MOLDEX-3D

学生组 第二名

作品名称: 微射出压缩成型微透镜阵列于基盘之制程开发

学校: 台湾大学 机械所

团队成员: 杨申语、邱俊洋、杨庭嘉

作品大纲

现今虚拟现实显示器与穿戴式装置开发日新月异，传统透镜多组镜片搭配产生过厚问题是首要解决课题，因此，具备轻薄、多功能、数组化之微透镜被开发出来解决这项难题。有别于以往使用扇形浇口制作微透镜数组，此作品开发出快速、均匀性和光学性质良好的微透进数组成型制程。使用Moldex3D模流分析软件，分析不同流道系统的优劣，改善传统流道系统冷流道塑料损失等缺陷，并验证基盘成型的可行性，以仿真分析优化产品设计。最后搭配田口法，比较射出成型(IM)与射出压缩成型(ICM)在光学性质与翘曲位移的影响，进一步找出敏感因子和最佳参数，再与实际成型结果验证。

实际成型实验中，成功制作双面微透镜数组于4吋基盘，且证实ICM比IM有更好的转写率、光学性质、与残留应力，也验证实际成型与模拟结果相似，成型微透镜数组具备聚焦功能且成像清晰。透过Moldex3D模拟分析辅助设计，成功提升双面微透镜数组成型技术与效率，满足现今光学产业透镜高性能且微小轻薄的需求。

挑战

• 晶圆制程概念分割圆盘基底，改善流道设计，节省材料增加单模次成品，达到大量生产目标。
• 以Moldex3D验证制程可行性，减少反复试模时间及成本。
• 改善产品翘曲位移与光学性质，制作出低残留应力、高精度和优良光学性质的微透镜数组。

解决方案

首先利用Moldex3D分析模具设计的可行性，减少重复试模修改的时间及成本。从成型状况、光弹应力和变形程度，找到与翘曲变形、光学性质影响较大的相关因子，并配合田口法找出最佳参数。也以模内成型现象的角度解释IM与ICM两制程的差异，成功制作双面微透镜数组于4吋基盘，也验证模拟与实际型结果相似。

效益

• 使用直接浇口的圆盘上进行多组微透镜的分割让材料使用率高达66.3%，相对传统扇形浇口只有18.8%，多了约3倍以上
• 从成型状况、光弹应力和变形程度，找到与翘曲变形、光学性质影响较大的相关因子，并配合田口法找出最佳参数
• 使用射出压缩成型收缩率可以明显降低至1.5~2.0%，经过田口方法优化后更降至1.5%以下
• 利用Moldex3D快速验证IM与ICM两制程差异及优劣
  有效改善产品双折射率差值，提升光学性能