本專(zhuān)利申請(qǐng)要求2014年4月25日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)61/984,693的優(yōu)先權(quán)，該專(zhuān)利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容據(jù)此以引用方式并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明整體涉及利用掩模對(duì)三維基底進(jìn)行圖案化的新方法以及利用其上沉積的圖案化材料形成的產(chǎn)品。本發(fā)明還涉及制作用于對(duì)三維基底進(jìn)行圖案化的掩模的新方法。

背景技術(shù)：

過(guò)去十年來(lái)，消費(fèi)者需求刺激了技術(shù)的發(fā)展，使電子設(shè)備進(jìn)一步微型化。具體地，消費(fèi)者減小其電子設(shè)備的尺寸和可視性的趨勢(shì)可能與其積極的生活方式相關(guān)。即，許多消費(fèi)者希望隨時(shí)攜帶電子設(shè)備，以至少保持與世界的聯(lián)系或更高效地追蹤其個(gè)人進(jìn)展。例如，當(dāng)前電子設(shè)備應(yīng)用于醫(yī)療裝置中以通過(guò)各種機(jī)理監(jiān)測(cè)身體化學(xué)指標(biāo)和施用劑量可控的藥物或治療劑。

最近，科技公司已探索將微電子器件應(yīng)用于眼科可佩戴鏡片和接觸鏡片中。即，人眼具有辨別上百萬(wàn)種顏色、輕松調(diào)節(jié)以改變光狀況的能力、以及以超過(guò)高速互聯(lián)網(wǎng)連接的速率將信號(hào)或信息傳輸?shù)酱竽X的能力。利用這些知識(shí)，合理設(shè)計(jì)的鏡片與微電子器件結(jié)合，具有改善視力和/或矯正視力缺陷的能力。例如，可佩戴鏡片，優(yōu)選地由聚合物制成的可佩戴鏡片，可包括具有電子可調(diào)節(jié)焦距的鏡片組件，以增強(qiáng)或提高眼睛的性能。各種電路和部件可整合到這些聚合物結(jié)構(gòu)中以獲得增強(qiáng)的功能。這些部件可包括控制電路、微處理器、通信設(shè)備、電源、傳感器、致動(dòng)器、發(fā)光二極管和微型天線。

電子式和/或電力式接觸鏡片可被設(shè)計(jì)成經(jīng)由放大和縮小能力來(lái)提供提高的視力。另選地，它們可改變鏡片的折射、反射和透射能力。電子式和/或電力式接觸鏡片還可以被設(shè)計(jì)成增強(qiáng)顏色和分辨率、顯示紋理信息、將語(yǔ)音實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樽帜?、提供?dǎo)航系統(tǒng)的視覺(jué)提示，以及提供圖像處理和互聯(lián)網(wǎng)接入，并在低照度條件下提供視力增強(qiáng)。合理設(shè)計(jì)的電子器件和/或電子器件在鏡片上的布置方式還能夠使圖像投射到視網(wǎng)膜上，而無(wú)需使用可變焦距光學(xué)鏡片。應(yīng)用可包括新型圖像顯示器、視頻、多媒體和喚醒警示。

可佩戴接觸鏡片可包括用于檢測(cè)角膜前(淚)膜中特定化學(xué)物質(zhì)的濃度。接觸鏡片可結(jié)合對(duì)佩戴者的生物標(biāo)記物和健康指標(biāo)進(jìn)行非侵入式監(jiān)視的部件。內(nèi)置于鏡片中的傳感器可允許糖尿病患者通過(guò)分析淚膜的組分來(lái)監(jiān)測(cè)血糖水平，而不需要抽血。單獨(dú)地，鏡片中的傳感器可用于監(jiān)測(cè)pH、膽固醇、鈉和鉀水平及其他生物標(biāo)記物。這樣無(wú)需轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，從而可節(jié)省患者時(shí)間和費(fèi)用。繼而，與無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)射器耦合的傳感器可允許醫(yī)生幾乎即時(shí)獲取患者的血液化學(xué)物質(zhì)。

隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，將電子設(shè)備結(jié)合到細(xì)小的光學(xué)級(jí)聚合物鏡片過(guò)程中存在大量困難。即，由于尺寸限制，難以在鏡片上直接制造此類(lèi)部件。該部件需要整合到約1.5cm²聚合物上。更重要地，電子部件必須與眼睛的液體環(huán)境保持足夠的距離以防污染。另外，難以將平面電子設(shè)備安裝和互連到非平面鏡片表面。另外，由于鏡片上存在其他電子部件，因此也難以制作對(duì)佩戴者舒適的接觸鏡片。

因此，本領(lǐng)域存在對(duì)形成三維基底的需求，該三維基底上具有精確沉積的層，該層與微電子器件和電源連通以形成電連接。

本領(lǐng)域中存在的另一需要是形成其上具有沉積層和微電子器件的三維基底，其足夠安全以允許引入眼腔。

本領(lǐng)域中存在的另一需要是形成舒適的三維基底，該三維基底上具有沉積層和微電子器件，其用于視力矯正、視力提升和/或監(jiān)測(cè)佩戴者的生物標(biāo)記物和健康指標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了制造通電的生物醫(yī)學(xué)和非生物醫(yī)學(xué)裝置的方法，該方法包括促進(jìn)剛性插件、介質(zhì)插件和/或電子元件可控地粘附到水凝膠部分的步驟。

在本發(fā)明的另一方面，提供了制作用于圖案化三維基底的掩模的方法。該方法可包括提供芯軸的步驟，該芯軸包括對(duì)應(yīng)于三維基底的形狀在其表面加工的成形件。鍍覆層沉積到該成形件的第一區(qū)域。金屬層沉積于該成形件的第二區(qū)域，該第二區(qū)域不同于該第一區(qū)域。然后移除第一區(qū)域的鍍覆層下方和第二區(qū)域的金屬層下方的芯軸的部分。

在本發(fā)明的又一方面，提供了利用掩模對(duì)三維基底進(jìn)行圖案化的方法。該方法包括將掩模覆蓋到基底上的步驟。掩模包括通過(guò)環(huán)形孔與第二區(qū)域分開(kāi)的第一區(qū)域，該環(huán)形孔沿區(qū)域的周邊形成。通過(guò)環(huán)形孔將該層沉積到基底上。

在本發(fā)明的又一方面，提供了三維基底?；装ㄧR片部分和形成于鏡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環(huán)形層。該層具有小于約100微米的厚度。

為了更好地理解本發(fā)明的具體實(shí)施方式以及更好地認(rèn)識(shí)對(duì)本領(lǐng)域的貢獻(xiàn)，因此相當(dāng)寬泛地概述了本發(fā)明的某些方面。當(dāng)然，還將在下文描述本發(fā)明的附加的方面，這些方面將示出本文所附權(quán)利要求的主題。

在此方面，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于其在以下方面的應(yīng)用：以下說(shuō)明中所述或附圖中所示的部件的構(gòu)造和布置的詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明還有除所述方面外的其他方面并且能夠以多種方式實(shí)踐和執(zhí)行。此外，應(yīng)當(dāng)理解本文使用的措辭和術(shù)語(yǔ)以及摘要都是出于說(shuō)明的目的，而不應(yīng)被視為限制。

附圖說(shuō)明

為了便于更充分地理解本發(fā)明，現(xiàn)在參考附圖進(jìn)行描述，其中類(lèi)似的元件采用類(lèi)似的數(shù)字來(lái)標(biāo)記。這些附圖不應(yīng)被理解為限制本發(fā)明，其僅僅是例示性的。

圖1A、圖1B和圖1C是具有根據(jù)本發(fā)明的單個(gè)蔭罩坯料的第一示例性芯軸的圖解示意圖。

圖2A、圖2B和圖2C是具有根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)蔭罩坯料的第二示例性芯軸的圖解示意圖。

圖3A、圖3B、圖3C和圖3D是具有根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)蔭罩坯料的示例性芯軸組件的圖解示意圖。

圖4A、圖4B和圖4C是根據(jù)本發(fā)明的用于形成混合沉積掩模的示例性技術(shù)的圖解示意圖，該混合沉積掩模將環(huán)氧樹(shù)脂/鍍覆掩模結(jié)合到芯軸的加工井凹和設(shè)置于芯軸上的橋接部件中。

圖5是圖4C的芯軸和橋接件的剖視圖。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的示例性蔭罩的剖視圖。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的示例性蔭罩的圖解示意圖，該示例性蔭罩包括機(jī)械加工的平面表面，其用于將電子部件容納于待掩蔽的基底上。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的示例性三維基底的圖解示意圖，該示例性三維基底具有表面，在該表面上可利用掩模配置互聯(lián)器。

圖9是包括光學(xué)器件和電子器件的示例性接觸鏡片的圖解示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明，其中類(lèi)似的標(biāo)識(shí)號(hào)表示類(lèi)似的部件。

對(duì)于“一個(gè)實(shí)施方案”或“一個(gè)方面”等等而貫穿本說(shuō)明書(shū)的參考，意味著結(jié)合所述方面所描述的具體的特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在本發(fā)明的至少一個(gè)方面中。本說(shuō)明書(shū)中的例如不同位置的短語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施方案”或“一個(gè)方面”表面不一定均指的是同一方面，并且單獨(dú)或另選的方面與其他方面并不互相排斥。此外，所述的各種特征結(jié)構(gòu)可以用某些方面而非其他方面表示。類(lèi)似地，所述的各種要求可以是某些方面而非其他方面的要求。

一般利用掩模將材料的精密層沉積到位于其下方的基底的特定位置上。具體地，掩模包括封端的和未封端的區(qū)域，以在基底表面上形成于預(yù)先設(shè)定的圖案。更具體地，這些圖案可用于在旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)表面以及非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)特征結(jié)構(gòu)諸如三維基底的平面表面上形成互連結(jié)構(gòu)。根據(jù)本文所述的本發(fā)明的裝置和方法，可制造精密掩模，并且然后利用其在用于眼科和醫(yī)療應(yīng)用的復(fù)雜的非平面三維表面上形成互連特征結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的第一方面，提供了制作用于非平面基底圖案化的掩模。采用芯軸制造掩模。芯軸在本領(lǐng)域中具有多重定義，包括但不限于用于塑造機(jī)械加工的對(duì)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動(dòng)工具的工具。對(duì)于本發(fā)明而言，芯軸是原形，利用芯軸上的一個(gè)或多個(gè)部件制造蔭罩。更具體地，芯軸是其中或其上可形成一種或多種蔭罩坯料的部件。

在示例性實(shí)施方案中，芯軸基本上是圓盤(pán)形或圓柱形。芯軸包括位于一端的一個(gè)或多個(gè)軸，其能夠附接到加工車(chē)床或類(lèi)似裝置。芯軸的相對(duì)的平面表面根據(jù)具體技術(shù)進(jìn)行加工，其中表面粗糙度優(yōu)選地小于約10nm。該芯軸相對(duì)的平面表面可被加工為具有一個(gè)或多個(gè)成形件井凹。優(yōu)選地，井凹特征結(jié)構(gòu)小于約100微米。更優(yōu)選地，井凹特征結(jié)構(gòu)小于10微米。芯軸的機(jī)械加工表面包括一個(gè)或多個(gè)成形件井凹，基本上匹配要掩蔽的項(xiàng)目的內(nèi)部曲線和特征。優(yōu)選地，掩蔽項(xiàng)為三維基底。更優(yōu)選地，掩蔽項(xiàng)為非平面的三維基底。甚至更優(yōu)選地，掩蔽項(xiàng)為眼科鏡片，該眼科鏡片上布置有微電子器件。

根據(jù)如圖1A、圖1B和圖1C中所示出的一個(gè)實(shí)施方案，示出了示例性芯軸100，該芯軸具有加工到其一個(gè)平面104中的單個(gè)成形件或成形件井凹102(參見(jiàn)圖1A)。在圖1B中，示出了示例性芯軸100，其具有蔭罩坯料板106，該蔭罩坯料板具有形成于其上的單個(gè)蔭罩坯料108。圖1C示出與芯軸100分開(kāi)的蔭罩坯料板106一個(gè)實(shí)施方案。蔭罩坯料108可以從蔭罩坯料板106上移除以形成蔭罩。在該示例性實(shí)施方案中，芯軸100基本上呈圓柱形，因?yàn)槠渲袃H加工了單個(gè)成形件102。用于將芯軸100固定到車(chē)床的附接軸110以虛線示出。在示出的示例性實(shí)施方案中，成形件102包括多個(gè)層和面，所述多個(gè)層和面匹配其上待利用掩模的三維基底。芯軸100優(yōu)選地包含鋁并且單個(gè)蔭罩坯料108優(yōu)選地包含鎳。單個(gè)蔭罩坯料108和蔭罩自身可利用任何合適的工藝進(jìn)行制造，所述工藝包括本文所述的那些。優(yōu)選地，蔭罩的厚度小于約100微米。此外，蔭罩的厚度與圖案的寬度的比率小于約1。換句話講，100微米寬的圖案需要厚度約100微米或更小的蔭罩。優(yōu)選地，蔭罩的寬度為約100微米至75微米。

根據(jù)圖2A、圖2B和圖2C所示的另一個(gè)實(shí)施方案，其中示出了具有加工到一個(gè)平面204中的多個(gè)成形件或成形件井凹202(圖2A)的示例性圓盤(pán)形芯軸200，該示例性圓盤(pán)形芯軸200具有蔭罩坯料板206，該蔭罩坯料板包括形成于其上的多個(gè)蔭罩坯料208(圖2B)，以及與芯軸200分開(kāi)的蔭罩坯料板206(圖2C)。還可利用與通過(guò)坯料制造掩模的相同方法例如激光加工從蔭罩坯料板206上移除蔭罩坯料208以形成蔭罩。在該示例性實(shí)施方案中，芯軸200具有基本上圓盤(pán)形狀以容納在其中加工的多個(gè)成形件202。成形件202的尺寸、成形件202的數(shù)量和芯軸200的尺寸均彼此相關(guān)或取決于彼此。多個(gè)成形件202可布置為任何合適的構(gòu)型。用于將芯軸200固定到車(chē)床的附接軸210以虛線示出，其居中布置于每個(gè)成形件202的相對(duì)的平面后面。

在圖2A示出的示例性實(shí)施方案中，成形件202各自包括相同圖案的層和面，其匹配其中要利用掩模的三維基底；然而，在單個(gè)芯軸上可利用不同的成形件。同樣，芯軸200優(yōu)選地包含鋁并且多個(gè)蔭罩坯料208優(yōu)選地包含鎳。蔭罩坯料208和蔭罩自身可利用任何合適的工藝進(jìn)行制造，這些工藝包括本文所述的那些。

根據(jù)圖3A所示的另選的示例性實(shí)施方案，其中示出圓盤(pán)形結(jié)構(gòu)300，其具有定位成穿過(guò)其中的多個(gè)開(kāi)口302。該基本上圓盤(pán)形結(jié)構(gòu)300可以由任意種材料制成，包括鋁，如上文所述。通孔開(kāi)口302的尺寸被設(shè)定成將單個(gè)芯軸結(jié)構(gòu)304容納于單個(gè)成形件或成形件井凹306中。圖3B示出基本上圓盤(pán)形結(jié)構(gòu)300(如圖3A所示)和多個(gè)單芯軸結(jié)構(gòu)304成形件芯軸組件308的組合。單芯軸結(jié)構(gòu)304和基本上圓盤(pán)形結(jié)構(gòu)300可包含用于例如經(jīng)由螺紋可移除地附接到彼此的任何合適的裝置。通過(guò)以這樣的方式對(duì)元件進(jìn)行互連，各種成形件306可結(jié)合到單芯軸組件308中。圖3C示出具有蔭罩坯料板310及相關(guān)聯(lián)的蔭罩坯料312的芯軸組件308。圖3D示出與芯軸組件308分開(kāi)的蔭罩坯料板310。

如圖1-3所示，一個(gè)或多個(gè)井凹成形件通常是對(duì)稱(chēng)的。具體地，旋轉(zhuǎn)工具附接到芯軸的一個(gè)或多個(gè)軸，該軸與一個(gè)或多個(gè)井凹成形件的中心對(duì)齊。芯軸優(yōu)選地為輕質(zhì)材料以確保加工成形件時(shí)的移動(dòng)量較少。芯軸還能夠承受重復(fù)使用的應(yīng)力、應(yīng)變和磨損。在示例性實(shí)施方案中，芯軸由輕質(zhì)、強(qiáng)度重量比高且相對(duì)廉價(jià)的金屬材料制成。優(yōu)選地，該材料為鋁，因?yàn)樗哂腥犴g性并且能夠被化學(xué)溶解。通過(guò)這樣，可獲得復(fù)制三維基底的內(nèi)部輪廓的井凹成形件。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何工藝均可用于加工井凹成形件。例如，車(chē)床或其他換向臺(tái)，例如車(chē)銑和旋挖轉(zhuǎn)機(jī)可配備天然或合成金剛石尖工具以制造所述一個(gè)或多個(gè)成形件。該工藝通常被稱(chēng)作金剛石切削。金剛石切削是多段工藝，其中在加工的初始階段通過(guò)利用一系列計(jì)算機(jī)數(shù)控車(chē)床進(jìn)行。該系列中的每個(gè)連續(xù)車(chē)床都比過(guò)去更加準(zhǔn)確。在該系列的最后一步，利用金剛石尖工具獲得亞納米級(jí)表面光潔度和亞微米級(jí)成形件準(zhǔn)確度。

另選地，可利用電火花加工來(lái)形成一個(gè)或多個(gè)井凹成形件。一般來(lái)講，電火花加工是這樣一種制造工藝，其中預(yù)定的形狀利用電火花去除材料從而形成預(yù)定的形狀和形式來(lái)獲得。在示例性實(shí)施方案中，在芯軸中加工的井凹將與要掩蔽的三維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，平面表面可駐留在井凹中以與位于基底上的平面區(qū)域一致，從而容納電子部件，該電子部件包括但不限于芯片、電池和電極。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，并且如圖4A所示，在芯軸400中加工井凹成形件后，將鍍覆掩模層410沉積到井凹中，如圖4B所示。優(yōu)選地，鍍覆掩模包含非金屬材料。在示例性實(shí)施方案中，非金屬材料包括環(huán)氧樹(shù)脂。此外，任何材料均可采用，只要它與鎳鍍覆工藝不發(fā)生相互作用即可。具體地，該層形成于成形件的第一區(qū)域中。第一區(qū)域可圍繞成形件的周邊成形。優(yōu)選地，它是圍繞環(huán)形成形件的360度圓。沉積層可優(yōu)選地具有與蔭罩相同的厚度到幾個(gè)原子層的厚度范圍。優(yōu)選地，沉積層的厚度小于或等于100微米。此外，沉積層的寬度優(yōu)選地小于或等于100微米。在三維基底的后續(xù)掩模處理中，如下文所詳述，其中環(huán)氧樹(shù)脂所處的區(qū)域用于將材料沉積到三維基底上的特定位置并使其圖案化。蔭罩可重復(fù)使用。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，蔭罩可用于多至多數(shù)百次的多次沉積。在另一個(gè)實(shí)施方案中，蔭罩可清洗并無(wú)限期地使用。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，蔭罩包括橋接組件420，如圖4C所示。優(yōu)選地，橋接件為單個(gè)一體結(jié)構(gòu)。橋接件可以由任何材料形成。優(yōu)選地，橋接件與芯軸由相同的材料形成。橋接件包括上部和下部平面表面。橋接件基本上設(shè)置在位于芯軸中的加工成形件上方。橋接件的部分可能與成形件中的開(kāi)口相交。在示例性實(shí)施方案中，橋接件包括水平主體，該水平主體垂直于芯軸的軸向。優(yōu)選地，橋接件的高度被設(shè)計(jì)為使得它不妨礙圖案化/沉積過(guò)程。橋接件和芯軸被設(shè)計(jì)為在鋁溶解后保持其完整性和部件的可用性。

芯軸和橋接件的剖視圖如圖5所示。橋接件的主體521包括一個(gè)或多個(gè)孔。這些孔使得在后續(xù)步驟中能夠更高效地涂覆部件。優(yōu)選地，主體521包括中心開(kāi)口522，該中心開(kāi)口直接位于芯軸的中心部分上方。位于加工井凹中的芯軸的凸起部分505優(yōu)選地由加工形成，其在軸向上沿芯軸的中心部分向上突出。優(yōu)選地，橋接件的中心開(kāi)口522，例如凹部，被構(gòu)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。

橋接件還包括位于主體的相對(duì)的端部的支架523。支架523在芯軸500的軸向上從橋接件520的主體521的下表面向與加工井凹相鄰的芯軸500的上部平面表面延伸。優(yōu)選地，每個(gè)支架523的下表面鄰接芯軸500的平面表面506。在示例性實(shí)施方案中，橋接件520包括與中心開(kāi)口522等距分開(kāi)的兩個(gè)支架523并且彼此直接分開(kāi)例如180度。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)或多個(gè)蔭罩坯料通過(guò)電鍍或電鑄工藝形成于芯軸的成形件和橋接件上。即，蔭罩坯料為最終掩模的前體，該最終掩模用于使三維基底圖案化。即，它們復(fù)制成形件的形狀，其繼而復(fù)制隨后掩模的三維基底的形狀。即，成形件疊置到具有基本上相同的配對(duì)物的三維基底。優(yōu)選采用靠近的疊層設(shè)計(jì)以確保最佳沉積到基底上。成形件的缺陷可導(dǎo)致掩模下方的材料沉積到基底的所需區(qū)域上。這樣，可能影響基底上形成的電子設(shè)備的電容及其他電學(xué)特性。它還可能影響光學(xué)透明的或不透明的圖案的透射、反射和散射特性。

可以采用多種金屬材料來(lái)制造蔭罩坯料。在示例性實(shí)施方案中，蔭罩坯料由鎳制成。優(yōu)選地，沉積金屬具有小于約100微米的厚度。一般來(lái)講，蔭罩的厚度與圖案的寬度之比小于或等于約1。因此，100微米寬的圖案將需要厚度為100微米或更小的蔭罩。優(yōu)選地，蔭罩的厚度為約75微米至100微米。然而，應(yīng)當(dāng)指出，蔭罩坯料的厚度可根據(jù)應(yīng)用改變。

用于形成蔭罩坯料的工藝可從電鑄工藝變?yōu)榱硪环N合適的工藝。電鑄是熟知的金屬成形工藝，其中利用電鍍工藝制造薄型部件。在其中要制造的部件具有極其嚴(yán)格的公差和復(fù)雜性的情況下，采用電鑄工藝。電鍍是這樣一種工藝，其中通過(guò)電場(chǎng)使金屬離子在溶液中移動(dòng)，以將金屬皮涂覆或鍍覆到基部上，然后在鍍覆完成后將其除去。由于該工藝的特性，可采用該技術(shù)制造高保真度結(jié)構(gòu)。換句話講，電鑄將精確復(fù)制成形件，而不存在任何收縮或畸變。

在示例性實(shí)施方案中，沉積金屬層的厚度小于約100微米。將所得的掩模疊加到三維基底上，以用于對(duì)一個(gè)或多個(gè)附加層圖案化。優(yōu)選地，以這種方式疊加掩模，由此使得與基底上設(shè)置的前光學(xué)件的距離小于約5微米。如下文所詳述，掩模的減縮厚度與基底上沉積層的尺寸控制改善相關(guān)，其減小了基底上所形成的電子部件之間的電容。

在圖6所示出的另一個(gè)實(shí)施方案中，沉積金屬被施加到芯軸的上部平面表面上，施加到所加工的井凹內(nèi)和橋接件上方。在示例性實(shí)施方案中，金屬層被施加至該成形件的第二區(qū)域。沉積金屬被選擇性地施加于沿表面的加工井凹和區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域不同于其中沉積鍍覆層的成形件的第一區(qū)域。更優(yōu)選地，第二區(qū)域上的沉積金屬與第一區(qū)域中沉積的鍍覆層相鄰。如圖6所示，根據(jù)掩模成形的后續(xù)步驟并且如下文所詳述，鍍覆層被移除。

然后從芯軸的剩余部分去除由芯軸和橋接件(以及環(huán)氧樹(shù)脂/鍍覆掩模)的上部形成的蔭罩坯料。可通過(guò)多種方法去除蔭罩坯料，所述方法例如化學(xué)或物理分離。在一個(gè)實(shí)施方案中，蔭罩坯料下方的芯軸部分被化學(xué)溶解。優(yōu)選地，在溶解處理之后，金屬層和鍍覆層下方剩余小于100微米的鋁。更優(yōu)選地，金屬層和鍍覆層下方芯軸的所有鋁均被溶解。在另一個(gè)實(shí)施方案中，手動(dòng)或通過(guò)機(jī)械臂將蔭罩坯料與芯軸物理分離，并將其置于夾具中以進(jìn)一步處理。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，從芯軸上移除蔭罩后，從蔭罩上移除鍍覆掩模。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，鍍覆掩模與金屬層分開(kāi)。優(yōu)選地，通過(guò)熱處理移除環(huán)氧樹(shù)脂鍍覆掩模。例如，環(huán)氧樹(shù)脂可蒸發(fā)或降解以便于通過(guò)剝離而輕松去除。還可使用化學(xué)或等離子體型蝕刻，只要該蝕刻過(guò)程不影響研該掩模材料即可。這樣使孔601形成于蔭罩中，該蔭罩圍繞掩模周邊具有環(huán)形。該孔與最初沉積環(huán)氧樹(shù)脂鍍覆掩模的區(qū)域相同并且一致。掩模600的橫截面如圖6所示。如圖所示，蔭罩的厚度小于或等于約100微米。如圖6所示，橋接組件可用于將芯軸的上部固定到那里以便移除環(huán)形鍍覆掩模。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，掩?？梢员患庸こ删哂衅谕膱D案。期望的圖案對(duì)應(yīng)于特定的應(yīng)用，例如電互連器。該圖案可采用任何合適的方式形成，例如激光加工、激光燒蝕和/或化學(xué)蝕刻。在示例性實(shí)施方案中，圖案通過(guò)激光微加工形成于蔭罩坯料中。因此，蔭罩坯料一旦從芯軸移除，它們將被置于與激光加工系統(tǒng)兼容的固定夾具上。當(dāng)前可用的激光系統(tǒng)的精度使極其復(fù)雜的圖案的微加工成為可能。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，如上所述的芯軸中的加工井凹可以被加工成包括非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的區(qū)域。如圖7所示，掩模700包括平面區(qū)域710，例如平面區(qū)域以容納電子設(shè)備，諸如芯片、半導(dǎo)體或電極。該平面區(qū)域有助于在電子部件之間提供更快速的連接和響應(yīng)。對(duì)準(zhǔn)特征結(jié)構(gòu)還可內(nèi)置于芯軸和蔭罩中，使得其可以用于自動(dòng)化組裝和制造過(guò)程中。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了對(duì)三維基底上的層進(jìn)行圖案化的方法。例如，已完成的掩模從激光微加工夾具轉(zhuǎn)移到臨時(shí)固定裝置，再轉(zhuǎn)移到要掩蔽以形成最終產(chǎn)品的基底上。例如，如果要利用最終產(chǎn)品作為電力式接觸鏡片插件上的電互聯(lián)器的基底，則蔭罩可以通過(guò)專(zhuān)用夾具固定到前光學(xué)件上，該專(zhuān)用夾具允許互連材料通過(guò)蔭罩中的開(kāi)口沉積到基底上。在示例性實(shí)施方案中，要沉積的材料將穿過(guò)蔭罩中形成的360度圓形孔。本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何合適的沉積方法均可以利用，只要它與基底兼容即可。

在示例性實(shí)施方案中，三維基底為非平面的。更優(yōu)選地，基底為基本上非平面的。存在多種方法制備三維基底。在一些示例性實(shí)施例中，可使用注模技術(shù)來(lái)形成對(duì)象。其他示例性實(shí)施方案可通過(guò)各種材料，如塑料膜的形成而限定，其中對(duì)塑性片材的加熱和來(lái)自模壓成型部件的壓力將塑性片材形成為三維形狀。其他示例性實(shí)施方案可能涉及將金屬膜壓印或?qū)⒔饘俨牧想婅T成例如三維形狀，然后用絕緣材料涂布此類(lèi)產(chǎn)品，以便可在其上面形成離散的電互連器?？尚纬扇S成型產(chǎn)品的其他工藝諸如立體光刻和基于體素的光刻均可為適用的。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員可能顯而易見(jiàn)的是，限定由電絕緣材料制成或可涂覆有電絕緣材料的三維形狀的任何方法均可以為合適的。

在圖8所示的示例性實(shí)施方案中，提供了基底800，諸如眼科鏡片。圖8通過(guò)示出沿基底800的一部分截取的橫截面，顯示了基底800的三維方面的多個(gè)屬性。基底800包括外部部分或邊緣802、中心部分或中心區(qū)804以及中間特征結(jié)構(gòu)806和808。如圖所示，這些中間特征結(jié)構(gòu)806和808中的每個(gè)均有其局部的三維形態(tài)。

在眼科鏡片應(yīng)用中，邊緣802到中心區(qū)804的高度差可以為最多四(4)毫米，并且中間特征結(jié)構(gòu)806和808可具有在0.001毫米至0.5毫米之間變化的局部高度差，其側(cè)壁的斜率在約二(2)至約九十(90)度之間變化。

掩模疊置或疊加到三維基底上。根據(jù)本發(fā)明所制造的任何蔭罩均可用于適形于基底800的精確形狀。換句話講，根據(jù)本發(fā)明所制備的蔭罩應(yīng)精確適形于基底的形狀并定位為與基底盡可能面對(duì)面地緊鄰。優(yōu)選地，疊置掩模與位于基本上非平面的基底的平面區(qū)域上的前光學(xué)件之間存在小于約15nm的誤差。具體地，當(dāng)掩模與基底之間存在間距時(shí)，沉積材料可能不限于掩模中所限定的輪廓清晰的邊緣。相反，該材料可能散布于鄰近掩模的限定特征結(jié)構(gòu)之外的特征結(jié)構(gòu)中。在一些情況下，當(dāng)平行線彼此緊鄰放置時(shí)，這些特征結(jié)構(gòu)之間的電短路可能在不清晰地限定沉積的特征結(jié)構(gòu)時(shí)發(fā)生。

在掩模已被對(duì)齊并且置于其基本上匹配的三維基底上之后，可執(zhí)行蔭罩沉積過(guò)程。存在許多種沉積技術(shù)，這里可采用這些技術(shù)以形成薄膜。例如，可采用濺射沉積。還可以使用多種膜。例如，膜可以包括金屬膜、介電膜、高k值介電膜、導(dǎo)電和不導(dǎo)電環(huán)氧化物及其他導(dǎo)電和不導(dǎo)電膜。例如，可以使用金、透明導(dǎo)電材料(諸如ITO)、介電材料(諸如氮化硅、二氧化硅等)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，使用金。此外，在這些類(lèi)別的每一類(lèi)別中，可以有多種不同的一致材料可用于形成本領(lǐng)域范圍內(nèi)可用的膜。不限制該一般范圍，一些特別受關(guān)注的材料可以包括氧化銦錫(ITO)、石墨烯、碳納米顆粒和納米纖維。

在沉積步驟之后，在基底的預(yù)定位置處形成具有適當(dāng)厚度的膜。實(shí)現(xiàn)了所得的基底產(chǎn)品具有直接形成的互連器。根據(jù)試驗(yàn)，該互連特征結(jié)構(gòu)的電容小于70微微法拉。更優(yōu)選地，電容小于約50微微法拉。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，電容小于約20微微法拉。該效應(yīng)通過(guò)基底上的高精度環(huán)形360度沉積層來(lái)實(shí)現(xiàn)。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，在導(dǎo)電層例如跡線被限定之后，可再次采用激光燒蝕處理。如果由蔭罩限定的導(dǎo)電跡線或?qū)щ娀ミB器特征結(jié)構(gòu)不具有用激光燒蝕可獲得的精度，則可通過(guò)使用激光燒蝕“精修”或進(jìn)一步限定所限定的導(dǎo)電跡線或?qū)щ娀ミB器特征結(jié)構(gòu)。在一些示例性實(shí)施例中，這樣的精修可導(dǎo)致通過(guò)量的提高，因?yàn)榉浅＝咏枳罱K產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)可通過(guò)蔭罩形成，然后通過(guò)激光燒蝕進(jìn)行細(xì)微改變。

示例性電力式或電子式接觸鏡片包括必要元件，以矯正和/或提高具有一種或多種視力缺陷的患者的視力，或者以其他方式執(zhí)行可用的眼科功能。此外，鏡片可僅僅用來(lái)提高正常的視力或提供多種功能。電子式接觸鏡片可包括可變焦光學(xué)鏡片，嵌入到接觸鏡片中的已組裝前光學(xué)器件，或者僅簡(jiǎn)單地嵌入任何合適功能的電子器件而沒(méi)有鏡片?？蓪⑹纠噪娮隅R片結(jié)合到任何數(shù)量的角膜接觸鏡片中。

根據(jù)圖9所示，其中示出示例性接觸鏡片900，該接觸鏡片包括光學(xué)和電子部件兩者，從而要求電氣互連器和機(jī)械互連器。角膜接觸鏡片900包括視區(qū)902，該視區(qū)可用來(lái)提供或可不用來(lái)提供視力矯正和/或提高，或者其可簡(jiǎn)單地用作基材，該基材用于嵌入的任何合適功能性的電子器件。在所示的示例性實(shí)施方案中，形成視區(qū)902的聚合物或塑料延伸成使得其形成基材904，電子器件附接到該基材上。例如半導(dǎo)體芯片906的電子部件和電池908均機(jī)械連接和電氣連接到基材904。這些電子部件可以包括功能塊，該功能塊包括數(shù)控系統(tǒng)、激光驅(qū)動(dòng)器、為芯片中的其他電路或區(qū)塊提供偏壓的裝置。還可以包括任選的傳感器以響應(yīng)于可見(jiàn)、紅外和/或其他形式的電磁輻射。

導(dǎo)電跡線912將基材904上的電子部件例如半導(dǎo)體芯片906和電池908電氣互連。在所示的示例性實(shí)施方案中，第一導(dǎo)電跡線912a將半導(dǎo)體芯片906連接到前光學(xué)電極914，并且第二導(dǎo)電跡線912b將半導(dǎo)體芯片906連接到后光學(xué)電極916。粘合劑層918可用來(lái)連接前后光學(xué)部件。上述導(dǎo)電跡線912優(yōu)選地利用本文所述的掩蔽和掩模技術(shù)進(jìn)行制造。如上所述，形成導(dǎo)電跡線的沉積層可以為圍繞基底周邊360度的環(huán)形。

盡管本發(fā)明所示出和描述的據(jù)信是最為實(shí)用和優(yōu)選的實(shí)施方案，但顯而易見(jiàn)的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可對(duì)所描述和所示出的具體設(shè)計(jì)和方法作出變更，并且可在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下使用這些變更形式。本發(fā)明并不局限于所描述和所示出的具體構(gòu)造，而是應(yīng)當(dāng)理解為與落入所附權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)的全部修改形式相符。