图案化和制作用于三维基底的掩模的方法

申请号 CN201580022116.8 申请日 2015-04-23 公开(公告)号 CN106255586A 公开(公告)日 2016-12-21
申请人 庄臣及庄臣视力保护公司; 发明人 P.潘多吉劳-森科吉劳; J.D.里亚尔; A.托纳; J.米勒;
摘要 本 发明 提供了一种制作用于 图案化 三维基底的掩模的方法。芯轴包括在表面中加工的成形件,该成形件对应于所述基底的形状;将一层材料沉积到成形件的第一区域中,并将金属层沉积到成形件的第二区域中。随后去除芯轴的部分。本发明还提供了一种利用掩模对三维基底进行图案化的方法。
权利要求

1.一种制作用于使三维基底图案化的掩模的方法,包括:
提供芯轴,所述芯轴包括在其表面中加工的成形件,所述成形件对应于所述三维基底的形状;
覆层沉积到所述成形件的第一区域中;
将金属层沉积到所述成形件的第二区域中,其中所述第二区域不同于所述第一区域;
以及
移除所述第一区域中的所述镀覆层下方和所述第二区域中的所述金属层下方的所述芯轴的部分。
2.根据权利要求1所述的方法,还包括:
在移除所述芯轴的所述部分之后移除所述镀覆层。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述第二区域围绕所述第一区域。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述镀覆层为环形。
5.根据权利要求1所述的方法,其中所述镀覆层围绕所述成形件的周边沉积。
6.根据权利要求1所述的方法,其中所述沉积镀覆层的宽度小于约100微米。
7.根据权利要求1所述的方法,其中所述沉积镀覆层的厚度小于约100微米。
8.根据权利要求1所述的方法,其中所述沉积金属层的厚度小于约100微米。
9.根据权利要求1所述的方法,其中所述三维基底为基本上非平面的。
10.根据权利要求1所述的方法,其中所述三维基底为非旋转对称的。
11.根据权利要求1所述的方法,其中所述三维基底用于眼科镜片。
12.根据权利要求1所述的方法,还包括:
提供连接至所述成形件的上表面的桥接件。
13.一种利用掩模对三维基底进行图案化的方法,包括:
提供所述三维基底;
将所述掩模叠置到所述基底上,所述基底包括通过孔与第二区域分开的第一区域;以及
通过所述孔将层沉积到所述三维基底上。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述孔的宽度小于约100微米。
15.根据权利要求13所述的方法,其中所述掩模的厚度小于约100微米。
16.根据权利要求13所述的方法,其中所述层选自金属、电介质合金以及它们的组合。
17.根据权利要求13所述的方法,其中所述三维基底为基本上非平面的。
18.根据权利要求17所述的方法,其中所述三维基底包括用于安装电子器件的平面区域。
19.根据权利要求13所述的方法,其中所述基底为眼科镜片。
20.根据权利要求13所述的方法,其中所述孔为沿所述第一区域的周边的环形。
21.一种三维基底,包括:
镜片部分;
形成于所述镜片部分的外面的非平面部分;和
形成于所述非平面部分上的环形层,所述环形层具有小于约100微米的厚度。

说明书全文

图案化和制作用于三维基底的掩模的方法

[0001] 优先权的声明
[0002] 本专利申请要求2014年4月25日提交的美国专利申请61/984,693的优先权,该专利申请的全部内容据此以引用方式并入本文。

技术领域

[0003] 本发明整体涉及利用掩模对三维基底进行图案化的新方法以及利用其上沉积的图案化材料形成的产品。本发明还涉及制作用于对三维基底进行图案化的掩模的新方法。

背景技术

[0004] 过去十年来,消费者需求刺激了技术的发展,使电子设备进一步微型化。具体地,消费者减小其电子设备的尺寸和可视性的趋势可能与其积极的生活方式相关。即,许多消费者希望随时携带电子设备,以至少保持与世界的联系或更高效地追踪其个人进展。例如,当前电子设备应用于医疗装置中以通过各种机理监测身体化学指标和施用剂量可控的药物或治疗剂。
[0005] 最近,科技公司已探索将微电子器件应用于眼科可佩戴镜片和接触镜片中。即,人眼具有辨别上百万种颜色、轻松调节以改变光状况的能、以及以超过高速互联网连接的速率将信号或信息传输到大脑的能力。利用这些知识,合理设计的镜片与微电子器件结合,具有改善视力和/或矫正视力缺陷的能力。例如,可佩戴镜片,优选地由聚合物制成的可佩戴镜片,可包括具有电子可调节焦距的镜片组件,以增强或提高眼睛的性能。各种电路和部件可整合到这些聚合物结构中以获得增强的功能。这些部件可包括控制电路、微处理器、通信设备、电源、传感器致动器、发光二极管和微型天线。
[0006] 电子式和/或电力式接触镜片可被设计成经由放大和缩小能力来提供提高的视力。另选地,它们可改变镜片的折射、反射和透射能力。电子式和/或电力式接触镜片还可以被设计成增强颜色和分辨率、显示纹理信息、将语音实时转变为字幕、提供导航系统的视觉提示,以及提供图像处理和互联网接入,并在低照度条件下提供视力增强。合理设计的电子器件和/或电子器件在镜片上的布置方式还能够使图像投射到视网膜上,而无需使用可变焦距光学镜片。应用可包括新型图像显示器、视频、多媒体和唤醒警示。
[0007] 可佩戴接触镜片可包括用于检测膜前(泪)膜中特定化学物质的浓度。接触镜片可结合对佩戴者的生物标记物和健康指标进行非侵入式监视的部件。内置于镜片中的传感器可允许糖尿病患者通过分析泪膜的组分来监测血糖平,而不需要抽血。单独地,镜片中的传感器可用于监测pH、胆固醇、钠和水平及其他生物标记物。这样无需转移到实验室进行分析,从而可节省患者时间和费用。继而,与无线数据发射器耦合的传感器可允许医生几乎即时获取患者的血液化学物质。
[0008] 随着技术不断进步,将电子设备结合到细小的光学级聚合物镜片过程中存在大量2
困难。即,由于尺寸限制,难以在镜片上直接制造此类部件。该部件需要整合到约1.5cm聚合物上。更重要地,电子部件必须与眼睛的液体环境保持足够的距离以防污染。另外,难以将平面电子设备安装和互连到非平面镜片表面。另外,由于镜片上存在其他电子部件,因此也难以制作对佩戴者舒适的接触镜片。
[0009] 因此,本领域存在对形成三维基底的需求,该三维基底上具有精确沉积的层,该层与微电子器件和电源连通以形成电连接。
[0010] 本领域中存在的另一需要是形成其上具有沉积层和微电子器件的三维基底,其足够安全以允许引入眼腔。
[0011] 本领域中存在的另一需要是形成舒适的三维基底,该三维基底上具有沉积层和微电子器件,其用于视力矫正、视力提升和/或监测佩戴者的生物标记物和健康指标。

发明内容

[0012] 在本发明的一个方面,提供了制造通电的生物医学和非生物医学装置的方法,该方法包括促进刚性插件、介质插件和/或电子元件可控地粘附到水凝胶部分的步骤。
[0013] 在本发明的另一方面,提供了制作用于图案化三维基底的掩模的方法。该方法可包括提供芯轴的步骤,该芯轴包括对应于三维基底的形状在其表面加工的成形件。覆层沉积到该成形件的第一区域。金属层沉积于该成形件的第二区域,该第二区域不同于该第一区域。然后移除第一区域的镀覆层下方和第二区域的金属层下方的芯轴的部分。
[0014] 在本发明的又一方面,提供了利用掩模对三维基底进行图案化的方法。该方法包括将掩模覆盖到基底上的步骤。掩模包括通过环形孔与第二区域分开的第一区域,该环形孔沿区域的周边形成。通过环形孔将该层沉积到基底上。
[0015] 在本发明的又一方面,提供了三维基底。基底包括镜片部分和形成于镜片部分外面的非平面部分。此外,基底包括形成于非平面部分上的环形层。该层具有小于约100微米的厚度。
[0016] 为了更好地理解本发明的具体实施方式以及更好地认识对本领域的贡献,因此相当宽泛地概述了本发明的某些方面。当然,还将在下文描述本发明的附加的方面,这些方面将示出本文所附权利要求的主题。
[0017] 在此方面,应当理解,本发明不限于其在以下方面的应用:以下说明中所述或附图中所示的部件的构造和布置的详细说明。本发明还有除所述方面外的其他方面并且能够以多种方式实践和执行。此外,应当理解本文使用的措辞和术语以及摘要都是出于说明的目的,而不应被视为限制。

附图说明

[0018] 为了便于更充分地理解本发明,现在参考附图进行描述,其中类似的元件采用类似的数字来标记。这些附图不应被理解为限制本发明,其仅仅是例示性的。
[0019] 图1A、图1B和图1C是具有根据本发明的单个荫罩坯料的第一示例性芯轴的图解示意图。
[0020] 图2A、图2B和图2C是具有根据本发明的多个荫罩坯料的第二示例性芯轴的图解示意图。
[0021] 图3A、图3B、图3C和图3D是具有根据本发明的多个荫罩坯料的示例性芯轴组件的图解示意图。
[0022] 图4A、图4B和图4C是根据本发明的用于形成混合沉积掩模的示例性技术的图解示意图,该混合沉积掩模将环树脂/镀覆掩模结合到芯轴的加工井凹和设置于芯轴上的桥接部件中。
[0023] 图5是图4C的芯轴和桥接件的剖视图。
[0024] 图6是根据本发明的示例性荫罩的剖视图。
[0025] 图7是根据本发明的示例性荫罩的图解示意图,该示例性荫罩包括机械加工的平面表面,其用于将电子部件容纳于待掩蔽的基底上。
[0026] 图8是根据本发明的示例性三维基底的图解示意图,该示例性三维基底具有表面,在该表面上可利用掩模配置互联器。
[0027] 图9是包括光学器件和电子器件的示例性接触镜片的图解示意图。

具体实施方式

[0028] 现在将参考附图描述本发明,其中类似的标识号表示类似的部件。
[0029] 对于“一个实施方案”或“一个方面”等等而贯穿本说明书的参考,意味着结合所述方面所描述的具体的特征、结构或特性包括在本发明的至少一个方面中。本说明书中的例如不同位置的短语“一个实施方案”或“一个方面”表面不一定均指的是同一方面,并且单独或另选的方面与其他方面并不互相排斥。此外,所述的各种特征结构可以用某些方面而非其他方面表示。类似地,所述的各种要求可以是某些方面而非其他方面的要求。
[0030] 一般利用掩模将材料的精密层沉积到位于其下方的基底的特定位置上。具体地,掩模包括封端的和未封端的区域,以在基底表面上形成于预先设定的图案。更具体地,这些图案可用于在旋转对称表面以及非旋转对称特征结构诸如三维基底的平面表面上形成互连结构。根据本文所述的本发明的装置和方法,可制造精密掩模,并且然后利用其在用于眼科和医疗应用的复杂的非平面三维表面上形成互连特征结构。
[0031] 在本发明的第一方面,提供了制作用于非平面基底图案化的掩模。采用芯轴制造掩模。芯轴在本领域中具有多重定义,包括但不限于用于塑造机械加工的对象、保持或以其他方式固定要加工的材料的工具以及可用于固定其他移动工具的工具。对于本发明而言,芯轴是原形,利用芯轴上的一个或多个部件制造荫罩。更具体地,芯轴是其中或其上可形成一种或多种荫罩坯料的部件。
[0032] 在示例性实施方案中,芯轴基本上是圆盘形或圆柱形。芯轴包括位于一端的一个或多个轴,其能够附接到加工车床或类似装置。芯轴的相对的平面表面根据具体技术进行加工,其中表面粗糙度优选地小于约10nm。该芯轴相对的平面表面可被加工为具有一个或多个成形件井凹。优选地,井凹特征结构小于约100微米。更优选地,井凹特征结构小于10微米。芯轴的机械加工表面包括一个或多个成形件井凹,基本上匹配要掩蔽的项目的内部曲线和特征。优选地,掩蔽项为三维基底。更优选地,掩蔽项为非平面的三维基底。甚至更优选地,掩蔽项为眼科镜片,该眼科镜片上布置有微电子器件。
[0033] 根据如图1A、图1B和图1C中所示出的一个实施方案,示出了示例性芯轴100,该芯轴具有加工到其一个平面104中的单个成形件或成形件井凹102(参见图1A)。在图1B中,示出了示例性芯轴100,其具有荫罩坯料板106,该荫罩坯料板具有形成于其上的单个荫罩坯料108。图1C示出与芯轴100分开的荫罩坯料板106一个实施方案。荫罩坯料108可以从荫罩坯料板106上移除以形成荫罩。在该示例性实施方案中,芯轴100基本上呈圆柱形,因为其中仅加工了单个成形件102。用于将芯轴100固定到车床的附接轴110以虚线示出。在示出的示例性实施方案中,成形件102包括多个层和面,所述多个层和面匹配其上待利用掩模的三维基底。芯轴100优选地包含并且单个荫罩坯料108优选地包含镍。单个荫罩坯料108和荫罩自身可利用任何合适的工艺进行制造,所述工艺包括本文所述的那些。优选地,荫罩的厚度小于约100微米。此外,荫罩的厚度与图案的宽度的比率小于约1。换句话讲,100微米宽的图案需要厚度约100微米或更小的荫罩。优选地,荫罩的宽度为约100微米至75微米。
[0034] 根据图2A、图2B和图2C所示的另一个实施方案,其中示出了具有加工到一个平面204中的多个成形件或成形件井凹202(图2A)的示例性圆盘形芯轴200,该示例性圆盘形芯轴200具有荫罩坯料板206,该荫罩坯料板包括形成于其上的多个荫罩坯料208(图2B),以及与芯轴200分开的荫罩坯料板206(图2C)。还可利用与通过坯料制造掩模的相同方法例如激光加工从荫罩坯料板206上移除荫罩坯料208以形成荫罩。在该示例性实施方案中,芯轴200具有基本上圆盘形状以容纳在其中加工的多个成形件202。成形件202的尺寸、成形件202的数量和芯轴200的尺寸均彼此相关或取决于彼此。多个成形件202可布置为任何合适的构型。用于将芯轴200固定到车床的附接轴210以虚线示出,其居中布置于每个成形件202的相对的平面后面。
[0035] 在图2A示出的示例性实施方案中,成形件202各自包括相同图案的层和面,其匹配其中要利用掩模的三维基底;然而,在单个芯轴上可利用不同的成形件。同样,芯轴200优选地包含铝并且多个荫罩坯料208优选地包含镍。荫罩坯料208和荫罩自身可利用任何合适的工艺进行制造,这些工艺包括本文所述的那些。
[0036] 根据图3A所示的另选的示例性实施方案,其中示出圆盘形结构300,其具有定位成穿过其中的多个开口302。该基本上圆盘形结构300可以由任意种材料制成,包括铝,如上文所述。通孔开口302的尺寸被设定成将单个芯轴结构304容纳于单个成形件或成形件井凹306中。图3B示出基本上圆盘形结构300(如图3A所示)和多个单芯轴结构304成形件芯轴组件308的组合。单芯轴结构304和基本上圆盘形结构300可包含用于例如经由螺纹可移除地附接到彼此的任何合适的装置。通过以这样的方式对元件进行互连,各种成形件306可结合到单芯轴组件308中。图3C示出具有荫罩坯料板310及相关联的荫罩坯料312的芯轴组件
308。图3D示出与芯轴组件308分开的荫罩坯料板310。
[0037] 如图1-3所示,一个或多个井凹成形件通常是对称的。具体地,旋转工具附接到芯轴的一个或多个轴,该轴与一个或多个井凹成形件的中心对齐。芯轴优选地为轻质材料以确保加工成形件时的移动量较少。芯轴还能够承受重复使用的应力、应变和磨损。在示例性实施方案中,芯轴由轻质、强度重量比高且相对廉价的金属材料制成。优选地,该材料为铝,因为它具有柔韧性并且能够被化学溶解。通过这样,可获得复制三维基底的内部轮廓的井凹成形件。
[0038] 本领域的技术人员已知的任何工艺均可用于加工井凹成形件。例如,车床或其他换向台,例如车铣和旋挖转机可配备天然或合成金刚石尖工具以制造所述一个或多个成形件。该工艺通常被称作金刚石切削。金刚石切削是多段工艺,其中在加工的初始阶段通过利用一系列计算机数控车床进行。该系列中的每个连续车床都比过去更加准确。在该系列的最后一步,利用金刚石尖工具获得亚纳米级表面光洁度和亚微米级成形件准确度。
[0039] 另选地,可利用电火花加工来形成一个或多个井凹成形件。一般来讲,电火花加工是这样一种制造工艺,其中预定的形状利用电火花去除材料从而形成预定的形状和形式来获得。在示例性实施方案中,在芯轴中加工的井凹将与要掩蔽的三维基底的模具基本上相同。井凹可包括平面表面和不平面表面。例如,平面表面可驻留在井凹中以与位于基底上的平面区域一致,从而容纳电子部件,该电子部件包括但不限于芯片、电池电极
[0040] 在另一个实施方案中,并且如图4A所示,在芯轴400中加工井凹成形件后,将镀覆掩模层410沉积到井凹中,如图4B所示。优选地,镀覆掩模包含非金属材料。在示例性实施方案中,非金属材料包括环氧树脂。此外,任何材料均可采用,只要它与镍镀覆工艺不发生相互作用即可。具体地,该层形成于成形件的第一区域中。第一区域可围绕成形件的周边成形。优选地,它是围绕环形成形件的360度圆。沉积层可优选地具有与荫罩相同的厚度到几个原子层的厚度范围。优选地,沉积层的厚度小于或等于100微米。此外,沉积层的宽度优选地小于或等于100微米。在三维基底的后续掩模处理中,如下文所详述,其中环氧树脂所处的区域用于将材料沉积到三维基底上的特定位置并使其图案化。荫罩可重复使用。例如,在一个实施方案中,荫罩可用于多至多数百次的多次沉积。在另一个实施方案中,荫罩可清洗并无限期地使用。
[0041] 在另一个实施方案中,荫罩包括桥接组件420,如图4C所示。优选地,桥接件为单个一体结构。桥接件可以由任何材料形成。优选地,桥接件与芯轴由相同的材料形成。桥接件包括上部和下部平面表面。桥接件基本上设置在位于芯轴中的加工成形件上方。桥接件的部分可能与成形件中的开口相交。在示例性实施方案中,桥接件包括水平主体,该水平主体垂直于芯轴的轴向。优选地,桥接件的高度被设计为使得它不妨碍图案化/沉积过程。桥接件和芯轴被设计为在铝溶解后保持其完整性和部件的可用性。
[0042] 芯轴和桥接件的剖视图如图5所示。桥接件的主体521包括一个或多个孔。这些孔使得在后续步骤中能够更高效地涂覆部件。优选地,主体521包括中心开口522,该中心开口直接位于芯轴的中心部分上方。位于加工井凹中的芯轴的凸起部分505优选地由加工形成,其在轴向上沿芯轴的中心部分向上突出。优选地,桥接件的中心开口522,例如凹部,被构造成用于配合加工井凹的凸起部分505,例如凸部,以形成牢靠的附接。
[0043] 桥接件还包括位于主体的相对的端部的支架523。支架523在芯轴500的轴向上从桥接件520的主体521的下表面向与加工井凹相邻的芯轴500的上部平面表面延伸。优选地,每个支架523的下表面邻接芯轴500的平面表面506。在示例性实施方案中,桥接件520包括与中心开口522等距分开的两个支架523并且彼此直接分开例如180度。
[0044] 在另一个实施方案中,一个或多个荫罩坯料通过电镀电铸工艺形成于芯轴的成形件和桥接件上。即,荫罩坯料为最终掩模的前体,该最终掩模用于使三维基底图案化。即,它们复制成形件的形状,其继而复制随后掩模的三维基底的形状。即,成形件叠置到具有基本上相同的配对物的三维基底。优选采用靠近的叠层设计以确保最佳沉积到基底上。成形件的缺陷可导致掩模下方的材料沉积到基底的所需区域上。这样,可能影响基底上形成的电子设备的电容及其他电学特性。它还可能影响光学透明的或不透明的图案的透射、反射和散射特性。
[0045] 可以采用多种金属材料来制造荫罩坯料。在示例性实施方案中,荫罩坯料由镍制成。优选地,沉积金属具有小于约100微米的厚度。一般来讲,荫罩的厚度与图案的宽度之比小于或等于约1。因此,100微米宽的图案将需要厚度为100微米或更小的荫罩。优选地,荫罩的厚度为约75微米至100微米。然而,应当指出,荫罩坯料的厚度可根据应用改变。
[0046] 用于形成荫罩坯料的工艺可从电铸工艺变为另一种合适的工艺。电铸是熟知的金属成形工艺,其中利用电镀工艺制造薄型部件。在其中要制造的部件具有极其严格的公差和复杂性的情况下,采用电铸工艺。电镀是这样一种工艺,其中通过电场使金属离子在溶液中移动,以将金属皮涂覆或镀覆到基部上,然后在镀覆完成后将其除去。由于该工艺的特性,可采用该技术制造高保真度结构。换句话讲,电铸将精确复制成形件,而不存在任何收缩或畸变。
[0047] 在示例性实施方案中,沉积金属层的厚度小于约100微米。将所得的掩模叠加到三维基底上,以用于对一个或多个附加层图案化。优选地,以这种方式叠加掩模,由此使得与基底上设置的前光学件的距离小于约5微米。如下文所详述,掩模的减缩厚度与基底上沉积层的尺寸控制改善相关,其减小了基底上所形成的电子部件之间的电容。
[0048] 在图6所示出的另一个实施方案中,沉积金属被施加到芯轴的上部平面表面上,施加到所加工的井凹内和桥接件上方。在示例性实施方案中,金属层被施加至该成形件的第二区域。沉积金属被选择性地施加于沿表面的加工井凹和区域内,该区域不同于其中沉积镀覆层的成形件的第一区域。更优选地,第二区域上的沉积金属与第一区域中沉积的镀覆层相邻。如图6所示,根据掩模成形的后续步骤并且如下文所详述,镀覆层被移除。
[0049] 然后从芯轴的剩余部分去除由芯轴和桥接件(以及环氧树脂/镀覆掩模)的上部形成的荫罩坯料。可通过多种方法去除荫罩坯料,所述方法例如化学或物理分离。在一个实施方案中,荫罩坯料下方的芯轴部分被化学溶解。优选地,在溶解处理之后,金属层和镀覆层下方剩余小于100微米的铝。更优选地,金属层和镀覆层下方芯轴的所有铝均被溶解。在另一个实施方案中,手动或通过机械臂将荫罩坯料与芯轴物理分离,并将其置于夹具中以进一步处理。
[0050] 在另一个实施方案中,从芯轴上移除荫罩后,从荫罩上移除镀覆掩模。在一个示例性实施方案中,镀覆掩模与金属层分开。优选地,通过热处理移除环氧树脂镀覆掩模。例如,环氧树脂可蒸发或降解以便于通过剥离而轻松去除。还可使用化学或等离子体型蚀刻,只要该蚀刻过程不影响研该掩模材料即可。这样使孔601形成于荫罩中,该荫罩围绕掩模周边具有环形。该孔与最初沉积环氧树脂镀覆掩模的区域相同并且一致。掩模600的横截面如图6所示。如图所示,荫罩的厚度小于或等于约100微米。如图6所示,桥接组件可用于将芯轴的上部固定到那里以便移除环形镀覆掩模。
[0051] 在另一个实施方案中,掩模可以被加工成具有期望的图案。期望的图案对应于特定的应用,例如电互连器。该图案可采用任何合适的方式形成,例如激光加工、激光烧蚀和/或化学蚀刻。在示例性实施方案中,图案通过激光微加工形成于荫罩坯料中。因此,荫罩坯料一旦从芯轴移除,它们将被置于与激光加工系统兼容的固定夹具上。当前可用的激光系统的精度使极其复杂的图案的微加工成为可能。
[0052] 在另一个实施方案中,如上所述的芯轴中的加工井凹可以被加工成包括非旋转对称的区域。如图7所示,掩模700包括平面区域710,例如平面区域以容纳电子设备,诸如芯片、半导体或电极。该平面区域有助于在电子部件之间提供更快速的连接和响应。对准特征结构还可内置于芯轴和荫罩中,使得其可以用于自动化组装和制造过程中。
[0053] 根据本发明的另一方面,提供了对三维基底上的层进行图案化的方法。例如,已完成的掩模从激光微加工夹具转移到临时固定装置,再转移到要掩蔽以形成最终产品的基底上。例如,如果要利用最终产品作为电力式接触镜片插件上的电互联器的基底,则荫罩可以通过专用夹具固定到前光学件上,该专用夹具允许互连材料通过荫罩中的开口沉积到基底上。在示例性实施方案中,要沉积的材料将穿过荫罩中形成的360度圆形孔。本领域的技术人员已知的任何合适的沉积方法均可以利用,只要它与基底兼容即可。
[0054] 在示例性实施方案中,三维基底为非平面的。更优选地,基底为基本上非平面的。存在多种方法制备三维基底。在一些示例性实施例中,可使用注模技术来形成对象。其他示例性实施方案可通过各种材料,如塑料膜的形成而限定,其中对塑性片材的加热和来自模压成型部件的压力将塑性片材形成为三维形状。其他示例性实施方案可能涉及将金属膜压印或将金属材料电铸成例如三维形状,然后用绝缘材料涂布此类产品,以便可在其上面形成离散的电互连器。可形成三维成型产品的其他工艺诸如立体光刻和基于体素的光刻均可为适用的。对于本领域技术人员可能显而易见的是,限定由电绝缘材料制成或可涂覆有电绝缘材料的三维形状的任何方法均可以为合适的。
[0055] 在图8所示的示例性实施方案中,提供了基底800,诸如眼科镜片。图8通过示出沿基底800的一部分截取的横截面,显示了基底800的三维方面的多个属性。基底800包括外部部分或边缘802、中心部分或中心区804以及中间特征结构806和808。如图所示,这些中间特征结构806和808中的每个均有其局部的三维形态。
[0056] 在眼科镜片应用中,边缘802到中心区804的高度差可以为最多四(4)毫米,并且中间特征结构806和808可具有在0.001毫米至0.5毫米之间变化的局部高度差,其侧壁的斜率在约二(2)至约九十(90)度之间变化。
[0057] 掩模叠置或叠加到三维基底上。根据本发明所制造的任何荫罩均可用于适形于基底800的精确形状。换句话讲,根据本发明所制备的荫罩应精确适形于基底的形状并定位为与基底尽可能面对面地紧邻。优选地,叠置掩模与位于基本上非平面的基底的平面区域上的前光学件之间存在小于约15nm的误差。具体地,当掩模与基底之间存在间距时,沉积材料可能不限于掩模中所限定的轮廓清晰的边缘。相反,该材料可能散布于邻近掩模的限定特征结构之外的特征结构中。在一些情况下,当平行线彼此紧邻放置时,这些特征结构之间的电短路可能在不清晰地限定沉积的特征结构时发生。
[0058] 在掩模已被对齐并且置于其基本上匹配的三维基底上之后,可执行荫罩沉积过程。存在许多种沉积技术,这里可采用这些技术以形成薄膜。例如,可采用溅射沉积。还可以使用多种膜。例如,膜可以包括金属膜、介电膜、高k值介电膜、导电和不导电环氧化物及其他导电和不导电膜。例如,可以使用金、透明导电材料(诸如ITO)、介电材料(诸如氮化二氧化硅等)。在一个优选的实施方案中,使用金。此外,在这些类别的每一类别中,可以有多种不同的一致材料可用于形成本领域范围内可用的膜。不限制该一般范围,一些特别受关注的材料可以包括氧化铟(ITO)、石墨烯、纳米颗粒和纳米纤维
[0059] 在沉积步骤之后,在基底的预定位置处形成具有适当厚度的膜。实现了所得的基底产品具有直接形成的互连器。根据试验,该互连特征结构的电容小于70微微法拉。更优选地,电容小于约50微微法拉。在优选的实施方案中,电容小于约20微微法拉。该效应通过基底上的高精度环形360度沉积层来实现。
[0060] 在另一个实施方案中,在导电层例如迹线被限定之后,可再次采用激光烧蚀处理。如果由荫罩限定的导电迹线或导电互连器特征结构不具有用激光烧蚀可获得的精度,则可通过使用激光烧蚀“精修”或进一步限定所限定的导电迹线或导电互连器特征结构。在一些示例性实施例中,这样的精修可导致通过量的提高,因为非常接近所需最终产物的结构可通过荫罩形成,然后通过激光烧蚀进行细微改变。
[0061] 示例性电力式或电子式接触镜片包括必要元件,以矫正和/或提高具有一种或多种视力缺陷的患者的视力,或者以其他方式执行可用的眼科功能。此外,镜片可仅仅用来提高正常的视力或提供多种功能。电子式接触镜片可包括可变焦光学镜片,嵌入到接触镜片中的已组装前光学器件,或者仅简单地嵌入任何合适功能的电子器件而没有镜片。可将示例性电子镜片结合到任何数量的角膜接触镜片中。
[0062] 根据图9所示,其中示出示例性接触镜片900,该接触镜片包括光学和电子部件两者,从而要求电气互连器和机械互连器。角膜接触镜片900包括视区902,该视区可用来提供或可不用来提供视力矫正和/或提高,或者其可简单地用作基材,该基材用于嵌入的任何合适功能性的电子器件。在所示的示例性实施方案中,形成视区902的聚合物或塑料延伸成使得其形成基材904,电子器件附接到该基材上。例如半导体芯片906的电子部件和电池908均机械连接和电气连接到基材904。这些电子部件可以包括功能,该功能块包括数控系统、激光驱动器、为芯片中的其他电路或区块提供偏压的装置。还可以包括任选的传感器以响应于可见、红外和/或其他形式的电磁辐射
[0063] 导电迹线912将基材904上的电子部件例如半导体芯片906和电池908电气互连。在所示的示例性实施方案中,第一导电迹线912a将半导体芯片906连接到前光学电极914,并且第二导电迹线912b将半导体芯片906连接到后光学电极916。粘合剂层918可用来连接前后光学部件。上述导电迹线912优选地利用本文所述的掩蔽和掩模技术进行制造。如上所述,形成导电迹线的沉积层可以为围绕基底周边360度的环形。
[0064] 尽管本发明所示出和描述的据信是最为实用和优选的实施方案,但显而易见的是,本领域的技术人员可对所描述和所示出的具体设计和方法作出变更,并且可在不脱离本发明的实质和范围的情况下使用这些变更形式。本发明并不局限于所描述和所示出的具体构造,而是应当理解为与落入所附权利要求书的范围内的全部修改形式相符。
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