專利名稱：用于生產(chǎn)薄塑料透鏡的系統(tǒng)、裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及透光裝置的制造，例如用于電子裝置、醫(yī)學(xué)診 斷設(shè)備、消費(fèi)工業(yè)用具、汽車元件及其它應(yīng)用的薄塑料透鏡或窗的制 造。
背景技術(shù)：
在當(dāng)今的電子時代，許多電子裝置(例如，無線電話、個人數(shù)字助 理、音頻播放器等)、醫(yī)學(xué)診斷設(shè)備、消費(fèi)工業(yè)用具、汽車元件及其它 裝置包括由薄塑料窗或透鏡保護(hù)的顯示屏。這種透光裝置通常利用注 ?；驍D壓工藝生產(chǎn)。在大多數(shù)應(yīng)用中，希望這種透光裝置便宜、耐沖 擊和耐擦傷、光學(xué)清晰和無失真。
在生產(chǎn)這種透光裝置中的重要問題是該裝置制造中應(yīng)力的處理。 應(yīng)力基本上是單位面積上的力。在材料中所導(dǎo)致的現(xiàn)象實(shí)際上是產(chǎn)生 應(yīng)力，該產(chǎn)生的應(yīng)力是模制工藝的殘余作用。部件或材料越有彈性， 應(yīng)力越不持久，該關(guān)系為彈性模數(shù)。
在制造的初級階段(例如，通過包括注模的模制工藝)以及輔助和/ 或后續(xù)工藝(例如，通過對裝置進(jìn)行化學(xué)和/或機(jī)械處理)期間可產(chǎn)生應(yīng) 力。在制造之后，部分應(yīng)力可例如通過退火進(jìn)行釋放。在注模工藝中， 應(yīng)力的作用通常是持久的，除非進(jìn)行二次應(yīng)力釋放工藝。
在任何功能材料中，應(yīng)力、特別是不明確的和不受控制的應(yīng)力通 常是不合需要的。作為實(shí)例對于這種情況的例外可以是"刻劃"部件(即 具有故意引入的機(jī)械應(yīng)力的部件，以允許該部件作為使用功能在某一 點(diǎn)斷裂)。因而，透光裝置的制造中的一個考慮可以是"無意"應(yīng)力的 緩和。
聚合物流動是非牛頓的。牛頓流動特性意味著粘性不會隨剪切速 率(流動速率)的變化而變化。由于塑料是聚合物，所以存在剪切速率和 粘性之間的關(guān)系。在流動動力學(xué)中，增強(qiáng)對準(zhǔn)則減少粘性。降低的和 恒定的粘性是剪切速率增加的表示。剪切應(yīng)力是由以不同速度流動的 分子的內(nèi)層所引起的應(yīng)力。標(biāo)稱流動速率是在相對低的壓力下降可獲 得的流動速率。具有由澆道幾何形狀所引起的變化的流動速率的模具 產(chǎn)生壓力變化和/或壓力下降，該壓力變化和/或壓力下降改變變化的內(nèi) 部速率和速度，從而導(dǎo)致應(yīng)力。
在透光裝置中可由不均勻的分子取向或內(nèi)應(yīng)力所引起的一個問題 是雙折射。當(dāng)透鏡材料具有多個折射率時出現(xiàn)雙折射。這使得光束以 不同的速率傳播，這當(dāng)在變化的角度觀察透鏡時能夠產(chǎn)生彩虹效應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明一個方面，通過淘汰了傳統(tǒng)澆道系統(tǒng)的注塑壓縮成型 或壓印工藝生產(chǎn)供電子裝置、醫(yī)學(xué)診斷設(shè)備、消費(fèi)工業(yè)用具、汽車元 件及其它裝置使用的透光裝置，例如透明塑料透鏡/窗。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，用于光盤等的制造的模制設(shè)備和加工被大 大地改進(jìn)以生產(chǎn)透光裝置。光盤模具可被改進(jìn)或以其它方式構(gòu)造成具 有產(chǎn)品幾何形狀輪廓，該產(chǎn)品幾何形狀包括具有一個或多個附屬透鏡 的中間桿(具有中央注入口/孔)。利用注塑壓縮成型工藝形成該模制產(chǎn)
品。在模制產(chǎn)品中可模內(nèi)成型全息圖、標(biāo)記、圖像、圖形、數(shù)字代碼、 RFID標(biāo)簽或其它裝飾或特征。例如利用通過模具芯塊操作的沖孔機(jī)， 第一出澆口工藝(即殘余熔渣的去除)優(yōu)選地在模制產(chǎn)品仍然在模具中 時進(jìn)行。例如利用加工工藝將透鏡從模制產(chǎn)品分離。
根據(jù)本發(fā)明又一方面，提供有用于生產(chǎn)透光裝置的方法。該方法 包括利用注塑壓縮成型或壓印技術(shù)形成模制產(chǎn)品、從模制產(chǎn)品去除
殘余熔渣、和將每個透光裝置從模制產(chǎn)品分離。透光裝置模具可包括 產(chǎn)品幾何形狀的輪廓，該產(chǎn)品幾何形狀包括具有一個或多個附屬透光 裝置的中間桿(具有中央注入口/ L)。例如通過在模具內(nèi)包括合適的印 模或其它元件，在模制產(chǎn)品中可模內(nèi)成型全息圖、標(biāo)記、圖像、圖形、 數(shù)字代碼、RFID標(biāo)簽或其它裝飾或特征。該方法也可以包括各種處理 工藝，例如金屬化、涂覆和印刷。
根據(jù)本發(fā)明又一方面，提供有透光裝置，該透光裝置通過如下工 藝形成利用注塑壓縮成型或壓印技術(shù)形成模制產(chǎn)品、從模制產(chǎn)品去 除殘余熔渣和將每個透光裝置從模制產(chǎn)品分離。透光裝置可包括一個 或多個模內(nèi)成型特征，例如全息圖、標(biāo)記、圖像、圖形、數(shù)字代碼、
RFID標(biāo)簽或其它裝飾或特征。透光裝置還可包括一個或多個額外特征，
例如金屬化、涂覆和印刷特征。
根據(jù)本發(fā)明又一方面，提供有用于生產(chǎn)透光裝置的設(shè)備。該設(shè)備 包括具有腔塊和芯塊的模具。腔塊可包括產(chǎn)品幾何形狀輪廓，該產(chǎn)品 幾何形狀包括具有一個或多個附屬透光裝置的中間桿(具有中央注入口 /孔)。腔塊和芯塊置于成型機(jī)中。利用注塑壓縮成型技術(shù)形成該模制產(chǎn) 品。例如通過在模具內(nèi)包括合適的印?；蚱渌谀Ｖ飘a(chǎn)品中可
模內(nèi)成型全息圖、標(biāo)記、圖像、圖形、數(shù)字代碼、RFID標(biāo)簽或其它裝 飾或特征。優(yōu)選地當(dāng)模制產(chǎn)品仍然在模具內(nèi)的時候，從透鏡組件去除 殘余熔渣。將每個透光裝置從模制產(chǎn)品分離。
在本發(fā)明的一個具體實(shí)施例中，提供有用于生產(chǎn)透光裝置的方法， 包括將透光裝置模具引入成型機(jī)，該透光裝置模具具有整體的澆道， 該整體的澆道與透光裝置處于大致相同的平面中，并具有與透光裝置 大致相同的壁厚；通過注塑壓縮成型工藝將熔融塑料注入模具并壓縮 該模具以形成模制產(chǎn)品；和將透光裝置從模制產(chǎn)品機(jī)械地分離。
在相關(guān)實(shí)施例中，模具可包括透光裝置輪廓，使得模制產(chǎn)品包括
大致成形的透光裝置或可大致缺乏透光裝置特征，使得模制產(chǎn)品是坯 料，透光裝置從該坯料上切出。例如通過沖出殘余熔渣，可在模具內(nèi) 從模制產(chǎn)品去除殘余熔渣。該工藝期間可產(chǎn)生機(jī)械基準(zhǔn)。
在其它相關(guān)實(shí)施例中，在將熔融塑料注入模具之前，可將印模引 入模具。該印模包括用于在模制產(chǎn)品中產(chǎn)生至少一個光學(xué)基準(zhǔn)的紋孔
技術(shù)特征的布置。該布置可包括多個記錄坑圖案(pit art)半圓形和記
錄坑圖案符號。印模還可以包括用于在透光裝置中產(chǎn)生記錄坑圖案， 例如全息圖的特定產(chǎn)品記錄坑圖案特征的布置。可利用大致傳統(tǒng)的激 光束記錄儀形成印模，該大致傳統(tǒng)的激光束記錄儀用于產(chǎn)生用于信息 盤的印模。 一般而言，在模制產(chǎn)品中可模內(nèi)成型全息圖、標(biāo)記、圖像、
圖形、數(shù)字代碼、RFID標(biāo)簽或其它裝飾或特征。
在其它相關(guān)實(shí)施例中，金屬可沉積到模制產(chǎn)品上。在示例性實(shí)施
例中，這可通過如下步驟實(shí)現(xiàn)在應(yīng)用金屬沉積機(jī)內(nèi)引入選擇性掩蔽、
利用模制產(chǎn)品中的至少一個光學(xué)基準(zhǔn)在金屬沉積機(jī)中對準(zhǔn)模制產(chǎn)品、 將選擇性掩蔽與模制產(chǎn)品對準(zhǔn)、選擇性掩蔽暴露模制產(chǎn)品上待沉積金 屬的區(qū)域、和在模制產(chǎn)品暴露區(qū)域上沉積金屬。利用形成在模制產(chǎn)品 中的機(jī)械基準(zhǔn)和光學(xué)基準(zhǔn)中的至少一個，在金屬沉積機(jī)中對準(zhǔn)模制產(chǎn)
PI
口n o
在其它相關(guān)實(shí)施例中，各種涂層可涂覆在模制產(chǎn)品上。涂層可包 括防護(hù)涂層、防指紋涂層、防眩目涂層及其它類型的涂層。涂層可通 過旋涂涂覆進(jìn)行施加。通常，涂層每次形成在一側(cè)。
在其它相關(guān)實(shí)施例中，在涂層涂覆之后，例如利用具有uv墨水
的印模，可將各種特征印刷在模制產(chǎn)品上。
在本發(fā)明的另一具體實(shí)施例中，提供有用于生產(chǎn)透光裝置的系統(tǒng)，
包括透光裝置模具，該透光裝置模具具有整體的澆道，該整體的澆
道與透光裝置處于大致相同的平面中，并具有與透光裝置大致相同的 壁厚；成型機(jī)，該成型機(jī)用于容納透光裝置模具，通過注塑壓縮成型 工藝將熔融塑料注入模具并壓縮該模具以形成模制產(chǎn)品；和分離機(jī)， 該分離機(jī)用于將透光裝置從模制產(chǎn)品機(jī)械地分離。
在相關(guān)實(shí)施例中，成型機(jī)可以是用于生產(chǎn)信息盤的大致傳統(tǒng)的注 塑壓縮成型機(jī)。分離機(jī)可以是CNC機(jī)床、激光、沖?；蚱渌删幊痰?將透光裝置從模制產(chǎn)品分離的機(jī)床。
在其它相關(guān)實(shí)施例中，系統(tǒng)包括用于形成印模的設(shè)備，該印模具
有包括各種光學(xué)對準(zhǔn)特征的記錄坑圖案特征的布置。該設(shè)備可包括利 用至少一個光學(xué)對準(zhǔn)特征作為基準(zhǔn)，用于在印模中沖出鎖眼的激光束
記錄儀和沖孔機(jī)。將印模引入模具，以在模制產(chǎn)品中形成光學(xué)基準(zhǔn)和 可選的特定產(chǎn)品記錄坑圖案特征?？衫么笾聜鹘y(tǒng)的激光束記錄儀形 成印模，該大致傳統(tǒng)的激光束記錄儀用于產(chǎn)生用于信息盤的印模。
在其它相關(guān)實(shí)施例中，系統(tǒng)可包括用于將金屬沉積到模制產(chǎn)品上 的金屬沉淀機(jī)。選擇性掩蔽可用于暴露模制產(chǎn)品上待沉積金屬的區(qū)域。 系統(tǒng)可附加地或可選地包括用于將各種涂層沉積在模制產(chǎn)品上的涂覆 機(jī)。該系統(tǒng)可任選地包括用于在模制產(chǎn)品上印刷至少一個特征的印刷 機(jī)。
在另一具體實(shí)施例中，提供有用于形成供透光裝置的注塑/壓縮成 型使用的印模的方法，包括提供印模襯底，在印模襯底中形成具有 對準(zhǔn)特征的通用記錄坑圖案，該對準(zhǔn)特征包括記錄坑圖案環(huán)和記錄坑 圖案方框，利用記錄坑圖案環(huán)作為光學(xué)基準(zhǔn)使印模襯底在沖孔機(jī)中居 中，和在印模襯底中沖出鎖眼使得鎖眼的中心線與記錄坑圖案方框的 中心線對準(zhǔn)。
在另一具體實(shí)施例中，提供有供透光裝置的注塑/壓縮成型使用的
裝置，包括襯底和記錄坑圖案特征的第一布置，該布置形成在襯底中 用于在注塑/壓縮模制產(chǎn)品中產(chǎn)生至少一個光學(xué)基準(zhǔn)。


附圖中.-
圖1相對于通常圓形的光盤，顯示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性 透鏡組件的輪廓；
圖2顯示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的模具的剖視圖3顯示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖2模具的剖視圖，其中，芯塊 運(yùn)動到腔塊附近；
圖4顯示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖2模具的剖視圖，其中，芯塊 運(yùn)動到腔塊附近并且熔融塑料注入空腔；
圖5顯示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖2模具的剖視圖，其中，在高 壓作用下芯塊與腔塊完全接合以允許熔融塑料完全地充滿空腔；
圖6顯示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有由金屬裝飾圍繞的透明窗的 示例性透鏡；
圖7顯示出在模具中存在三個透鏡的第一可選實(shí)施例； 圖8顯示出在模具中存在四個透鏡的第二可選實(shí)施例； 圖9顯示出可選的澆道系統(tǒng)，該澆道系統(tǒng)在第二出澆口工藝期間
有助于透鏡從澆道的分離；
圖IO顯示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的印模；
圖11顯示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的選擇性掩蔽；
圖12顯示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例圍繞透鏡的金屬化區(qū)域；
圖13顯示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的完整盤的剖視圖14是邏輯流程圖，顯示出用于制備根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的
印模的示例性邏輯；
圖15是邏輯流程圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的用于生產(chǎn)
透鏡的示例性邏輯；和
圖16是方框圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的透光裝置模制
系統(tǒng)的相關(guān)元件。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過淘汰了傳統(tǒng)澆道系統(tǒng)的注塑壓縮成型 或壓印工藝生產(chǎn)供電子裝置、醫(yī)學(xué)診斷設(shè)備、消費(fèi)工業(yè)用具、汽車元 件及其它裝置使用的透光裝置(例如透鏡/窗)。替代地，澆道變成模制 產(chǎn)品的整體部分。該整體澆道通常處于與模制透光裝置相同的平面中， 并具有與模制透光裝置大致相同的壁厚。這種整體澆道應(yīng)用實(shí)際上消 除了由傳統(tǒng)的澆道系統(tǒng)所產(chǎn)生的壓力下降或壓力差，并因此允許定向 的大致層流，該定向的大致層流顯著地減小應(yīng)力并增加低分子量材料 或高熔融指數(shù)材料的強(qiáng)度(撓曲模量)(高熔融指數(shù)對于流動特性是期望 的，因此有利地保留其物理完整性；低分子量材料通常是脆性的，但 該特征可通過低應(yīng)力和分子取向進(jìn)行調(diào)節(jié))。
在模制期間，印?？捎糜谠谀Ｖ飘a(chǎn)品上產(chǎn)生各種"記錄坑圖案(pit art)"特征。該記錄坑圖案特征能夠在透光裝置上形成全息圖或其它特
征，并且還能夠形成各種光學(xué)基準(zhǔn)，該光學(xué)基準(zhǔn)用于在各種整理工藝 期間，例如金屬沉積、涂層、印刷和將透光裝置從模制產(chǎn)品的機(jī)械分 離的期間對模制產(chǎn)品進(jìn)行定向。
通常使用順序分模線以便通過減小應(yīng)力減少循環(huán)時間并提高光學(xué) 特性。主要澆道通常在模具中打澆口(通常當(dāng)樹脂靠近維卡軟化點(diǎn)的時 候)，從而消除在模具外面的出澆口操作。模內(nèi)成型出澆口工藝可產(chǎn)生 內(nèi)在參考點(diǎn)(例如切口)以便于模制品的后續(xù)工藝。在第二出澆口期間， 透光裝置通常與澆道分離(例如，利用熱切刀、超聲應(yīng)用、激光或其它 機(jī)械工藝)。在出澆口期間，光學(xué)和/或機(jī)械基準(zhǔn)點(diǎn)能夠用于模制產(chǎn)品進(jìn) 行確定的定位。
根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例，傳統(tǒng)地用于生產(chǎn)壓縮盤、數(shù)據(jù)盤、數(shù)字 通用盤等(以下稱作"信息盤")的模制工藝和設(shè)備被大大地影響以生產(chǎn) 透光裝置。如本領(lǐng)域所公知的，通常利用注塑壓縮成型或壓印工藝生
產(chǎn)信息盤，其中把熔融塑料注入包括腔塊、芯塊和印模的模具，該印 模包括凸起的預(yù)定圖案(該凸起的預(yù)定圖案表示盤的信息內(nèi)容)。然后在 高壓下將芯塊壓向腔塊以便熔融塑料完全地充滿模具腔室，從而生產(chǎn) 包括來自印模的凸起的預(yù)定圖案的模制盤。加工到一個或兩個模具塊 中的微小通氣孔(通常沿著模具塊的分型線)允許在注入和壓縮期間，空 氣及其它氣體從空腔溢出，以便熔融塑料能夠完全地充滿空腔并且減 小在熔融塑料上的反壓力。同時在該模具中，通常對注入口進(jìn)行沖孔 以在盤的中心形成孔，從而通過所謂的"出澆口"工藝去除殘留的熔 渣(其通常位于盤的中心)。在盤從模具上移開之后，將金屬層沉積到盤 的印模側(cè)，并且將聚合物層沉積在金屬層上方用于保護(hù)。然后能夠?qū)?標(biāo)記或其它裝飾施加到磁盤。
在本發(fā)明第一示例性實(shí)施例中，腔塊構(gòu)造成具有透光裝置幾何形 狀的輪廓，該透光裝置幾何形狀包括具有一個或多個附屬透光裝置的 中間桿或凸臺區(qū)域(具有中央注入口/孔)，如以下將更詳細(xì)描述的。注 塑壓縮成型或壓印加工被用來生產(chǎn)模制產(chǎn)品。例如通過在模具內(nèi)包括 合適的印?；蚱渌?，全息圖、標(biāo)記、圖像、圖形、數(shù)字代碼、RFID 標(biāo)簽或其它裝飾或特征可在模制產(chǎn)品中模內(nèi)成型。例如利用通過芯塊 的中心操作以對注入口進(jìn)行沖孔并形成中心孔的沖孔機(jī)，第一出澆口 工藝(即殘留熔渣的去除)優(yōu)選地在模制設(shè)備內(nèi)完成。中心孔能夠被切口 或以其它的方式形成有內(nèi)在參考點(diǎn)，以便有助于某些后處理操作，如 下所述。在模制產(chǎn)品從模具排出之后，能夠在模制產(chǎn)品上完成進(jìn)一步 的處理，例如金屬化和涂層。中心孔可用于保持或定位模制產(chǎn)品(例如 在心軸上)以便于該進(jìn)一步處理。通常通過加工工藝，將透光裝置從模 制產(chǎn)品分離，并且更具體地，從模制產(chǎn)品的中間桿分離。分離的透光 裝置能夠被更進(jìn)一步處理。
圖1相對于通常圓形的光盤100，顯示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示 例性產(chǎn)品幾何形狀120的輪廓。產(chǎn)品幾何形狀120包括具有中央注入 口/孔140的中間桿130。兩個大致矩形的透光裝置150和160整體地 附著于中間桿130。
圖2顯示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的模具的剖視圖。該模具包括芯塊
210和腔塊220。腔塊220通常安裝到光盤成型機(jī)內(nèi)的固定板，而芯塊 210通常安裝到光盤成型機(jī)內(nèi)的活動板。腔塊220包括用于產(chǎn)品幾何形 狀，例如圖1所示的產(chǎn)品幾何形狀120的空腔。為了使透光裝置變平， 芯塊210通常是平滑的和磨光的。腔塊220包括注入口 230，熔融塑料 通過該注入口 230注入模具。
為了生產(chǎn)模制產(chǎn)品，芯塊210運(yùn)動到腔塊220的附近，但沒有完 全固定在位置中，如圖3所示。在芯塊210處于腔塊220的附近的情 況下，熔融塑料410被注入模具，如圖4所示。然后在高壓作用力的 作用下，芯塊210與腔塊220完全接合，以便允許熔融塑料完全地充 滿空腔，如圖5所示。通風(fēng)孔(未示出)允許在注入和壓縮期間空氣及其 它氣體溢出。例如通過在模具內(nèi)包括合適的印?；蚱渌D、 標(biāo)記、圖像、圖形、數(shù)字代碼、RFID標(biāo)簽或其它裝飾或特征可在模制 產(chǎn)品中模內(nèi)成型。第一出澆口工藝(即殘留熔渣的去除)通常在模制產(chǎn)品 處于模具中時進(jìn)行。在模制產(chǎn)品從模具排出之后，能夠在模制產(chǎn)品上
完成進(jìn)一步的處理，例如金屬化和涂層。通常利用加工工藝，將透光 裝置從模制產(chǎn)品分離。圖6顯示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有由金屬裝 飾圍繞的透明窗的示例性透光裝置。
盡管圖1顯示出在光盤輪廓內(nèi)產(chǎn)生兩個透光裝置的示例性實(shí)施 例，但應(yīng)指出的是，本發(fā)明決不限于每個模具對應(yīng)兩個透光裝置、或 每個模具對應(yīng)任何特定數(shù)量的透光裝置，甚至不限于配合在光盤輪廓
內(nèi)的透光裝置。圖7顯示出在模具中存在三個透光裝置的第一可選實(shí) 施例。圖8顯示出在模具中存在四個透光裝置的第二可選實(shí)施例。
在圖l所示的實(shí)施例中，透光裝置比中間桿寬。實(shí)際上，如果試 圖將透光裝置從中間桿精確地沿著分離它們的線分離，則得到的邊緣
可能不會完全地平直。緩和這種問題的一種方法是將中間桿構(gòu)造成與 透光裝置本身一樣寬，或者比透光裝置本身寬。這種情況的實(shí)例在圖9 中示出。在該實(shí)例中，能夠沿著垂直線將透光裝置從中間桿分離。
在本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例中，許多透光裝置由更傳統(tǒng)的盤制 作。相比于模具包括產(chǎn)品幾何形狀的輪廓的上述實(shí)施例，在該示例性 實(shí)施例中空腔和芯塊更傳統(tǒng)并產(chǎn)生圓形平坦的盤。盤進(jìn)行各種工藝處 理，該工藝可包括金屬沉積、防護(hù)涂層及其它涂層的沉積和印刷。利 用CNC(計算機(jī)數(shù)字控制)、激光或沖模機(jī)，將完成的透光裝置機(jī)械地 從盤分離。
在相關(guān)的實(shí)施例中，特殊構(gòu)造印模用來在盤上形成具有各種對準(zhǔn) 特征的通用記錄坑圖案和可選的特定產(chǎn)品記錄坑圖案。該通用記錄坑
圖案用來在各種處理工藝期間對準(zhǔn)磁盤。圖IO顯示出根據(jù)本發(fā)明示例 性實(shí)施例的印模IOOO。其中，印模IOOO包括各種記錄坑圖案特征，包 括具有預(yù)定方框1006的環(huán)1002、半圓形參考1005和符號參考1010。 在該實(shí)例中，沒有特定產(chǎn)品記錄坑圖案特征，但是特定產(chǎn)品記錄坑圖 案特征(例如全息圖)能夠被包括在輪廓1004內(nèi)。將具有記錄坑圖案特 征的印模置于沖孔機(jī)中，該沖孔機(jī)利用記錄坑圖案環(huán)1002對印模進(jìn)行 定心，定位方框1006，并沖出中心孔、印模的外徑和鎖眼1008。鎖眼 1008的中心線與記錄坑圖案方框1006的中心線對準(zhǔn)。半圓形和符號記 錄坑圖案特征用于在各種處理工藝期間對準(zhǔn)磁盤。
為了模制磁盤，在模具內(nèi)對準(zhǔn)印模，具體地通過在模具中將鎖眼 1008與對應(yīng)的鍵桿對準(zhǔn)。然后對盤進(jìn)行注塑/壓縮成型，并沖出中央注 入口。完成的磁盤包括從印模轉(zhuǎn)印的記錄坑圖案特征。
完成的磁盤從成型機(jī)排出，并被移動到包括特定產(chǎn)品選擇性掩蔽 的應(yīng)用金屬沉積機(jī)中。選擇性掩蔽構(gòu)造成以便僅僅暴露盤上要沉積金 屬的區(qū)域(例如，沿著透鏡的邊緣)。圖11顯示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)
施例的選擇性掩蔽1102。在該實(shí)例中，選擇性掩蔽暴露三個透光裝置 輪廓。半圓形和符號記錄坑圖案特征用于在金屬沉積機(jī)內(nèi)對準(zhǔn)盤，并 且該選擇性掩蔽與盤對準(zhǔn)。然后，例如利用真空沉積/金屬化來沉積金 屬。圖12顯示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例圍繞透光裝置的金屬化區(qū)域
1202。
在金屬沉積之后，將盤移動到涂覆機(jī)中。通常，防護(hù)涂層涂覆在 盤的兩側(cè)。通常，磁盤的一個側(cè)面被涂覆并硬化之后，磁盤的另一側(cè) 面被涂覆并硬化。也能夠涂覆其它類型的涂層(例如，防指紋涂層、防 眩目涂層)。
在已涂覆各種涂層之后，可將磁盤移動到印刷機(jī)中，用于在盤上 (例如，利用UV墨水)印刷可選特征。
圖13顯示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的完成的盤的剖視圖。從包 括嵌入的記錄坑圖案特征1306的模制盤1304開始，利用選擇性掩蔽 沉積金屬層1308。然后沉積防護(hù)涂層1302和1310。最后，沉積印刷 層1312。
圖14是邏輯流程圖，顯示出用于制備根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的 印模的示例性邏輯。在塊1402中，設(shè)置空白印模。在塊1404中，在 印模上形成具有對準(zhǔn)特征的通用記錄坑圖案。在塊1406中，將特定產(chǎn) 品記錄坑圖案可選地形成在盤上。在塊1408中，利用作為參考的記錄 坑圖案環(huán)，使印模在沖孔機(jī)中居中。在塊1410中，定位記錄坑圖案方 框。如上所述，記錄坑圖案方框用作用于沖出鎖眼的參考。在塊1412 中，沖出中心孔、外徑和鎖眼使得鎖眼的中心線與記錄坑圖案方框的 中心線對準(zhǔn)。能夠利用傳統(tǒng)的激光束記錄(LBR)制造印模，該傳統(tǒng)的激 光束記錄(LBR)用于制造用于信息盤的印模。通常，LBR用來在玻璃母 盤中"刻劃"紋孔，該玻璃母盤用于形成用于生產(chǎn)鎳印模的模具。圖15是邏輯流程圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的用于生產(chǎn) 透光裝置的示例性邏輯。在塊1502中，在模具中對準(zhǔn)印模，具體地通
過將印模的鎖眼與模具中對應(yīng)的鎖桿對準(zhǔn)。在塊1504中，將選擇性掩 蔽安裝在金屬沉積機(jī)中。在塊1506中，注塑/壓縮成型磁盤。在塊1508 中，在將磁盤從成型機(jī)排出之后，在金屬沉積機(jī)中對準(zhǔn)磁盤，具體地 利用半圓形和符號記錄坑圖案特征作為參考。在塊1510中，將選擇性 掩蔽與盤對準(zhǔn)。在塊1512中，沉積金屬。在塊1514中，將盤移動到 涂覆機(jī)。在塊1516中，沉積并硬化各種涂層。在塊1518中，在盤上 可選地印刷各種特征。在塊1520中，將完成的透鏡與盤機(jī)械地分離。
圖16是方框圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的透光裝置模制 系統(tǒng)的相關(guān)元件。其中，系統(tǒng)包括成型機(jī)1606、鍍金屬機(jī)1608、涂覆 機(jī)1610、印刷機(jī)1612和分離機(jī)1614。可包括印模設(shè)備1602以生產(chǎn)供 成型機(jī)1606使用的印模?？砂ㄑ诒卧O(shè)備1604以生產(chǎn)供鍍金屬機(jī)1608 使用的選擇性掩蔽。如上所述，利用注塑/壓縮成型技術(shù)，通過成型機(jī) 1606產(chǎn)生具有可選的記錄坑圖案特征和/或模內(nèi)裝飾或特征的模制產(chǎn) 品。將模制產(chǎn)品移到鍍金屬機(jī)1608中，該鍍金屬機(jī)1608利用選擇性 掩蔽將金屬選擇性地沉積到模制產(chǎn)品上。然后將模制產(chǎn)品移動到涂覆 機(jī)1610中，該涂覆機(jī)1610將各種涂層沉積到模制產(chǎn)品上。然后將模 制產(chǎn)品移動到印刷機(jī)1612中，該印刷機(jī)1612將各種特征印刷到模制 產(chǎn)品上。然后將模制產(chǎn)品移動到分離機(jī)1614中，該分離機(jī)1614使透 光裝置與模制產(chǎn)品機(jī)械地分離。如上所述，這些機(jī)床/工藝中的一些是 可選的，并且可采用另外的機(jī)床/工藝。例如，在本發(fā)明示例性實(shí)施例 中，分裝機(jī)用來容納來自成型機(jī)1606的模制產(chǎn)品并將模制產(chǎn)品以協(xié)同 方式移動到鍍金屬機(jī)1608中。應(yīng)指出的是，參考圖16描述的機(jī)床可 以是單獨(dú)的機(jī)床，或者可以是較大機(jī)床的模塊或部件。
應(yīng)指出的是，通?？刹捎蒙鲜龅母鞣N工藝，例如沖壓、金屬化、 涂覆、印刷和各種光學(xué)和機(jī)械基準(zhǔn)的形成。因而，例如可將參考圖1 至9的上述實(shí)施例改進(jìn)成包括大致如參考圖10至15描述的沖壓、金
屬化、涂覆和印刷。
應(yīng)指出的是，本發(fā)明不局限于上述各種工藝或受上述各種工藝所 限制。例如，本發(fā)明不局限于上述各種金屬沉積、涂覆和印刷工藝， 或受其所限制?？刹捎酶郊拥墓に嚭?或不同的工藝以生產(chǎn)具有各種特 征的透光裝置。
利用改進(jìn)信息盤模制設(shè)備和工藝的用于模制透光裝置的上述工藝 相對于透鏡的直接注入模制具有某些優(yōu)點(diǎn)。 一個可能的優(yōu)點(diǎn)是相比于 直接注入模制裝置的許多秒，其可更加迅速地生產(chǎn)透光裝置(幾秒鐘左 右)。另一個優(yōu)點(diǎn)是相比于直接注入模制裝置，透光裝置能夠具有較小 的雙折射，其具體原因?yàn)樽⑺軌嚎s成型通常比直接注入模制產(chǎn)生較小
的應(yīng)力和更一致的分子取向。
盡管上述實(shí)施例通常用于生產(chǎn)平坦的裝置，但對于技術(shù)人員清楚 的是，能夠通過空腔和/或芯塊的適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)或構(gòu)造，以類似的方式生 產(chǎn)彎曲及其它非平坦的裝置。
本發(fā)明能夠以其它特定的形式具體化而不會偏離本發(fā)明的真實(shí)范 圍。從所有方面來看，僅認(rèn)為描述的實(shí)施例是例證性的而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)透光裝置的方法，該方法包括將透光裝置模具引入成型機(jī)，該透光裝置模具具有整體的澆道，該整體的澆道與所述透光裝置處于大致相同的平面中并具有與所述透光裝置大致相同的壁厚；將熔融塑料注入模具并壓縮該模具，以通過注塑/壓縮成型工藝形成模制產(chǎn)品；和將透光裝置從所述模制產(chǎn)品機(jī)械地分離。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述模具包括所述透光裝置幾 何形狀的輪廓，使得所述模制產(chǎn)品包括大致成形的透光裝置。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述模具基本缺乏透光裝置特 征，使得所述模制產(chǎn)品是坯料，所述透光裝置從該坯料上切出。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括在將所述熔融塑料注入所述模具之前，將印模引入所述模具，該 印模包括用于在所述模制產(chǎn)品中產(chǎn)生至少一個光學(xué)基準(zhǔn)的記錄坑圖案 特征的布置。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述印模還包括用于在所述透 光裝置中產(chǎn)生記錄坑圖案的特定產(chǎn)品記錄坑圖案特征的布置。
6. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述印模還包括用于在所述透 光裝置上形成全息圖的記錄坑圖案的布置。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括在所述模制產(chǎn)品中模內(nèi)成型全息圖、標(biāo)記、圖像、圖形、數(shù)字代 碼和RFID標(biāo)簽中的至少一個。
8. 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括在形成所述模制產(chǎn)品之后，在所述模具內(nèi)從所述模制產(chǎn)品去除殘 余熔渣。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，在所述模具內(nèi)從所述模制產(chǎn)品去除 所述殘余熔渣包括在一個或多個處理工藝期間形成用于定向所述模制品的機(jī)械基準(zhǔn)。
10. 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括 將選擇性掩蔽引入金屬沉積機(jī)；利用在所述模制產(chǎn)品中的至少一個光學(xué)基準(zhǔn)在所述金屬沉積機(jī)中 對準(zhǔn)所述模制產(chǎn)品；將所述選擇性掩蔽對準(zhǔn)所述模制產(chǎn)品,將金屬沉積在所述模制產(chǎn)品的所述選擇性掩蔽暴露區(qū)域上；和將金屬沉積在所述模制產(chǎn)品的所述暴露區(qū)域上。
11. 如權(quán)利要求IO所述的方法，其中形成在所述模制產(chǎn)品中的機(jī)械基準(zhǔn)和光學(xué)基準(zhǔn)中的至少一個，在所述金屬沉積機(jī)中對準(zhǔn)所述模制 7fc 口廣叩o
12. 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括在涂覆機(jī)中定位所述模制產(chǎn)品；和 將至少一個涂層沉積在所述模制產(chǎn)品上。
13. 如權(quán)利要求IO所述的方法，還包括 在涂覆機(jī)中定位所述模制產(chǎn)品；和 將至少一個涂層沉積在所述模制產(chǎn)品上。
14. 如權(quán)利要求12或13所述的方法，其中沉積所述至少一個涂 層包括將第一涂層沉積在所述模制產(chǎn)品的第一側(cè)上；硬化所述第一涂層；翻轉(zhuǎn)所述模制產(chǎn)品；將第二涂層沉積在所述模制產(chǎn)品的第二側(cè)；和 硬化所述第二涂層。
15. 如權(quán)利要求12或13所述的方法，其中所述至少一個涂層包 括如下涂層中的至少一個防護(hù)涂層； 防指紋涂層；和 防眩目涂層。
16. 如權(quán)利要求12所述的方法，還包括 在印刷機(jī)中對準(zhǔn)所述模制產(chǎn)品；和 將至少一個特征印刷在所述模制產(chǎn)品上。
17. 如權(quán)利要求13所述的方法，還包括 在印刷機(jī)中對準(zhǔn)所述模制產(chǎn)品；和 將至少一個特征印刷在所述模制產(chǎn)品上。
18. 如權(quán)利要求16或17所述的方法，其中利用形成在所述模制 產(chǎn)品中的機(jī)械基準(zhǔn)和光學(xué)基準(zhǔn)中的至少一個，在所述印刷機(jī)中對準(zhǔn)所 述模制產(chǎn)品。
19. 如權(quán)利要求16或17所述的方法，其中利用UV墨水在所述模 制產(chǎn)品上印刷至少一個特征。
20. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中成型機(jī)是用于生產(chǎn)信息盤的 大致傳統(tǒng)的注塑/壓縮成型機(jī)。
21. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中利用大致傳統(tǒng)的激光束記錄 儀形成所述印模，該大致傳統(tǒng)的激光束記錄儀用于產(chǎn)生用于信息盤的 印模。
22. —種用于生產(chǎn)透光裝置的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括-透光裝置模具，該透光裝置模具具有整體的澆道，該整體的澆道與所述透光裝置處于大致相同的平面中并具有與所述透光裝置大致相 同的壁厚；成型機(jī)，該成型機(jī)用于容納所述透光裝置模具，通過注塑/壓縮成 型工藝將熔融塑料注入所述模具并壓縮以形成模制產(chǎn)品；和分離機(jī)，該分離機(jī)用于將所述透光裝置從所述模制產(chǎn)品機(jī)械地分離。
23. 如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中成型機(jī)是用于生產(chǎn)信息盤的 大致傳統(tǒng)的注塑/壓縮成型機(jī)。
24. 如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述分離機(jī)是如下中的至少—個CNC機(jī)床； 激光器；和 沖模。
25. 如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，還包括激光束記錄儀，該激光束記錄儀用于在襯底中形成記錄坑圖案特 征的布置，該布置包括多個光學(xué)對準(zhǔn)特征；和沖孔機(jī)，該沖孔機(jī)用于利用至少一個光學(xué)對準(zhǔn)特征作為基準(zhǔn)，在 所述襯底中對準(zhǔn)所述襯底并沖出鎖眼。
26.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中利用大致傳統(tǒng)的激光束記錄 儀形成所述印模，該大致傳統(tǒng)的激光束記錄儀用于產(chǎn)生用于信息盤的 印模。
27.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，還包括選擇性掩蔽，該選擇性掩蔽用于暴露所述模制產(chǎn)品上待沉積金屬的區(qū)域；禾口金屬沉積機(jī)，該金屬沉積機(jī)用于使所述選擇性掩蔽與所述模制產(chǎn) 品對準(zhǔn)和將金屬沉積在所述暴露區(qū)域上。
28. 如權(quán)利要求22或27所述的系統(tǒng)，還包括涂覆機(jī)，該涂覆機(jī)用于將至少一個涂層沉積在所述模制產(chǎn)品上。
29. 如權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，還包括印刷機(jī)，該印刷機(jī)用于將至少一個特征印刷在所述模制產(chǎn)品上。
30. —種用于形成供透光裝置的注塑/壓縮成型使用的印模的方法，該方法包括設(shè)置印模襯底；在所述印模襯底中形成具有對準(zhǔn)特征的通用記錄坑圖案，該對準(zhǔn) 特征包括記錄坑圖案環(huán)和記錄坑圖案方框；利用所述記錄坑圖案環(huán)作為光學(xué)基準(zhǔn)，使所述印模襯底在沖孔機(jī) 中居中；在所述印模襯底中沖出鎖眼，使得所述鎖眼的中心線與所述記錄 坑圖案方框的中心線對準(zhǔn)。
31. —種供透光裝置的注塑/壓縮成型使用的裝置，該裝置包括 襯底；和記錄坑圖案特征的第一布置，該記錄坑圖案特征的第一布置形成 在所述襯底中用于在注塑/壓縮模制產(chǎn)品中產(chǎn)生至少一個光學(xué)基準(zhǔn)。
全文摘要
利用注塑/壓縮成型技術(shù)生產(chǎn)用于便攜電子裝置的透光裝置，例如透鏡和窗，其中透光裝置模具包括整體的澆道，該整體的澆道處于與待生產(chǎn)的透光裝置大致相同的平面中，并具有與待生產(chǎn)的透光裝置大致相同的壁厚。將完成的透光裝置從模制產(chǎn)品機(jī)械地分離。傳統(tǒng)地用于生產(chǎn)信息盤的模制設(shè)備和工藝能夠被大大地改進(jìn)以生產(chǎn)透光設(shè)備。能夠進(jìn)行各種工藝以將金屬化、涂層和印刷增加到透光設(shè)備。
文檔編號B29D11/00GK101184608SQ200580045094
公開日2008年5月21日 申請日期2005年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月28日
發(fā)明者安東尼·L·杰拉爾迪, 波爾·C·延森, 詹姆斯·P·埃利奧特 申請人:耐普羅公司