[發明專利]一種單碼道絕對式光柵尺輥壓印模具制造方法

無效

• 申請號: 201210247415.X
• 申請日: 2012-07-17
• 公開（公告）號: CN102759855A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 劉紅忠;史永勝;尹磊;馮龍;蔣維濤;趙效忠;盧秉恒
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;西安瑞特快速制造工程研究有限公司
• 主分類號: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00;G01B11/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 田洲

1.一種單碼道絕對式光柵尺輥壓印模具制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)輥壓印模具基體加工：在圓柱形模具上加工出螺旋線帶；

(2)輥壓印模具光刻膠涂鋪：使用提拉法在輥壓印模具基體上涂鋪一層光刻膠；

(3)輥壓印模具裝載并調心：將輥壓印模具裝載于精密旋轉分度臺上，使用三爪卡盤和千分表將輥壓印模具基體與旋轉分度臺的旋轉軸線保持同軸；

(4)掩膜版與紫外光源安裝、定位：將掩膜版與紫外光源安裝于X-Y位移臺上，使掩膜版與輥壓印模具基體之間保持一安全距離，使其在水平方向對應于螺旋線帶的起始位置；

(5)旋轉曝光：通過以單碼道絕對式光柵編碼來控制精密旋轉分度臺的轉角、掩膜版運動和紫外光源的開/關，完成整條螺旋線帶上柵線的曝光；

(6)顯影：使用顯影液對曝光完成的輥壓印模具進行顯影；

(7)柵線制造：以光刻膠為掩蔽，在模具基體材料進行濕法刻蝕以形成單碼道絕對式光柵尺柵線，完成輥壓印模具的制造。

2.按照權利要求1所述的單碼道絕對式光柵尺輥壓印模具制造方法，其特征在于：步驟(1)中輥壓印模具材料為Cu、不銹鋼或石英玻璃；加工工藝使用超精車、磨及拋光；螺旋線帶外徑為50-100mm，螺旋升角θ為5-20°，螺旋線帶寬度為8-20mm，圈數為4-8圈，螺旋線帶總長度0.5-3m，拋光加工后，表面粗糙度<50nm，圓柱度及同心度<1μm。

3.按照權利要求1所述的單碼道絕對式光柵尺輥壓印模具制造方法，其特征在于：步驟(2)中旋轉曝光工藝中光刻膠的涂鋪方法為提拉法，提拉速度為1-10mm/s，膠層厚度為3-10μm；光刻膠為瑞虹系列光刻膠、安智系列光刻膠或永光系列光刻膠。

4.按照權利要求1所述的單碼道絕對式光柵尺輥壓印模具制造方法，其特征在于：步驟(3)中輥壓印模具基體通過三爪卡盤裝載于精密旋轉分度臺之上，使用三爪卡盤和千分表將輥壓印模具與精密旋轉分度臺的旋轉中心軸調整至同心，同心度<2μm。

5.按照權利要求1所述的單碼道絕對式光柵尺輥壓印模具制造方法，其特征在于：步驟(4)中旋轉曝光所使用的掩膜版中圖形為單根柵線，其寬度為單碼道絕對式光柵尺的標稱線紋寬度，即一位編碼對應柵線的寬度，為10-30μm，其長度為單碼道絕對式光柵尺柵線區域的寬度，亦即螺紋線帶的寬度8-20mm。

6.按照權利要求1所述的單碼道絕對式光柵尺輥壓印模具制造方法，其特征在于：步驟(4)中所使用的紫外光源波長為350-400nm。

7.按照權利要求1所述的單碼道絕對式光柵尺輥壓印模具制造方法，其特征在于：步驟(4)中掩膜版與紫外光源裝載于同一X-Y位移臺上，在旋轉曝光操作前，在垂直于輥壓印模具軸線的X方向上，使用X-Y位移臺將掩膜版移動到距離輥壓印模具為1-3mm的安全距離，掩膜版與紫外光源距離為5-10mm；在Y方向上，將掩膜版的初始位置對應于螺旋線帶的頂端起始位置。

8.按照權利要求1所述的單碼道絕對式光柵尺輥壓印模具制造方法，其特征在于：步驟(5)中以單碼道絕對式光柵尺的編碼產生的脈沖信號來控制精密旋轉分度臺的旋轉、X-Y位移臺的運動和紫外光源的開/關。

9.按照權利要求1所述的單碼道絕對式光柵尺輥壓印模具制造方法，其特征在于：步驟(5)中旋轉曝光的控制流程如下，首先，控制器發出絕對編碼的脈沖信號，當發出第一脈沖信號時，精密旋轉平臺轉動角度α后停下，此時處于安全距離處的掩膜版在X-Y位移臺的驅動下，向輥壓印模具運動至可曝光位置后停止，再開啟紫外曝光光源，進行單線曝光，單線曝光完成后，掩膜版在X-Y位移臺的驅動下遠離至安全距離，然后在X-Y位移臺的驅動下，向下移動距離H，以對應于精密旋轉分度臺下一轉角α后的螺旋帶曝光位置，等待下一脈沖信號；當發出第二脈沖信號時，精密旋轉平臺轉動角度α后停下，此時處于安全距離處的掩膜版在X-Y位移臺的驅動下，向下移動距離H，以對應于精密旋轉分度臺下一轉角α后的螺旋帶曝光位置，等待下一脈沖信號；其中α為柵線寬度所對應的圓心角。

10.按照權利要求1所述的單碼道絕對式光柵尺輥壓印模具制造方法，其特征在于：步驟(5)中紫外光源的曝光時間為3-5s。