臺灣博碩士論文加值系統

二十一世紀初，高速、超精密與微細化已成為產業製造技術的必備要素，各種微結構與微元件紛紛被開發出來，半導體製程利用多次蝕刻和犧牲層的方式可以製造出二次元與三次元的元件，但是對於一些微小且特殊的結構，以現今的蝕刻技術往往需要多次重複曝光，因此相當耗費成本，也相對增加加工時間。
本論文以雷射微加工為主要研究標的，研究方向是在探討其工業應用性，並藉由誤差分析來取得較佳參數組合及建立相關圖表，為將來更複雜形狀的加工建立穩固的基礎。進行的步驟首先要加工出直徑範圍在10~30 μm區間的圓形凹洞，以及面積為100 μm X 100 μm的3D斜坡凹槽。前者著眼應用於LCD面板內部背光模組裡的導光板之製作，而後者則是要應用於凹版印刷的母版雕刻。
關鍵字：雷射加工、導光板、凹版印刷

In the beginning of 21st century, various kinds of micro-structures and micro-components have been developed out one after another. By means of lithography, 2D and 3D micro-machining parts can be produced. However, for some small and special structures, it is still complex and time- consuming in fabrication.
Laser micro-machining and its applications are the main objectives of this thesis. By error analysis, the relationships between parameters and results of Laser machining are also established in this thesis. These revalant charts will set up the firm foundation for more complicated laser micro-machining process in the future. In this thesis, the first step is to machine a round hole (its diameter ranges from 10 μm to 30 μm), which applies to the manufacturing of light guide plate within LCD panel, and a sloped groove (its area is 100 μm X 100 μm), which applies to intaglio printing.
Keywords：Laser micro-machining、Light guide plate、Intaglio printing

第一章 緒論
1-1 研究動機與目的………………………………………………… 1
1-2 研究應用方向…………………………………………………… 3
1-2-1 導光板…………………………………………………… 3
1-2-2 凹版印刷………………………………………………… 5
1-3 文獻回顧………………………………………………………… 9
1-4 研究方法………………………………………………………… 12

第二章 雷射加工
2-1 前言……………………………………………………………… 14
2-2 雷射原理與基本特性…………………………………………… 17
2-2-1 激勵系統………………………………………………… 18
2-2-2 活性介質………………………………………………… 18
2-2-3 共振腔…………………………………………………… 20
2-2-4 輔助裝置………………………………………………… 20
2-2-4-1 Q開關………………………………………… 20
2-2-4-2 倍頻晶體…………………………………… 22

2-3 雷射加工機制…………………………………………………… 23
2-3-1 光熱作用………………………………………………… 23
2-3-2 光化學作用……………………………………………… 24
2-3-3 材料去除機制…………………………………………… 24
2-4 雷射加工參數對加工之影響…………………………………… 26
2-4-1 能量密度對加工品質之影響…………………………… 26
2-4-2 脈衝重複率對加工品質之影響………………………… 27
2-4-3 脈衝時間對加工品質之影響…………………………… 27
2-5 雷射之種類、基本特性與實際應用…………………………… 30

第三章 實驗設備與實驗規劃
3-1 雷射加工設備…………………………………………………… 32
3-2 實驗加工方法…………………………………………………… 36
3-3 量測儀器………………………………………………………… 37
3-3-1 光學顯微鏡……………………………………………… 37
3-3-2 表面粗度儀……………………………………………… 37
3-3-3 白光干涉儀……………………………………………… 39
3-3-3-1 光源…………………………………………… 42
3-3-3-2 Charged Couple Device（CCD）…………… 42
3-3-3-3 物鏡模組……………………………………… 43
3-3-3-4 微動平台……………………………………… 45
3-4 實驗規劃………………………………………………………… 46
3-4-1 三維形狀加工規劃…………………………………… 46
3-4-2 較佳參數組合規劃…………………………………… 46
3-4-3 延伸分析規劃………………………………………… 48

第四章 實驗結果與分析
4-1 前言……………………………………………………………… 49
4-2 實驗結果與分析………………………………………………… 50
4-2-1 三維形狀加工結果……………………………………… 50
4-2-2 延伸分析………………………………………………… 76
4-2-2-1 參數與形狀精度之關係……………………… 76
4-2-2-2 加工重複性…………………………………… 78
4-2-2-3 雷射問題討論………………………………… 80
4-2-3 實驗結果討論…………………………………………… 84

第五章 結論與未來展望
5-1 結論……………………………………………………………… 85
5-2 未來展望………………………………………………………… 86
附錄一∼五
參考文獻
作者簡歷

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