[发明专利]用于制造微复制工具的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于加工诸如微复制工具的工件的方法。本发明还涉及能够由这些工具制造的微复制结构，例如导光膜。

背景技术

金刚石加工技术可以用来形成各种工件，例如微复制工具，包括浇注带、浇注辊、注塑模具、挤出或压印工具，等等。微复制工具常用于挤出工艺、注塑成型工艺、压印工艺、浇注工艺等中以形成具有微复制结构的部件。导光膜、研磨剂膜、粘合剂膜、具有自配合外形的机械紧固件或者任何模制的或挤出的部件可以包括微复制结构，微复制结构的尺寸小于大约1000微米。

采用切削工具组件制造微复制工具的工艺成本高且耗时。通过参考结合在本文中的美国专利申请公开No.2004/0045419(‘419公开)描述了切削工具组件，其包括多个切削刀头，多个切削刀头可以用来加工微复制工具或其它工件。具体地，在切削工具组件的单个切削道次(pass)中，可利用切削工具组件的多个切削刀头在微复制工具中形成多个凹槽或其它结构。具有多个切削刀头的切削工具组件能够在单个切削道次中形成多个结构，并且这样的工具可减小生产时间和/或比具有单个切削刀头的切削工具组件更快速地形成更复杂的图案。例如，如果切削工具组件包括两个金刚石，那么在微复制工具中切削凹槽所需的道次数量可以减少一半。

切削刀头精确地形成为与将在微复制工具中形成的凹槽或其它结构相对应。切削刀头精确地定位在安装结构中，使得刀头彼此间隔开，间隔的距离等于将在微复制工具中形成的凹槽的一个或多个节距。

此外，不同的金刚石刀头可以限定将在微复制工具中形成的不同结构。在这种情况下，不需要使用两个不同的切削工具组件来在工件中形成两个或更多个物理上不同的结构。这种技术可以提高微复制工具的质量，并能够减少与形成微复制工具相关的时间和成本，继而可以有效地降低与最终形成微复制制品相关的成本。

发明内容

‘419公开描述了飞切、横向进给切削和螺纹切削技术，这些技术可以用来利用具有多个切削刀头的切削工具组件有效地生产微复制工具。工件每旋转一圈，‘419公开教导了(图12)切削工具前进的侧向距离等于将在工件中形成的相邻结构之间的单个节距(P)。相比之下，本发明中描述的飞切、横向进给切削和螺纹切削方法要求的是，工件每旋转一圈，具有切削刀头的切削工具组件前进多个节距。这提供了增强的切削精度并且减少了完成工件加工所需的道次的数量。

例如，如果切削工具组件的切削刀头间隔开的距离等于nP，其中n是奇整数，那么工具可以前进距离2P，使得能够在一个切削道次中完全加工该工件(在本文中也被称为单个起始切削)。作为另一个实例，如果切削刀头之间的距离选择为nP，其中n是偶整数，那么本发明中描述的飞切、横向进给切削和螺纹切削方法要求的是，工件每旋转一圈，切削工具组件前进距离2(nP)，使得能够在两个切削道次中完全加工该工件(在本文中也被称为两个起始切削)。

因此，本发明提供的是，切削刀头间距、刀头形状和尺寸的选择，以及工件每旋转一圈的侧向前进可以进一步减少加工时间，并且便于更精确地形成具有复杂和变化形状的凹槽和其它结构。

在一个实施例中，本发明涉及用于在工件中切削图案的方法，其中该图案包括以节距P分隔开的相邻结构。该方法包括：提供切削工具组件，该切削工具组件具有第一刀柄和第二刀柄，该第一刀柄带有第一切削刀头以在工件中形成第一结构，第二刀柄带有第二切削刀头以在工件中形成第二结构，其中第一切削刀头和第二切削刀头之间的距离Y等于nP，并且其中n是大于1的奇整数。工件相对于切削工具组件旋转，切削工具相对于旋转的工件沿着侧向前进，其中工件每旋转一圈，切削工具沿着侧向前进距离2P。

在另一个实施例中，本发明涉及用于在工件中切削图案的方法，其中该图案包括以节距P分隔开的相邻结构。该方法包括：提供切削工具组件，该切削工具组件具有第一刀柄和第二刀柄，该第一刀柄带有第一切削刀头以在工件中形成第一结构，第二刀柄带有第二切削刀头以在工件中形成第二结构，其中第一切削刀头和第二切削刀头之间的距离Y等于nP，并且其中n是偶整数。工件相对于切削工具组件旋转。在起始位置处开始，切削工具相对于旋转的工件沿着侧向前进，其中工件每旋转一圈，所述工具沿着侧向前进距离2Y。切削工具返回到起始位置，并且沿着侧向前进距离P到偏移起始位置；以及从该偏移起始位置处开始，切削工具相对于旋转的工件沿着侧向前进，其中工件每旋转一圈，切削工具前进距离2Y。