专利名称：元件表面的加工方法
技术领域：
本发明涉及一种元件表面加工方法，尤其是涉及一种利用具有可挠曲可 感光特性的薄膜作图案转移的非平面元件表面加工方法。
背景技术：
非平面元件由于表面形状为非平面的曲面，加上其尺寸不断朝向微型化
发展，因此在加工上面临相当的困难。以动压轴承(fluid dynamic bearing)为 例，其在一轴承的内壁具有细微的沟槽，而在沟槽内则填充有润滑油；当马 达的转轴旋转时，沟槽内的润滑油会受到牵引而布满于转轴，并产生一动压， 将转轴支撑在中央位置，以避免转轴与轴承内壁产生磨擦，并减少噪音。
然而，由于轴承内壁为一曲面，因此在其上制作动压沟槽非常困难。其 原因在于所欲制作的沟槽的宽度及深度非常小，因此精度的控制不易。虽然 目前已有数种加工方式提出，例如刀具加工方式、滚轧加工方式、塑胶射出 方式、组合方式、镀膜后加工方式等。然而，上述方式皆需耗费高成本，其 中部分原因在于上述加工方式需要利用特殊的加工器具。现有利用刀具加工 制作出的动压沟槽常会有沟槽转折处不连续、沟槽深度与宽度不一致等问 题；再者加工设备昂贵、加工刀具易损坏、无法大量快速生产、加工环境不 可产生振动、需要经过特殊训练的专业人员等等限制，都是现有制作动压轴 承等非平面元件的困难之处。
发明内容
本发明的目的在于提供一种非平面元件表面加工方法，可改善现有方法 在对非平面元件表面进行加工所面临的成本昂贵与品质不稳定等问题。
为达上述目的，本发明提供一种非平面元件表面加工方法，包括下列步 骤首先提供一具有可感光与可挠曲特性的薄膜，并利用一曝光制作工艺将 一微结构图案转移至该薄膜上；接着提供一曲面元件，将具有该微结构图案 的该薄膜紧密贴合于该曲面元件的一表面，并对该薄膜进行一显影制作工艺去除部分该薄膜，其中该薄膜暴露出部分该曲面元件的该表面，而形成至少
一暴露区域；随后进行一镀膜制作工艺，将至少一材料层形成在该薄膜上， 并一并形成于该曲面元件的该暴露区域；以及进行一举离制作工艺，去除该 薄膜与附着在该薄膜上的该材料层，以于该曲面元件的该表面形成一微结 构。
为达上述目的，本发明另提供一种非平面元件表面加工方法，包括下列 步骤首先提供一具有可感光与可挠曲特性的薄膜，并利用一曝光制作工艺 将一微结构图案转移至该薄膜上；接着提供一曲面元件，将具有该微结构图 案的该薄膜紧密贴合于该曲面元件的一表面，并对该薄膜进行一显影制作工 艺去除部分该薄膜，其中该薄膜暴露出部分该曲面元件的该表面，而形成至 少一暴露区域；随后进行一蚀刻制作工艺，经由该薄膜暴露出的该曲面元件 的该暴露区域进行蚀刻；以及去除该薄膜，以于该曲面元件的该表面形成一 微结构。
为达上述目的，本发明提供一种非平面元件表面加工方法，包括下列步 骤首先提供一具有可感光与可挠曲特性的薄膜，并利用一曝光制作工艺将 一微结构图案转移至该薄膜上；接着提供一曲面元件，将具有该微结构图案 的该薄膜紧密贴合于该曲面元件的一表面，并对该薄膜进行一显影制作工艺 去除部分该薄膜，其中该薄膜暴露出部分该曲面元件的该表面，而形成至少 一暴露区域；随后对该曲面元件的该表面的该暴露区域进行一表面加工制作 工艺；以及去除该薄膜，以于该曲面元件的该表面形成一微结构。
本发明提出的非平面元件表面加工方法，其主要概念是利用具有可感 光、可挠曲且易贴合的薄膜，先利用曝光制作工艺将平面光掩模上的微结构
最后再通过此具有图案的薄膜利用表面加工制作工艺包括各式镀膜或蚀刻
为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举 实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
图l至图6为本发明一第一实施例的元件的曲面表面加工方法的步骤示 意图；以及图7及图8为本发明一第二实施例的元件的曲面表面加工方法的步骤示
主要元件符号说明
10 薄膜 12 平面光掩模
12A 微结构图案 20 元件
22 暴露区域 24 材料层
具体实施例方式
图1至图6为本发明第一实施例的非平面元件表面加工方法的步骤示意 图。如图1所示，首先提供一具有可感光(photo-sensitive)、可挠曲(flexible) 且易贴合特性的薄膜IO,其中薄膜10的材质可为各式光致抗蚀剂材质，例 如包含有正型、负型、单层或多层干式光致抗蚀剂等。随后提供一平面光掩 模12,其上包含有一欲制作在非平面元件上的微结构图案12A。
如图2所示，接着利用一曝光制作工艺将平面光掩模12的微结构图案 12A转移至薄膜10上。需注意的是，平面光掩模12的微结构图案12A必须 与薄膜10的材质搭配，例如若薄膜IO选用正型光致抗蚀剂，则平面光掩模 12的微结构图案12A应设计为与后续薄膜10经过显影后的图案相同。反之， 若薄膜IO选用负型光致抗蚀剂，则平面光掩模12的微结构图案12A应设计 成与后续薄膜IO经显影后的图案互补。
如图3所示，提供一元件20，其中元件20的材料可为金属例如铜，或 非金属例如玻璃。接着将具有微结构图案的薄膜10紧密贴合于元件10的曲 面表面。在本实施例中以一圆管型元件为例以彰显本发明的特征。然而，本 发明的方法并不限于此，可应用于各式的非平面表面加工。
如图4所示，随后对薄膜IO进行一显影制作工艺，去除未曝光的薄膜 10,由此薄膜10会暴露出部分元件20的曲面表面，而形成至少一暴露区域 22。
如图5所示，进行一镀膜制作工艺，将至少一材料层24形成在薄膜10 上，并一并形成于元件20的暴露区域22,其中镀膜制作工艺可视所欲形成 的材料层24的材质不同而选用各式薄膜制作工艺，例如物理气相沉积、蒸 镀、溅镀、化学气相沉积、电镀或无电镀等。另外，材料层24的材料选用 则视所欲形成的微结构可为金属、非金属、氧化物或上述材料的组合，且材料层24也不限于单层，而可为多层。值得说明的是在图5中所绘示的材料 层24完整地附着于元件20的暴露区域22与薄膜10的表面。
如图6所示，最后进行一举离制作工艺(lift-off)，去除薄膜10以及附着 在薄膜10上的材料层24，即可于元件20的曲面表面形成所欲制作的微结构。
上述实施例是利用镀膜方式于元件的曲面表面制作微结构，且所制作出 的^:结构由突出于元件的曲面表面的材料层所构成。然而，本发明的方法并 不限于此。请参考图7与图8。图7与图8为本发明第二实施例的元件表面 加工方法示意图，其中由于本实施例的前段步骤与第一实施例相同，因此请 一并参考图1至图4，同时相同的元件使用相同的标号标注，且相同说明不 另行赘述。如图7所示，在显影制作工艺后，薄膜10会暴露出部分元件20 的曲面表面，而形成暴露区域22。接着利用薄膜IO作为一蚀刻遮罩进行一 蚀刻制作工艺，蚀刻掉部分暴露区域22的元件。蚀刻制作工艺可视元件20 的材料或所欲形成的微结构形状不同，而选用适合的干式蚀刻或湿式蚀刻制 作工艺。
如图8所示，接着去除作为蚀刻遮罩的薄膜10,即可于元件20的曲面 表面形成所欲制作的微结构。与上述实施例不同之处在于，本实施例的作法 是利用蚀刻制作工艺蚀除部分元件20的曲面表面的方式来制作微结构。
本发明的元件表面加工方法可应用于制作各种元件，例如动压轴承。上 述实施例是以一具有圓管型结构的元件说明本发明，且微结构制作于圆管型 元件的外表面(曲面)，然而，本发明的微加工方法可应用于其内表面，或各 种形状的立体元件上，例如圆柱体、立方体等。
综上所述，本发明主要利用具有可感光、可挠曲且易贴合的薄膜，先利 用曝光制作工艺将平面光掩模上的微结构图案转移至薄膜，再将薄膜贴附至 欲制作微结构的元件的非平面表面。最后再通过此具有图案的薄膜利用表面 加工制作工艺，于元件的非平面表面上制作出所欲的微结构。相比较现有方 法，本发明的方法具有高效率、低成本且容易实施等优点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变 化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1. 一种元件表面加工方法，包括提供具有可感光与可挠曲特性的薄膜，该薄膜具有微结构图案；提供元件，将具有该微结构图案的该薄膜紧密贴合于该元件的表面，其中该薄膜暴露出部分该元件的该表面，而形成至少一暴露区域；对该元件的该表面的该暴露区域进行表面加工制作工艺；以及去除该薄膜，以于该元件的该表面形成微结构。
2. 如权利要求1所述的方法，其更包括曝光制作工艺，将该微结构图案 转移至该薄膜上。
3. 如权利要求2所述的方法，其中该曝光制作工艺是利用光掩模，其包 含有欲制作于该元件表面的微结构图案。
4. 如权利要求1所述的方法，其更包括对该薄膜进行显影制作工艺以去 除部分该薄膜。
5. 如权利要求1所述的方法，其中该表面加工制作工艺为包括物理气相 沉积、化学气相沉积、电镀或无电镀的镀膜制作工艺。
6. 如权利要求5所述的方法，其中该镀膜制作工艺所形成的材料层包括 金属、非金属、氧化物或上述材料的组合。
7. 如权利要求1所述的方法，其中该表面加工制作工艺为包括干式蚀刻 或湿式蚀刻的蚀刻制作工艺。
8. 如权利要求1所述的方法，其中该元件的材料包括铜、玻璃、金属或 非金属。
9. 如权利要求1所述的方法，其中该元件为非平面、圆管型、圆柱体或 立方体元4牛。
10. 如权利要求1所述的方法，其中具有可感光特性的该薄膜包含有 正型、负型、单层或多层千式光致抗蚀剂。
11. 如权利要求l所述的方法，其中该元件为动压轴承。
全文摘要
本发明公开一种元件表面的加工方法，包括提供一具有可感光与可挠曲特性的薄膜，其具有一微结构图案；再提供一元件，并将具有微结构图案的薄膜紧密贴合于该元件的曲面表面；接着对薄膜暴露出的表面的暴露区域进行一表面加工制作工艺；以及去除薄膜，以于该元件的表面形成一微结构。
文档编号G03F7/20GK101430504SQ200710186010
公开日2009年5月13日 申请日期2007年11月9日 优先权日2007年11月9日
发明者张恒中, 李政璋, 袁宗廷, 邢泰刚, 陈煌坤 申请人:台达电子工业股份有限公司