[發(fā)明專利]生產(chǎn)具有表面結(jié)構(gòu)的器件的方法、陶瓷器件以及這種方法的應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680008225.5
• 申請(qǐng)日: 2006-03-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101142066A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·A·弗舒?zhèn)?/a>;J·德格拉夫;T·A·科普
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號(hào): B28B1/26
• 分類號(hào): B28B1/26;B22F3/22
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 李亞非;劉紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)具有表面結(jié)構(gòu)的器件的方法，該方法包括：

提供顆粒在液體介質(zhì)中的懸浮液，該顆粒是易于燒結(jié)的，

提供具有結(jié)構(gòu)化表面的模壓元件，所述結(jié)構(gòu)化表面配有所述表面結(jié)構(gòu)的至少一部分的陰壓痕，

提供包括收受器的模子，

在收受器中引入一些懸浮液，以及

將模壓元件的結(jié)構(gòu)化表面施加到收受器中的懸浮液。

本發(fā)明還涉及這種方法的應(yīng)用。

本發(fā)明還涉及可以利用這種方法獲得的陶瓷器件。

背景技術(shù)

如上所述的方法的例子是已知的。Gebhardt，S.等人的文章“FineScale?1-3Composites?Fabricated?by?the?Soft?Mold?Process：Preparation?and?Modeling”(Ferroe?lectrics，Vol.241(2000)pp.67-73)中含有對(duì)軟模制工藝的評(píng)價(jià)，該工藝允許利用不同尺寸、性狀和間距的桿制造1-3個(gè)復(fù)合體。如文中所述的，軟模制工藝的思路是使用已經(jīng)通過(guò)微系統(tǒng)技術(shù)結(jié)構(gòu)化的主模具。在被評(píng)估的方法中，應(yīng)用了硅主模具。通過(guò)深反應(yīng)離子蝕刻工藝對(duì)它們進(jìn)行結(jié)構(gòu)化，該工藝提供了高長(zhǎng)寬比的結(jié)構(gòu)。從Si主模具取出很多軟塑性模版并用陶瓷片填充。干燥之后，可以使陶瓷生坯脫模而沒(méi)有缺陷。在粘合劑燒盡并在Pb0受控氣氛中燒結(jié)之后，用環(huán)氧樹(shù)脂填充結(jié)構(gòu)并通過(guò)研磨去除基底。所得的1-3個(gè)復(fù)合體隨后被電極化(electroded?and?poled)。

已知方法的缺點(diǎn)在于燃盡的粘合劑會(huì)由于陶瓷結(jié)構(gòu)中較大的粒徑而導(dǎo)致不規(guī)則表面。為了獲得許多應(yīng)用所用的充分光滑的表面，需要機(jī)械修整。這又是形成高長(zhǎng)寬比結(jié)構(gòu)的障礙。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供上述種類的方法和陶瓷器件，其能夠生產(chǎn)具有高表面質(zhì)量的器件。

該目的是通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)的，該方法的特征在于，模子的收受器具有至少一個(gè)多孔壁，且其特征在于，在施加模壓元件的結(jié)構(gòu)化表面的同時(shí)至少一部分液體介質(zhì)被通過(guò)所述多孔壁排出。

因?yàn)橐后w介質(zhì)在施加模壓元件的結(jié)構(gòu)化表面的同時(shí)至少被部分排出，因此獲得了高的充填密度。結(jié)果，只需要較少的粘合劑，優(yōu)選一點(diǎn)也不需要，來(lái)保持生坯的形狀穩(wěn)定性。因?yàn)橐后w介質(zhì)被通過(guò)多孔壁排出，因此其以均勻方式被排出且向表面結(jié)構(gòu)之外的其它側(cè)排出。這樣獲得了均質(zhì)的生坯，該生坯可以在較低的燒結(jié)溫度下被燒結(jié)成致密的壓制坯。這又導(dǎo)致了較小的粒徑，尤其是在表面結(jié)構(gòu)的位置處。獲得了更為光滑的表面。

在優(yōu)選實(shí)施例中，提供所述結(jié)構(gòu)化表面的所述模壓元件的至少一部分至少臨時(shí)地由易變形的材料制成。

于是，減小了在去除模壓元件時(shí)生坯形變的風(fēng)險(xiǎn)。

優(yōu)選地，所述易變形的材料是彈性的。

于是，該模壓元件可以再次使用，因?yàn)樗菑椥缘囊馕吨谛巫冎笏鼤?huì)返回其原來(lái)的形狀。

在優(yōu)選實(shí)施例中，所述收受器的底壁包括多孔壁，所述多孔壁具有基本上各向同性的孔密度。

這具有液體介質(zhì)均勻排出的效果。結(jié)果，在所得的生坯中顆粒具有均勻分布。

在優(yōu)選實(shí)施例中，所述收受器配有基本上平面的底面。

于是，實(shí)際上在表面結(jié)構(gòu)的平面中沒(méi)有材料性質(zhì)的梯度，因?yàn)樵谥辽僖徊糠忠后w介質(zhì)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)多孔壁排出期間實(shí)際上沒(méi)有梯度。

優(yōu)選實(shí)施例包括提供基本上沒(méi)有粘合劑物質(zhì)，優(yōu)選完全沒(méi)有粘合劑物質(zhì)的懸浮液。

于是，在形成生坯時(shí)不必?zé)粽澈蟿Ｒ虼嗽谏髦袑⒋嬖诟俚目障?，在燒結(jié)之后在完成的器件中也存在更少的空隙。由于在生坯中沒(méi)有粘合劑，獲得燒結(jié)用致密粉末壓制坯所需的熱處理將較不強(qiáng)烈。這又意味著要獲得良好的表面質(zhì)量只需要很少或不需要機(jī)械修整。

優(yōu)選地，該方法包括以如下方式施加所述模壓元件的所述結(jié)構(gòu)化表面，使得在所述一些懸浮液上施加基本上等于或低于由于所述模壓元件所受的萬(wàn)有引力引起的壓力與大氣壓力之和的壓力。

這具有如下效果：在排出液體介質(zhì)時(shí)形成的粉末壓坯中減小了應(yīng)力。低應(yīng)力有助于避免粉末壓坯中的充填密度差異。

優(yōu)選實(shí)施例包括從所述一些懸浮液基本上排出所有液體介質(zhì)，留下粉末壓坯作為殘留物，并隨后燒結(jié)所述粉末壓坯。

因?yàn)榛旧纤幸后w介質(zhì)都排出了，燒結(jié)工藝主要僅為熔化顆粒所需要。結(jié)果，燒結(jié)工藝可以保持相對(duì)簡(jiǎn)潔。此外，所需的燒結(jié)溫度更低。這本身有助于實(shí)現(xiàn)更低的表面粗糙度。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在制造具有反射和/或折射表面結(jié)構(gòu)的陶瓷光學(xué)器件期間應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的方法。