專利名稱：帶有多末端金剛石的金剛石工具的制作方法
技術領域：
本發明涉及金剛石機加工和用于金剛石機加工的金剛石工具的制造。
背景技術：
能夠使用金剛石機加工技術制造例如微復制(microreplication)工具的各種各樣的工件。通常使用微復制工具用于產生微復制結構的擠壓加工或注射模制加工。微復制結構可以包括光學薄膜、具有自身配合輪廓的機械緊固件或具有例如尺寸小于1000微米的相對較小尺寸的微復制結構特征的任何模制的或擠壓的零件。
微復制工具包括鑄造帶、鑄造輥、注射模、擠壓或壓紋工具等。通常通過一金剛石機加工過程制造微復制工具，在金剛石機加工過程中使用一金剛石工具在微復制工具內切割凹槽或其它結構特征。使用一金剛石工具制造一微復制工具的加工過程能夠是成本高的和耗費時間的。
已經研制了用于形成制造微復制工具的金剛石工具的許多技術。例如，通常使用磨削或研磨加工制造形狀精密的金剛石工具。但是，通過磨削或研磨加工能夠形成的輪廓和形狀的范圍是有限的。
發明內容
總的說來，本發明涉及帶有多末端金剛石的金剛石工具，它用于制造微復制工具或其它工件。能夠使用金剛石工具的多個末端在一微復制工具內同時產生多個凹槽或其它結構特征。金剛石工具可以包括例如一工具后部的一安裝結構和安裝在該安裝結構中的一多末端金剛石。金剛石的不同末端可以對應于在微復制工具中要產生的不同凹槽。
通過在相同的金剛石上產生多個末端，可以改進或簡化微復制工具的生產。尤其，由于金剛石具有多個末端，為了在微復制工具中切削許多凹槽可以僅需要金剛石的少數幾個切削行程，這能夠降低工具成本。例如，如果金剛石包括兩個末端，為在微復制工具中切削凹槽所要求的行程次數可以減少一半。此外，如果該相同的金剛石在微復制工具中形成被切削出的多個凹槽，與通過一單末端金剛石的多次行程微復制工具具有許多凹槽相比較，能夠降低在微復制工具中各個切削凹槽之間的變化。以這方式，能夠改進微復制工具的質量。改進質量、以及減少與制造微復制工具相關聯的生產時間和成本又可以有效地下降與最終產生微復制結構相關聯的成本。
在附圖和以下描述了提出了這些和其它實施例的附加的細節。從說明和附圖以及從權利要求書，其它特征、目的和優點將變得很明顯。
圖1是安裝在一安裝結構中的一雙末端的離子束切削的金剛石的俯視圖。
圖2A和2B是按照本發明的一實施例的一雙末端的離子束切削的金剛石的立體圖。
圖3是在制造一微復制工具期間同時切削兩凹槽的一雙末端金剛石工具的立體原理圖。
圖4-7是按照本發明的不同實施例的離子束切削的雙末端金剛石的俯視圖。
圖8-12是示出在一工件內一雙末端金剛石切削的凹槽以及在該工件內能夠形成的所加工出的凹槽和凸起的多種俯視剖視圖。
圖13示出了為簡化一雙末端金剛石的形成而可以使用的一技術。
圖14是按照另一實施例的一多末端離子束切削的金剛石的俯視圖。
圖15示出了為簡化像圖14的一多末端金剛石的制造而可以利用的一技術。
圖16是類似于圖2B的一雙末端離子束切削的金剛石的立體圖。
圖17-24是示出按照本發明的多個實施例的離子束切削的多種多末端金剛石的另一些俯視剖視圖。
具體實施例方式
本發明涉及用于制造微復制工具或其它工件的帶有多末端金剛石的金剛石工具。尤其，能夠使用金剛石工具在制造一微復制工具期間同時切削多條凹槽。從而，能夠縮短與制造一微復制工具相關聯的切削時間。以這方式，能夠簡化與最終產生微復制結構相關聯的生產周期。
金剛石工具可以包括例如一工具后部的一安裝結構、以及安裝在安裝結構中的一多末端金剛石，其中金剛石的不同末端對應于在微復制工具中要生成的不同凹槽。能夠使用聚焦的離子束切削加工形成末端。對于不同的實施例，形成在多末端金剛石中的末端數量可以變化。例如，在某些情況中，在一金剛石上形成雙末端，在另一些情況中，在金剛石上形成大量末端。還描述了可以使用在各種不同的微復制工具的制造中的末端的各種形狀和尺寸。可使用聚焦的離子束切削加工產生或完成金剛石末端的所需的形狀。
此外，還描述關于簡化多末端金剛石制造的工加過程。如已述的那樣，可以使用聚焦的離子束切削加工形成多末端。但是，因為通常與聚焦離子束切削相關聯的高成本，所以可以希望用例如磨削、研磨或金屬絲鋸(wiresawing)技術的低成本技術對金剛石進行初步加工。然后，能夠使用聚焦的離子束切削加工完成末端的形狀，以及完成在相鄰末端之間的谷的形狀。通過減少為生成末端的所需形狀所要求的聚焦離子束切削加工量，能夠降低成本。
通常，通過減少為在微復制工具上形成凹槽所需的金剛石的切削行程次數，在相同金剛石上生成多末端能夠改進和簡化微復制工具的制造。并且，通過利用相同的金剛石形成切削在微復制工具中的多條凹槽，能夠減少在微復制工具中的各切削凹槽之間的變化，這能夠改進微復制工具的質量。所有這些因素都能夠有效地降低與最終生成微復制結構相關聯的成本。
圖1是包括安裝在一安裝結構14中的一雙末端離子束切削的金剛石12的一工具10的俯視圖。安裝結構14可以包括用于保持金剛石12的一工具后部或其它金屬結構或復合物。通過釬焊、低溫焊接、一粘接劑或例如一個或多個螺栓或螺釘的任何其它固定結構能夠將金剛石12固定在安裝結構14內。安裝結構14可以具有允許工具10被插入一金剛石工具加工機器的一設備的一形狀，該機器用于在一微復制工具中切削凹槽或其它結構特征。舉個例子，金剛石工具加工機器可以是被構造成用于切入切削的一金剛石車床，其中金剛石進刀進入一運動的工件，以在該工件中切削凹槽。或者金剛石工具加工機器可以是被構造成用于飛行切削(fly-cutting)的一金剛石車床，其中金剛石在一工件附近圍繞一軸線轉動，以在該工件中切削凹槽或其它結構特征。
金剛石12形成多個末端16。各末端16形成一單獨的切削結構，它對應于形成一工件的一特定的結構特征，例如在一微復制工具中所形成的一凹槽。在圖1所示的實施例中，金剛石12包括兩個末端16A和16B，不過對于不同的實施例可以形成任何數量的末端。末端16A和16B相互靠近，以及在兩個末端之間形成一谷17。能夠利用聚焦的離子束切削加工形成末端16A和16B，以及還可以利用該加工形成例如谷17的谷，該谷形成了為有效的金剛石機加工所需的特征。例如，能夠利用聚焦的離子束切削保證尖末16A和16B的內表面18A和18B沿著一公共軸線19相交，形成谷17的一底部。并且，能夠使用聚焦的離子束切削在谷17中形成結構特征，例如一凹入或凸出的橢圓弧、拋物線、數學規定的表面圖形，或隨機的或偽隨機的圖形。
因為谷17能夠形成在一微復制工具中所生成的一凸起，所以精確地形成谷17能夠是很重要的。例如，谷17可以形成具有相對于一外基準點的一半徑的一凹入或凸起的圓弧，或者可以形成在相鄰表面18A和18B之間的一角度。還可以形成谷17的各種各樣的其它形狀。在任一情況下，在微復制工具中所產生的凹槽和凸起可能需要滿足精確的規格，以致微復制工具在形成微復制結構方面是有效的。此外，因為在一單件金剛石上形成多個末端17，所以能夠避免與使用在一單件工具中的單獨的金剛石相關聯的對齊問題。
圖2A和2B是按照本發明的一實施例的一雙末端離子束切削的金剛石12的立體圖。如圖所示，金剛石12可以形成一厚度X。谷17的一底可以沿著厚度X延伸一顯著的距離Y。Y可以小于或等于X。如圖所示，金剛石12的一頂表面可以沿著距離Y逐漸縮小，或者可以形成一相等的高度。舉個例子，厚度X可以是約在0.5毫米和2毫米之間和距離Y可以是約在0.001毫米和0.5毫米之間，不過本發明不一定被局限于那些情況。
圖3是用于在一微復制工具32的制造期間同時切削兩凹槽的一雙末端的金剛石工具10的立體原理圖。在圖3的例子中，微復制工具32包括一鑄造輥，不過也能夠使用金剛石工具10制造例如鑄造帶、注射模、擠壓或壓紋工具或其它工件的其它微復制工具。可以將金剛石工具10固定在一金剛石工具加工機器34中，該機器相對于微復制工具32定位金剛石工具10，以及移動金剛石工具10，例如相對于微復制工具32可以圍繞一軸線轉動(如箭頭所示)。同時，微復制工具32可繞一軸線旋轉。金剛石工具加工機器34可以被構造成通過進給或螺紋切削技術使金剛石工具10通過進入一轉動的微復制工具32，以在微復制工具32中切削凹槽。或者，可以將金剛石加工機器34構造成用于飛行切削，其中金剛石工具10在微復制工具32附近圍繞一軸線轉動，以在微復制工具32中切削凹槽或其它結構特征。還可以將金剛石工具加工機器構造成用于劃痕或劃線，其中金剛石工具10通過一工件很緩慢地移動。在任何情況下，能夠在工件上切削凹槽和形成凸起。形成的凹槽和凸起可以形成利用微復制工具32所生成的微復制結構的最終形狀，例如在一擠壓加工期間。或者，通過在工件中的材料的移動而不是一微復制工具的移動，所形成的凹槽和凸起可以形成結構特征。
因為金剛石工具10提供了具有多末端的一金剛石，所以為在微復制工具上切削凹槽僅需要金剛石工具的少數幾次行程。這能夠降低生產成本和加速與制造微復制工具相關聯的生產周期。一工件的制造如果在某些情況下不是數天的話也能夠花費許多小時。在金剛石工具10內結合供同時使用的兩個或多個末端能夠將生產周期縮短至那個時間的幾分之一。例如，如果金剛石包括兩個末端16(如圖3所示)，那么在微復制工具32內切削凹槽所要求的行程次數相對于包括一單尖端金剛石的一金剛石工具能夠減少一半。可以附加另一些末端16進一步以類似方式得益。并且，因為相同的金剛石在微復制工具32中形成切削出的多條凹槽，能夠減少在微復制工具32內的各切削凹槽之間的變化，這能夠改進微復制工具32的質量。改進質量和降低與制造微復制工具32相關聯的成本可以有效地降低與最終形成微復制結構相關聯的成本。
相反，當使用一單末端金剛石形成在一微復制工具上的凹槽時，可以造成在相鄰凹槽之間的深度變化。這深度方面的變化有時稱為“清除(clean-up)”，這是因為可以要求對微復制工具進行附加的修改，以調節形成在微復制工具上的凹槽深度和凸起高度。當使用一多末端金剛石時，減少或避免這清除。在該情況下，由多末端金剛石的相鄰尖端可以形成產生在微復制工具中的相鄰凹槽的深度。從而，如果將相鄰開端的高度形成為基本相同，那么在微復制工具中形成的相鄰凹槽的深度也可以是相同的。避免或減少清除還能夠減少與形成微復制結構相關聯的時間和成本。
圖4至7是按照本發明的多個實施例的雙末端離子束切削的金剛石的俯視圖。如由圖4-7的例子能夠理解的那樣，末端可以形成為具有任何各種各樣的形狀和尺寸。例如，如圖4所示，末端16C和16D可以形成基本為矩形。在該情況下，谷17C的底部可以是平行于末端16C和16D的一頂表面的一平表面。或者，谷17C可以形成為例如一凹入或凸出弧形的一非平表面。
如圖5所示，末端16E和16F可以形成為帶平頂的漸縮的形狀。在該情況下，由末端16E和16F形成的側壁可以是漸縮的形狀，以致末端16E和16F形成帶平頂的棱錐狀形狀。谷17E的底部也可以是平行于末端16E和16F的一頂表面的一平表面。或者，谷17E的底部或末端16E和16F的頂部可以是非平形狀。
如圖6所示，末端16G和16H形成下方切去的側壁。換句話說，由相鄰末端16G和16H形成的谷17G的底部相對于靠近谷17G的底部的側壁形成一銳角。末端16的這些和其它形式對于不同的應用可能是所希望有的。
末端16還可以有許多不同的尺寸。如圖7所示，可以由一個或多個變量表示末端的尺寸，包括高度(H)、寬度(W)和節距(P)。高度(H)指的是從谷的底部到末端的頂部的最大距離。寬度(W)可以定義為平均寬度，或如圖7所標注的、定義為一末端的最大寬度。節距(P)指的是相鄰末端之間的距離。能夠用于定義末端尺寸的另一數值稱為高寬比。高寬比是高度(H)對寬度(W)的比值。由聚焦離子束切削加工產生的試驗的金剛石工具已表明實現了許多不同的高度、寬度、節距和高寬比。
例如，通過將高度(H)和/或寬度(W)形成為小于約500微米，小于約200微米，小于約100微米，小于約50微米，小于約10微米，小于約1.0微米或小于0.1微米。此外，可以將節距形成為小于約500微米，小于約200微米，小于約100微米，小于約50微米，小于約10微米，小于約1.0微米或小于約0.1微米。高寬比可以形成為大于約1∶5，大于約1∶2，大于約1∶1，大于約2∶1，或大于5∶1。利用聚焦的離子束切削還可以實現較大或較小的高寬比。這些不同的形狀和尺寸對于不同的應用可能是有利的。
聚焦的離子束切削涉及其中例如鎵離子的離子朝金剛石加速以便切去金剛石的原子(有時稱為消融)的一加工過程。鎵離子的加速可以在一個原子接一個原子的基礎上從金剛石去除原子。還可以使用利用水蒸汽的蒸汽提升技術改進聚焦的離子束切削加工。一適合的聚焦離子束切削機是可從俄勒岡州、Portland的FEI有限公司購得的Micron型9500。按照本發明的原理，已試驗證實能夠使用聚焦離子束切削加工制造多末端金剛石。通常，能夠形成在一微復制工具中所產生的結構特征。那么，能夠進行聚焦離子束切削以形成具有對應于要產生的結構特征的多末端的一金剛石。
為了制造具有多末端的一離子束切削的金剛石，人們能夠規定在一微復制工具中所要形成的結構特征，以及產生關于一金剛石的一技術規格，其中技術規格確定了對應在一微復制工具中所要形成的結構特征的多末端。然后能夠使用該技術規格執行聚焦離子束切削，以制造按照該技術規格的一金剛石。可以用于制造一個或多個離子束切削的金剛石的聚焦離子束切削服務的一典范的提供機構是北卡羅來納州、Raleigh的金屬分析局。
聚焦離子束切削通常是很昂貴的。因此，為降低與一多末端金剛石的制造相關聯的成本，希望在將金剛石送到聚焦離子束切削加工之前對將要進行離子束切削的金屬初步加工。例如，可以使用如研磨、磨削或金屬絲鋸技術的花錢較少的技術切去金剛石的主要部分。可以需要聚焦離子束切削加工實現以上所列的一個或多個尺寸或結構特征。仍然，通過在聚焦的離子束切削之前初步加工金剛石，能夠縮短用于制造最終的離子束切削的金剛石所要求的聚焦離子束切削的時間。研磨涉及利用一松馳的磨料從金剛石去除材料的一加工過程，而磨削涉及其中利用固定在一介質或基底中的一磨料從金剛石去除材料的一加工過程。
圖8是示出在一工件82中切削凹槽的雙末端金剛石80的俯視剖視圖。圖9是示出由圖8所示的切削所造成的凹槽91A和91B以及凸起92的工件82的俯視剖視圖。如從圖8和9能夠理解的那樣，由金剛石80的相鄰末端之間形成的谷確定了凸起92。為此，凸可以有離開工件82的一外表面的一距離(D)。換句話說，從工件去除對應于距離D的材料數量以形成凸起92的頂。這可能導致相對于利用一單尖端的金剛石產生的凸起、在工件82上形成的諸凸起之間的更均勻的一致性。此外，可以減少或避免凸起92的清除。
凹槽91A和91B還相互之間具有基本相同的深度。相反，當使用一單末端金剛石形成在一微復制工具中的凹槽時，在相鄰凹槽之間可以造成深度變化。通過使用一多末端金剛石同時切削凹槽也可以減少或避免與在相鄰凹槽之間深度變化相關聯的清除。
圖10和11是示出雙末端金剛石80切削工件82內的隨后的凹槽(圖10)和從該切削產生的隨后的凹槽和凸起(圖11)的又一俯視剖視圖。換句話說，圖10中所示的切削可以跟隨于圖8所示的切削。如圖11所示，與凸起102相關聯的清除可以需要到達距離D的范圍。但是，可以減少或避免在其它凸起92和104上的清除。并且，因為由工件82類似地形成凸起92和104，所以能夠較容易地由距離D確定在凸起102上所要求的清除的數量，這數量對應于在由金剛石80進行的各自切削期間從凸起92和104的頂部去除的材料的相同數量。簡言之，通過使用一多末端金剛石，能夠在工件82內產生較精確的結構特征和可以減少所要的清除的數量。
圖12示了郵對于圖10所示的切削技術的一可替換選用的方案。圖12是示出對于圖8所示的切削進行一隨后切削的雙末端金剛石80的俯視剖面圖。但是，在圖12中，隨后的切削與前一切削部分地重疊。換句話說，金剛石80的最左方末端跟隨凹槽91B(圖9)，以及金剛石80的最右方末端切削另一凹槽。這一切削技術可以造成在工件內所產生的結構特征之間較精確的相似性，以及可以減少或避免清除。在某些情況下，在一金剛石上可以形成大量末端，但是在隨后的切削過程中僅一個末端重疊。可以利用部分地重疊的末端相對于工件精確地定位金剛石，以致在工件內被切削出的結構特征在高度和深度方面具有基本相似性。
圖13示出了可以用于簡化制造一雙末端金剛石的一技術。通過研磨邊緣131A和131B可以初步加工金剛石130。同樣，能夠利用一金屬絲鈕產生一初步的谷132。這些簡單的加工步驟能夠顯著地縮短形成最后的離子束加工的金剛石所要求的聚焦離子束切削時間。一旦完成初步加工，就能夠將金剛石130送到一聚焦離子束切削加工(如圖13的箭頭所概念上所表示的)。能夠利用聚焦的離子束切削加工使鎵離子加速到達金剛石130，以便去除金剛石原子，以最終形成多末端的離子束切削的金剛石10。
如以上簡要描述的，一多末端金剛石可以包括任何數量的末端，以及末端可以采用多種多樣的形狀和尺寸。圖14是示出一多末端金剛石的一俯視圖。在圖14的例子中，多末端金剛石140形成有九個分開的末端。像圖14中所示的一金剛石的末端可以形成約0.1微米的寬度(W)、約0.2微米的節距(P)、約0.2微米的高度(H)和約2∶1的高寬比(H∶W)。類似于圖2，金剛石140可以在一厚度方向延伸一距離，金剛石的谷也可以在厚度方向延伸一距離。
圖15示出了可以用于簡化制造像圖14所示的一多末端金剛石的一技術。在該情況中，可以通過研磨或磨削側邊151A和151B初步加工金剛石150，以便形成一較寬的凸起152。一旦被加工，就能夠將金剛石150送到一聚焦離子束切削加工(如圖15的箭頭在概念上所表示的)。然后能夠進行聚焦離子束切削加工，以將鎵離子加速到達金剛石150，以便切去金剛石原子，用于按照技術規格最終形成多末端離子束加工的金剛石140。
圖16示出了類似于圖2B的一雙末端離子束切削的金剛石。如圖16所示，金剛石12可以形成五個特定形成的表面(S1-S5)。可以通過磨削或研磨技術形成表面S1、S2和S3，以及可以通過聚焦離子束切削技術形成表面S4和S5。
圖17-24是示出按照本發明的多個實施例的離子束加工的多種多末端金剛石的又一些俯視剖視圖。如圖17所示，一金剛石可以包括不同形狀和尺寸的末端。例如，可以利用末端171在一工件內形成一種型式的結構特征，以及可以利用諸末端172在一工件內形成另一類似的結構特征。舉個例子，末端171的高度可以比末端172的高度高約5倍以上、高約10倍以上或高約20倍以上。
如圖18所示，一金剛石可以包括由諸相對較小的末端182分開的兩個相對較大的末端181A和181B。在這例子中，諸末端182形成了一周期的正弦函數曲線形狀。類似地，如圖19所示，諸末端也形成了一周期的正弦函數曲線表面形狀。也可以形成任何其它數學函數、隨機或偽隨機表面。圖20示出了一雙末端金剛石的一稍許變化的型式，其中末端201的外表面203形成一角度，該角度不同于內表面202的角度。
圖21示出了其中諸末端211形成在末端212的一側面上的一金剛石。圖22示出了其中諸末端221和222形成有不同高度的一金剛石。還可以形成不同的谷、不同的內表面壁角和/或不同的節距。
圖23示出了其中末端形成具有一凸形半徑(R)的一谷的一金剛石。圖24示出了其中多個周期的正弦狀末端跟隨著該金剛石的一弧形表面的一金剛石。本發明的這些和許多其它變化都在本發明的范圍內。
已描述了許多實施例。例如，已描述了用在金剛石工具加工機器中的多末端離子束切削的金剛石。然而，對于以上所述的實施例能夠作出許多不同的實施例，而不脫離以下權利要求書的范圍。例如，可以使用多末端金剛石切削凹槽或其它結構特征，形成其它型式的工件，例如不同于微復制工具的工件。因此，其它執行情況和實施例都在下列權利要求書的范圍之內。
權利要求
1.一種用于在工件內產生凹槽的工具，它包括安裝結構；以及安裝在該安裝結構內的多末端金剛石，其中金剛石的不同末端與將在工件中所產生的不同的凹槽相對應，并且在相鄰的末端之間形成谷，該谷與將在工件中所形成的凸起相對應。
2.如權利要求1所述的工具，其特征在于對應于將在工件內所形成的不同凹槽，聚焦離子束切削加工金剛石的許多末端。
3.如權利要求1所述的工具，其特征在于多末端金剛石包括兩個末端。
4.如權利要求3所述的工具，其特征在于這兩個末端的節距小于約500微米。
5.如權利要求3所述的工具，其特征在于這兩個末端的內表面沿一軸線相交，以形成谷底。
6.如權利要求1所述的工具，其特征在于該谷構成選自下列表面組中的底表面中凸弧形表面、中凹弧形表面和平表面。
7.如權利要求1所述的工具，其特征在于相鄰末端之間的節距小于約200微米。
8.如權利要求7所述的工具，其特征在于節距小于約100微米。
9.如權利要求8所述的工具，其特征在于節距小于約10微米。
10.如權利要求9所述的工具，其特征在于節距小于約1微米。
11.如權利要求10所述的工具，其特征在于節距小于約0.1微米。
12.如權利要求1所述的工具，其特征在于末端的高度對該末端的寬度的高寬比大于約1∶1。
13.如權利要求12所述的工具，其特征在于末端的高度對該末端的寬度的高寬比大于約2∶1。
14.如權利要求1所述的工具，其特征在于末端的寬度小于約200微米。
15.如權利要求1所述的工具，其特征在于末端形成基本直的側壁，其中，由相鄰末端所形成的谷底與側壁大致成直角。
16.如權利要求1所述的工具，其特征在于末端形成下方切去的側壁，其中，由相鄰末端所形成的谷底與靠近該谷底的側壁形成銳角。
17.如權利要求1所述的工具，其特征在于末端形成側壁，其中，由相鄰末端所形成的谷底與靠近該谷的側壁形成鈍角。
18.如權利要求1所述的工具，其特征在于金剛石形成一厚度，其中，該谷沿著該厚度延伸一段距離。
19.一種具有對應于將在微復制工具中所形成的凹槽的、聚焦離子束切削加工的末端的多末端金剛石，其中，對應于將在微復制工具中所形成的凸起的、兩個相鄰末端之間形成一谷。
20.如權利要求19所述的金剛石，其特征在于金剛石包括兩個末端。
21.如權利要求20所述的金剛石，其特征在于兩個末端之間的節距小于500微米。
22.如權利要求20所述的金剛石，其特征在于兩個末端的內表面沿一軸線相交，以形成谷底。
23.如權利要求19所述的金剛石，其特征在于該谷構成選自下列表面組的底表面中凸弧形表面、中凹弧形表面以及平表面。
24.如權利要求19所述的金剛石，其特征在于相鄰末端之間的節距小于約200微米。
25.如權利要求24所述的金剛石，其特征在于節距小于約100微米。
26.如權利要求25所述的金剛石，其特征在于節距小于約10微米。
27.如權利要求26所述的金剛石，其特征在于節距小于約1微米。
28.如權利要求27所述的金剛石，其特征在于節距小于約0.1微米。
29.如權利要求19所述的金剛石，其特征在于末端的高度與該末端的寬度的高寬比大于1∶1。
30.如權利要求29所述的金剛石，其特征在于末端的高度與該末端的寬度的高寬比大于2∶1。
31.如權利要求19所述的金剛石，其特征在于末端的寬度小于約200微米。
32.如權利要求19所述的金剛石，其特征在于末端形成基本直的側壁，其中，由相鄰末端所形成的谷底與側壁大致成直角。
33.如權利要求19所述的金剛石，其特征在于末端形成下方切去的側壁，其中，由相鄰末端所形成的谷底與靠近該谷底的側壁形成銳角。
34.如權利要求19所述的金剛石，其特征在于末端形成側壁，其中，由相鄰末端所形成的谷底與靠近該谷的側壁形成鈍角。
35.如權利要求19所述的金剛石，其特征在于金剛石形成一厚度，其中，該谷沿著該厚度延伸一段距離。
36.一種方法，它包括在微復制工具內形成所要產生的結構特征；以及聚焦離子束切削一金剛石，使該金剛石具有與所要產生的結構特征相對應的多個末端。
37.一種方法，它包括接受關于一金剛石的技術規格，其中，該技術規格規定與將在微復制工具中所形成的結構特征相對應的多個末端；以及聚焦離子束切削金剛石，以使金剛石具有按照技術規格的多個末端。
38.一種方法，它包括確定將在微復制工具中產生的結構特征；制定關于一金剛石的技術規格，其中，該技術規格規定與將在微復制工具中所產生的結構特征相對應的多個末端；以及聚焦離子束切削金剛石，以使金剛石具有按照技術規格的多個末端。
39.如權利要求38所述的方法，其特征在于還包括利用離子束切削的金剛石制造微復制工具。
40.如權利要求39所述的方法，其特征在于制造微復制工具包括用離子束切削的金剛石的多次行程在該工具中切削許多凹槽，其中凹槽的數量多于行程的次數。
41.如權利要求38所述的方法，其特征在于還包括在聚焦離子束切削金剛石之前加工該金剛石，以減少按照技術規格形成多末端所要求的聚焦離子束切削的數量。
42.一種用于在工件中產生凹槽的金剛石工具加工機器，包括包括安裝結構和安裝在該安裝結構中的多末端金剛石的金剛石工具，其中，金剛石的末端與將在工件中所形成的凹槽相對應，其中在相鄰末端之間形成與將在微復制工具中所形成的凸起相對應的谷；以及接納金剛石工具和控制金剛石工具相對于工件的定位的設備。
43.如權利要求42所述的金剛石工具加工機，其特征在于該機器是圍繞一軸線轉動金剛石工具的飛行切削機。
44.一種用于在微復制工具內產生凹槽的工具，包括安裝結構；以及安裝在該安裝結構內的多末端金剛石，其中，對應于將在微復制工具中形成的凹槽、聚焦離子束切削加工金剛石的末端，其中，對應于將在微復制工具中形成的凸起在相鄰的末端之間形成一谷，其中，多末端金剛石形成一厚度，該谷沿著該厚度延伸一段距離。
45.一種方法，包括利用選自下列技術組中的一種或多種技術在金剛石上產生至少兩個表面磨削和研磨；以及利用聚焦離子束切削技術在該金剛石上產生至少另外兩個表面。
46.如權利要求45所述的方法，其特征在于還包括利用選自下列技術組中的一種或多種技術在金剛石上產生至少三個表面磨削和研磨。
全文摘要
在一實施例中，描述了一種用于在微復制工具(32)中產生凹槽的工具(10)。該工具(10)包括安裝結構(14)和安裝在該安裝結構(14)中的多末端金剛石(12)。該金剛石的不同末端(16A，16B)可與將在微復制工具(32)中所形成的不同凹槽相對應。以此方式能夠簡化和/或改進利用金剛石的微復制工具(32)的制造。
文檔編號B23B27/20GK1655920SQ03812003
公開日2005年8月17日 申請日期2003年4月10日 優先權日2002年5月29日
發明者W·J·布賴恩, N·D·休厄爾, J·E·可萊門斯 申請人:3M創新有限公司