微結構熱壓成形缺陷之探討

Abstract

本研究設計製作具有底邊長50μm之金字塔型微結構的模仁來進行熱壓成形實驗，以壓印壓力等各種主要成形參數，探討熱壓成形品上之微結構的相對位置精度與成形缺陷。並以自行設計之量測設備量得製程中工件徑向上之壓力分佈與徑向應力變化，以釐清熱壓成形之力學機制，並用以說明製品缺陷生成之原因。 由實驗結果得知，壓印壓力、材料物性、材料之厚度與徑向長度比等因素對微結構之收縮率分佈影響最大，其中材料之厚度與徑向長度比又會影響成形品之轉印性。在成形缺陷方面，除了因為收縮率分佈不均勻所導致之相對位置精度問題外，尚有傾倒、斷裂、充填不完全等現象。雖然成形時會遇到上述之缺陷，但是皆能藉由調整製程參數或經由模仁設計來降低缺陷生成的機率。此外，經由量測實驗所得之結果，工件徑向上之壓力分佈趨勢，亦與經由力學與流變學理論所推得的結果吻合。至於工件徑向應力之變化，在壓印過程中，受下壓速度之影響最大；在保壓階段，則受壓力大小之影響，此結果亦與推得之力學機制相符。