Способ размерной обработки плоских, ступенчатых и криволинейных поверхностей и устройство "посиорм" для его осуществления

Способ размерной обработки плоских, ступенчатых и криволинейных поверхностей и устройство "посиорм" для его осуществления

Реферат

 

Изобретение относится к электронному машиностроению и приборостроению, а именно к лазерной технологии, и может быть использовано для размерной обработки плоских, ступенчатых и криволинейных поверхностей, имеющих диэлектрические, полупроводниковые или металлические покрытия, что позволяет получить рисунок в виде рельефа заданного размера и геометрической формы на обрабатываемой поверхности. На поверхности материала формируют изображение рисунка через плоскую маску. В результате происходит избирательное изменение свойств обрабатываемой поверхности, а затем одним из методов физико-химических воздействий на материал изготавливают заданный рисунок. При этом плоская маска выполнена с конформно отображенным рисунком исходной поверхности, которую освещают световым пучком заданной расходимости и осуществляют управление распределением плотности световой энергии на обрабатываемой поверхности путем сканирования параллельным пучком параллельно оптической оси в пределах апертуры объектива. 2 с.п., 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электронному машиностроению и приборостроению, а именно к лазерной технологии и специализированным технологическим устройствам, и может быть использовано для размерной обработки плоских, ступенчатых и криволинейных поверхностей, имеющих диэлектрические, полупроводниковые или металлические покрытия. Целью изобретения является получение рисунка в виде рельефа заданного размера и геометрической формы на обрабатываемой поверхности. На чертеже изображена схема устройства. Устройство содержит последовательно расположенные лазер 1, формирующую оптическую cистему 2, плоскую маску 3, обрабатываемый образец 4. Целесообразность использования лазерного источника световой энергии обусловлена возможностью относительно простого формирования точечного источника большой мощности. Оптическая система 2 состоит из оптического элемента, перемещающего лазерный луч параллельно самому себе, и объектива, формирующего точечный источник. Перемещение лазерного луча в пределах апертуры объектива приводит к изменению пространственно-энергетических характеристик точечного источника. Положение точечного источника при этом не меняется. Маска 3, расположенная за оптической системой, формирует пространственное изображение со сколь угодно большой глубиной резкости. Влияние дифракции не учитывается, если предельное расстояние от маски до обрабатываемой поверхности не превышает некоторой величины L, получаемой из соотношения где d заданный характерный размер элементов рисунка; k коэффициент, определяемый величиной допуска на точность воспроизведения рисунка; наибольшая длина волны в спектральном диапазоне используемого источника света; L расстояние от маски до обрабатываемой поверхности. Способ осуществляется следующим образом. Лазерный пучок пропускают через формирующую оптическую систему 2, моделирующую точечный источник с управляемыми пространственными характеристиками. Управление пространственными характеристиками выполняют для выравнивания плотности потока световой энергией на различных участках образца в зависимости от кривизны поверхности. При перераспределении таким образом светового потока положение точечного источника в пространстве остается неизменным. Заданный рисунок на поверхности образца 4 воспроизводят пропусканием сформированного светового пучка через маску 3. В результате взаимодействия светового пучка с поверхностью образца происходит избирательное изменение физико-химических свойств поверхности, зависящее как от энергетических свойств источника, так и от обрабатываемого материала (испарение материала, экспонирование фоточувствительных слоев, активация химических процессов и т.д.). Устройство работает следующим образом. Световой поток от лазера 1 направляют на формирующую оптическую систему 2, состоящую из оптического элемента, перемещающего луч параллельно самому себе, и объектива, моделирующего точечный источник. Перемещением лазерного луча в пределах апертуры объектива управляют распределением плотности световой энергии по обрабатываемой поверхности образца 4. Маску 3 закрепляют неподвижно относительно точечного источника и обрабатываемой поверхности образца 4 на расстояниях l и L, определяемых условиями конформного отображения. После прохождения маски 3 световой пучок имеет на обрабатываемой поверхности конфигурации рисунка заданных размеров и геометрической формы.

Формула изобретения

1. Способ размерной обработки плоских, ступенчатых и криволинейных поверхностей, заключающийся в формировании изображения рисунка плоской маски на поверхности материала, изготовлении на материале рисунка в виде рельефа путем физико-химического воздействия, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет получения рисунка заданных размеров и геометрической формы на обрабатываемой поверхности, плоскую маску с конформно отображенным рисунком исходной поверхности освещают световым пучком заданной расходимости и осуществляют управление распределением плотности световой энергии на обрабатываемой поверхности. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что управление распределением плотности световой энергии по обрабатываемой поверхности выполняют сканированием параллельного светового пучка параллельно оптической оси в пределах апертуры объектива. 3. Устройство для размерной обработки плоских, ступенчатых и криволинейных поверхностей, содержащее источник света и последовательно установленные за ним оптическую систему и маску, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет получения рисунка заданных размера и геометрической формы на обрабатываемой поверхности, оптическая система, формирующая точечный источник с заданными пространственными параметрами, выполнена в виде последовательно размещенных вдоль оптической оси плоскопараллельной пластины, установленной с возможностью ее наклона к оптической оси, и объектива, а за оптической системой установлена маска. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что маска выполнена с конформно отображенным рисунком исходной поверхности.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 10-2002

Извещение опубликовано: 10.04.2002