden estar definidos por una o más variables como se ilustró en la 15 FIG. 7, incluyendo la altura (H) , la anchura (W) , y el declive (P) . La altura (H) se refiere a la distancia máxima desde el fondo del valle hacia la parte superior de la punta. La anchura (W) puede definirse como la anchura promedio, o como se etiquetó en la FIG. 7, la anchura máxima de la punta. El declive (P) se refiere a la distancia entre puntas adyacentes. Otra cantidad que puede usarse para definir el tamaño de las puntas se refiere como el índice de aspecto. El índice de aspecto es el índice de altura (H) a anchura (W) . Las herramientas de diamante experimentales creadas por procesos de molturado con haz de iones enfocado ha probado lograr varias alturas, anchuras, declives, e índices de aspecto . Por ejemplo, la altura (H) y/o la anchura (W) pueden formarse para ser menores de aproximadamente 500 mieras, menores de aproximadamente 200 mieras, menores de aproximadamente 100 mieras, menores de aproximadamente 50 mieras, menores de aproximadamente 10 mieras, menores de aproximadamente 1.0 miera, o menores de aproximadamente 0.1 mieras. Adicionalmente el declive puede definirse para ser menor de aproximadamente 500 mieras, menor de aproximadamente 200 mieras, menor de aproximadamente 100 mieras, menor de aproximadamente 50 mieras, menor de aproximadamente 10 mieras, menor de aproximadamente 1.0 miera, o menor de aproximadamente 0.1 mieras. El índice de aspecto puede 16 definirse para ser mayor de aproximadamente 1:5, mayor de aproximadamente 1:2, mayor de aproximadamente 1:1, mayor de aproximadamente 2:1, o mayor de aproximadamente 5:1. índices de aspecto mayores o menores pueden lograrse también usando molturado con haz de iones enfocado. Molturado con haz de iones enfocado se refiere a un proceso en el cual los iones tales como iones de galio se aceleran hacia el diamante para molturar átomos de diamante (algunas veces referido como ablación) . La aceleración de iones de galio puede extraer átomos de diamante sobre una base átomo por átomo. Técnicas de incremento de vapor usando vapores de agua también puden usarse para mejorar el proceso de molturado con haz de iones enfocado. Una máquina de molturado con haz de iones enfocado es Micrion modelo 9500, disponible comercialmente de FEI Inc. de Pórtland Oregon. De conformidad con los principios de la invención, se ha determinado experimentalmente que procesos de molturado con haz de iones enfocado pueden usarse para crear diamantes con puntas múltiples. En general, pueden definirse características a ser creadas en la herramienta de microreplicación. Después, el molturado con haz de iones enfocado puede realizarse para crear un diamante que tenga puntas múltiples que correspondan a las características a ser creadas . Para crear un diamante molturado con haz de iones que tenga puntas múltiples, uno puede definir características a ser creadas en la herramienta de microreplicación, y crear 17 la especificación para el diamante, en donde la especificación define puntas múltiples que corresponden con características a ser creadas en la herramienta de microreplicación. La especificación puede entonces usarse para realizar molturado con haz de iones enfocado para crear el diamante de conformidad con la especificación. Un proveedor ejemplificante de servicios de molturado con iones enfocados que puede usarse para crear uno o más diamantes molturados con haz de iones es Materials Analytical Services de Raleigh, Norte de Carolina. El molturado con haz de iones enfocado generalmente es muy caro. Por lo tanto para reducir los costos asociados con la creación de un diamante con puntas múltiples, es deseable procesar inicialmente el diamante a ser molturado con haz de iones previo a enviar el diamante al proceso de molturado con haz de iones enfocado. Por ejemplo, técnicas menos caras tales como lapeado, debastación, o técnicas de aserrado de alambre pueden usarse para molturar porciones significantes del diamante. El proceso de molturado con haz de iones enfocado puede ser necesario para lograr una o más de las dimensiones o características listadas anteriormente. Aún así, procesando inicialmente el diamante previo al molturado con haz de iones enfocado, la cantidad de tiempo requerido de molturado con haz de iones enfocado para crear el diamante molturado con haz de iones final puede reducirse. 18 Lapeado se refiere al proceso de extraer material del diamante usando pérdida abrasiva, mientras debastación se refiere al proceso en el cual el material se desprende del diamante usando un abrasivo que se fija en un medio o sustrato. La FIG. 8 es una vista superior en sección transversal ilustrando ranuras de corte del diamante de dos puntas 80 en una pieza de trabajo 82. La FIG. 9 es otra vista superior en sección transversal de la pieza de trabajo 82, ilustrando las ranuras 91A y 91B así como la protrusión 92 que resulta del corte ilustrado en la FIG. 8. Como puede apreciarse por las FIGS . 8 y 9, la protrusión 92 se define por el valle formado entre las puntas vecinas del diamante 80. Por esta razón, la protrusión 92 puede estar a la distancia (D) desde la superficie exterior de la pieza de trabajo 82. En otras palabras, una cantidad de material correspondiente a la distancia D se extrae de la pieza de trabajo para definir la parte superior de la protrusión 92. Esto puede resultar en más uniformidad entre protrusiones formadas sobre la pieza de trabajo 82 relativa a protrusiones creadas usando un diamante con punta individual. Además, la limpieza de la protrusión 92 puede reducirse o evitarse. Las ranuras 91A y 91B también tienen sustancialmente la misma profundidad relativa a cada otra. En contraste, cuando un diamante de punta individual se usa para 19 crear recesos en la herramienta de microreplicación, pueden formarse variaciones en profundidad entre ranuras adyacentes. Usando un diamante de puntas múltiples para cortar ranuras simultáneamente, la limpieza asociada con variaciones en profundidad entre ranuras adyacentes también pueden reducirse o evitarse. Las FIGS. 10 y 11 son vistas superiores en sección transversal adicionales ilustrando el diamante de dos puntas 80 cortando ranuras subsecuentes en la pieza de trabajo 82 (FIG. 10) y las ranuras subsecuentes y protrusiones que resultan del corte (FIG. 11) . En otras palabras el corte ilustrado en la FIG. 10 puede ser subsecuente al corte ilustrado en la FIG. 8. Como se muestra en la FIG. 11, la limpieza asociada con la protrusión 102 puede ser necesaria para un alcance de distancia D. Sin embargo, la limpieza en las otras protrusiones 92 y 104 puede reducirse o evitarse. También, debido a que las protrusiones 92 y 104 se definen similarmente por la pieza de trabajo 82, la cantidad de limpieza requerida sobre la protrusión 102 puede ser más fácilmente cuantificada por la distancia D, la cual corresponde a la misma cantidad de material extraído de la parte superior de las protrusiones 92 y 104 durante los cortes respectivos por el diamante 80. En resumen, usando el diamante de puntas múltiples, pueden crearse características más precisas en la pieza de trabajo 82 y la cantidad requerida de limpieza puede reducirse. 20 La FIG. 12 ilustra una alternativa a la técnica de corte ilustrada en la FIG. 10. La FIG. 12 es una vista superior en sección transversal ilustrando el diamante de dos puntas 80 haciendo un corte subsecuente al ilustrado en la FIG. 8. En la FIG. 12, sin embargo, el corte subsecuente se superpone con el corte previo. En otras palabras, la punta más a la izquierda del diamante 80 sigue la ranura 92 (FIG. 9) , y la punta más a la derecha del diamante 80 corta otra ranura. Tal técnica de corte puede resultar en semejanzas más precisas entre las características creadas en la pieza de trabajo, y la limpieza puede reducirse o evitarse. En algunos casos, un gran número de puntas pueden formarse sobre el diamante, pero solamente una punta puede superponerse durante pasos de corte subsecuentes. La punta superpuesta puede usarse para ubicar con presición el diamante relativo a la pieza de trabajo tal que las características de corte en la pieza de trabajo tienen semejanza sustancial en términos de alturas y profundidades. La FIG. 13 ilustra una técnica que puede usarse para simplificar la creación de un diamante de dos puntas. El diamante 130 puede procesarse inicialmente lapeando los bordes 131A y 131B. También, el aserrado de alambre puede usarse para crear el valle inicial 132. Estos pasos de procesamiento simple pueden reducir significativamente la cantidad de tiempo requerido para molturado con haz de iones 21 enfocado para crear el diamante molturado con haz de iones enfocado final. Una vez procesado, el diamante 130 puede enviarse a un proceso de molturado con haz de iones enfocado (como se representa conceptualmente por las flechas de la FIG. 13) . El proceso de molturado con haz de iones enfocado puede usarse para acelerar iones de galio en el diamante 130 para molturar átomos de diamante para definir finalmente el diamante molturado con haz de iones de puntas múltiples 10. Como se señaló anteriormente, el diamante de puntas múltiples puede incluir cualquier número de puntas, y las puntas pueden asumir una amplia variedad de formas y tamaños. La FIG. 14 es una vista superior ilustrando un diamante de puntas múltiples. En el ejemplo de la FIG. 14, el diamante de puntas múltiples 140 define nueve puntas separadas. Las puntas del diamante similar al ilustrado en la FIG. 14 puede definir anchuras (W) de aproximadamente 0.1 mieras, declives (P) de aproximadamente 0.2 mieras, alturas (H) de aproximadamente 0.2 mieras y un índice de aspecto (H: ) de aproximadamente 2:1. Similar a la ilustración de la FIG. 2, el diamante 140 puede extenderse a una distancia en la dirección del espesor, y el valle del diamante puede también extenderse una distancia en la dirección del espesor. La FIG. 15 ilustra una técnica que puede usarse para simplificar la creación de un diamante de puntas múltiples similar al ilustrado en la FIG. 14. En este caso, 22 el diamante 150 puede procesarse inicialmente lapeando o desbastando los lados 151A y 151B para definir una protrusión relativamente amplia 152. Una vez procesado, el diamante 150 puede enviarse hacia un proceso de molturado con haz de iones enfocado (como se representa conceptualmente por las flechas de la FIG. 15) . El proceso de molturado con haz de iones enfocado puede entonces aplicarse para acelerar iones de galio en el diamante 150 para molturar átomos de diamante para definir finalmente el diamante molturado con haz de iones de puntas múltiples 140 de conformidad con la especificación. La FIG. 16 es una vista en perspectiva de un diamante molturado de haz de iones de dos puntas similar a la FIG. 2B. Como se muestra en la FIG. 16, el diamante 12 puede definir cinco superficies específicamente definidas (S1-S5) . Las superficies SI, S2 y S3 pueden crearse por técnicas de desbastado o lapeado, y la superficies S4 y S5 pueden crearse por técnicas de molturado con haz de iones enfocado. Las FIGS . 17-24 son vistas superiores en sección transversal adicionales ilustrando varios diamantes molturados con haz de iones de puntas múltiples de conformidad con varias modalidades de la invención. Como se muestra en la FIG. 17, el diamante puede incluir puntas de diferentes formas y tamaños. Por ejemplo, la punta 171 puede usarse para crear un tipo de característica en una pieza de trabajo, y las puntas 172 pueden usarse para crear otro tipo 23 de característica en una pieza de trabajo. A manera de ejemplo, la altura de la punta 171 puede ser más de aproximadamente 5 veces mayor que la altura de las puntas 172, más de aproximadamente 10-veces mayor, o más de aproximadamente 20-veces mayor. Como se muestra en la FIG. 18, el diamante puede incluir puntas múltiples relativamente altas 181A y 181B, separadas por puntas relativamente pequeñas 182. En este ejemplo, las puntas 182 definen una función sinusoidal periódica. Similarmente, como se muestra en la FIG. 19, las puntas 191 pueden definir una función periódica sinusoidal. Cualquier otra función matemática, superficie aleatoria o pseudo-aleatoria también puede formarse. La FIG. 20 muestra una variación ligera de un diamante de dos puntas en el cual la superficie exterior 203 de la punta 201 define un ángulo que es diferente que el de la superficie interior 202. La FIG. 21 ilustra un diamante en el cual las puntas 211 se forman sobre un lado de la punta 212. La FIG. 22 ilustra un diamante en el cual las puntas 221 y 222 definen diferentes alturas variables. Valles variables, ángulos de pared de superficie interior variable, y/o espaciamiento de declive variable entre puntas adyacentes también pueden definirse. La FIG. 23 ilustra un diamante en el cual las puntas definen un valle que tiene un radio convexo (R) . La 24 FIG. 24 ilustra un diamante en el cual el sinusoidal periódico múltiple similar a puntas sigue una superficie en forma de arco del diamante. Estas y muchas otras variantes de la invención están dentro del alcance de las reivindicaciones. Un número de modalidades se han descrito. Por ejemplo, diamantes molturados con haz de iones de puntas múltiples se han descrito para uso en máquinas de labrado de diamantes. Sin embargo, varias modificaciones pueden hacerse a las modalidades descritas anteriormente sin desviarse del alcance de las siguientes reivindicaciones. Por ejemplo, el diamante de puntas múltiples puede usarse para cortar ranuras u otras características en otros tipos de piezas de trabajo, por ejemplo, piezas de trabajo diferentes de herramientas de microreplicación. En consecuencia, otras implementaciones y modalidades están dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones . Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

25 REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Herramienta usada para crear ranuras en una pieza de trabajo caracterizada porque comprende: la estructura de montaje; y el diamante de puntas múltiples montado en la estructura de montaje, en donde las puntas múltiples del diamante se molturan con haz de iones enfocado para corresponder con ranuras diferentes creadas en la pieza de trabajo y definir el valle entre puntas vecinas que se molturan con haz de iones enfocado para corresponder con la protrusión a ser creada en la pieza de trabajo. 2. Herramienta de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las puntas múltiples del diamante incluyen más de dos puntas, en donde los valles se molturan con haz de iones enfocado entre puntas adyacentes. 3. Herramienta de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el diamante de puntas múltiples incluye dos puntas. 4. Herramienta de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque el espaciamiento de las dos puntas del declive es menor de aproximadamente 500 mieras. 5. Herramienta de conformidad con la reivindicación 26 3, caracterizada porque las superficies interiores de las dos puntas se encuentran a lo largo del eje para formar el fondo del valle. 6. Herramienta de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el valle define la superficie del fondo seleccionada del siguiente grupo: la superficie en forma de arco convexo, la superficie en forma de arco cóncavo, y la superficie plana. 7. Herramienta de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el espaciamiento del declive entre puntas vecinas es menor de aproximadamente 200 mieras. 8. Herramienta de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque el espaciamiento del declive es menor de aproximadamente 100 mieras. 9. Herramienta de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque el espaciamiento del declive es menor de aproximadamente 10 mieras. 10. Herramienta de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque el espaciamiento del declive es menor de aproximadamente 1 miera. 11. Herramienta de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque el espaciamiento del declive es menor de aproximadamente 0.1 mieras. 12. Herramienta de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el índice de aspecto 27 de la altura de la punta relativa a la anchura de la punta es mayor de aproximadamente 1 a 1. 13. Herramienta de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque el índice de aspecto de la altura de la punta relativa a la anchura de la punta es mayor de aproximadamente 2 a 1. 14. Herramienta de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las puntas definen una anchura menor de aproximadamente 200 mieras. 15. Herramienta de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las puntas definen sustancialmente paredes laterales rectas y en donde el fondo del valle formado por puntas vecinas define aproximadamente un ángulo recto relativo a las paredes laterales. 16. Herramienta de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las puntas definen paredes laterales con base rebajada y en donde el fondo del valle formado por puntas vecinas definen un ángulo agudo relativo a paredes laterales adyacentes al fondo del valle. 17. Herramienta de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las puntas definen paredes laterales y en donde el fondo del valle formado por puntas vecinas definen un ángulo obtuso relativo a paredes laterales adyacentes al valle. 18. Herramienta de conformidad con la 28 reivindicación 1, caracterizada porque el diamante define el espesor, y en donde el valle se extiende una distancia a lo largo del espesor. 19. Diamante de puntas múltiples que tiene puntas que se molturan con haz de iones enfocado para corresponder con ranuras a ser creadas en la herramienta de microreplicación, en donde el valle se moltura con haz de iones enfocado entre puntas vecinas para corresponder a la protrusión a ser creada en la herramienta de microreplicación. 20. Diamante de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el diamante incluye dos puntas. 21. Diamante de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el espaciamiento del declive de las dos puntas es menor de 500 mieras. 22. Diamante de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque las superficies interiores de las dos puntas se encuentran a lo largo de un eje para formar el fondo del valle. 23. Diamante de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el valle define una superficie de fondo seleccionada del grupo siguiente: superficie en forma de arco convexo, superficie en forma de arco cóncavo, y superficie plana. 2 . Diamante de conformidad con la reivindicación 29 19, caracterizado porque el espaciamiento del declive entre puntas vecinas es menor de aproximadamente 200 mieras. 25. Diamante de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque el espaciamiento del declive es menor de aproximadamente 100 mieras. 26. Diamante de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque el espaciamiento del declive es menor de aproximadamente 10 mieras. 27. Diamante de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el espaciamiento del declive es menor de aproximadamente 1 miera. 28. Diamante de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el espaciamiento del declive es menor de aproximadamente 0.1 mieras. 29. Diamante de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el índice de aspecto de la altura de la punta relativa a la anchura de la punta es mayor de aproximadamente 1 a 1. 30. Diamante de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el índice de aspecto de la altura de de la punta relativa a la anchura de la punta es mayor de aproximadamente 2 a 1. 31. Diamante de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque las puntas definen una anchura promedio menor de aproximadamente 200 mieras. 30 32. Diamante de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque las puntas definen sustancialmente paredes laterales sustancialmente rectas y en donde el fondo del valle formado por puntas vecinas define aproximadamente un ángulo recto relativo a las paredes laterales. 33. Diamante de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque las puntas definen paredes laterales con base rebajada y en donde el fondo del valle formado por puntas vecinas define un ángulo agudo relativo a paredes laterales adyacentes al fondo del valle. 34. Diamante de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque las puntas definen paredes laterales y en donde el fondo del valle formado por puntas vecinas define un ángulo obtuso relativo a paredes laterales adyacentes al fondo del valle. 35. Diamante de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el diamante define el espesor, y en donde el valle se extiende una distancia sustancial a lo largo del espesor. 36. Método caracterizado porque comprende: definir características a ser creadas en la herramienta de microreplicación, las características incluyen al menos una protrusión; y molturar con haz de iones enfocado el diamante para tener al menos dos puntas y el valle entre las dos puntas, en 31 donde el valle molturado con haz de iones enfocado corresponde a la protrusión de las características a ser creadas en la herramienta de microreplicacion. 37. Método caracterizado porgue comprende: recibir la especificación para el diamante, en donde la especificación define puntas múltiples y al menos un valle que corresponde a características a ser creadas en la herramienta de microreplicacion; y molturar con haz de iones enfocado el diamante para tener puntas múltiples y el valle de conformidad con la especificación. 38. Método caracterizado porque comprende: definir características para crearse en la herramienta de microreplicacion; crear la especificación para el diamante, en donde la especificación define puntas múltiples y al menos un valle que corresponde a características a ser creadas en la herramienta de microreplicacion; y molturar con haz de iones enfocado el diamante para tener puntas múltiples y el valle de conformidad con la especificación. 39. Método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque adicionalmente comprende crear la herramienta de microreplicacion usando el diamante molturado con haz de iones. 32 40. Método de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque crear la herramienta de microreplicación comprende cortar un número de ranuras en la herramienta con un número de pasos del diamante molturado con haz de iones, en donde el número de ranuras es mayor que el número de pasos. 41. Método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque adicionalmente comprende: procesar el diamante previo a molturar el diamante con haz de iones enfocado para reducir la cantidad de molturado con haz de iones enfocado requerido para formar puntas múltiples y el valle de conformidad con la especificación. 42. Máquina de labrado de diamante usada para crear ranuras en una pieza de trabajo caracterizada porque comprende : herramienta de diamante que incluye la estructura de montaje y el diamante con puntas múltiples montado en la estructura de montaje, en donde las puntas múltiples del diamante se molturan con haz de iones enfocado para corresponder con ranuras a ser creadas en la pieza de trabajo y definir el valle entre puntas vecinas que se molturan con haz de iones enfocado para corresponder con la protrusión a ser creada en la herramienta de microreplicación; y el aparato para recibir la herramienta de diamante y para controlar la ubicación de la herramienta de diamante relativa a la pieza de trabajo. 33 43. Máquina de labrado de diamante de conformidad con la reivindicación 42, caracterizada porque la máquina es una máquina que corta elevada que rota la herramienta de diamante alrededor de un eje. 44. Herramienta usada para crear ranuras en la herramienta de microreplicación caracterizada porque comprende : la estructura de montaje; y el diamante de puntas múltiples montado en la estructura de montaje, en donde las puntas del diamante son molturadas con haz de iones enfocado para corresponder con ranuras a ser creadas en la herramienta de microreplicación, en donde el valle se define entre puntas vecinas que se molturan con haz de iones enfocado para corresponder con la protrusión a ser creada en la herramienta de microreplicación, en donde el diamante de puntas múltiples define el espesor, y en donde el valle se extiende una distancia sustancial a lo largo del espesor. 45. Método caracterizado porque comprende: procesar el diamante que incluye usar una o más técnicas .seleccionadas del grupo siguiente: debastación y 1apeado; y molturar con haz de iones enfocado el diamante para tener al menos dos puntas y el valle entre las dos puntas, en donde el valle molturado con haz de iones enfocado 34 corresponde con la protrusion a ser creada en la herramienta de microreplicacion, en donde el procesamiento reduce la cantidad de molturado con haz de iones enfocado necesaria para definir las puntas y el valle.