1.1 研究背景
1.1.1 微機電發展
微機電系統(Micro-Electro-Mechanical-System , MEMS)在歐洲稱為微系 統科技(Micro System Technology , MST)[1]，是利用半導體製程技術，來製 作微米級甚至奈米級的細微機械結構，這些微細的結構可應用到醫學、光
MEMS的製作分成幾類：(1)體微細加工(bulk micromaching)、(2)面微細 加工(surface micromaching)、(3)LIGA製程[2]。體微細加工是直接從塊材進 行微影、蝕刻的加工，屬於由大到小的加工，而面微細加工則是在基材上 堆積薄膜，再進行蝕刻的製程，屬於由小到大的堆砌，這兩種加工法都是 應用在以矽為基底的材料上。微光刻電鑄造(LIGA)製程是由德國開發出來 的，是lighographie galvanoformumg abformung德文的縮寫，此製程能做高深 寬比而且高精度的元件，可大量生產，垂直性佳，多種材質皆可使用是其 優點。此製程步驟包括X光微影(lithography)、電鑄(electroforming)、微成形 (micromolding)這三個部份。
1. 微影：利用蝕刻技術等相關能量加工方式，或者利用超精密機械加
熱應力以及剪切力。
1. 微射出成形(injection molding)：成品尺寸小而且相當精密，成形過 程在一瞬間就已經完成，需要精確的控制射出量。
2. 微熱壓成形(hot embossing)：將材料加溫至Tg點之上，在材料軟化 時，壓板施加壓力使材料充填至微模穴中，尺寸可以小至奈米級。
3. 反應射出成形(reaction injection molding)：將具有高反應活性的高 分子原料加高壓後瞬間反應，再將反應後的材料注入模具內成形，
為一種液態射出的方法。
另外其他較少被運用的成形方法有輥壓成形(rolling)以及光聚合法 (photopolymerization)[2]。
ㄧ般微成形常用微射出成形或者微熱壓成形，兩者各有其優缺點，微 熱壓成形在成形過程中有材料流動率低(low flow rate)，且流動距離短(low material flow)的優點，對於製作光學塑膠高深寬比的微細結構，能有較好的 賦形性，且對於厚度沒有太大要求，相對於微射出成形的射出厚度太薄，
對於材料的射出壓力溫度等等皆要提高，所以其對薄件射出較有門檻，但 在成形週期來說微射出成形就比微熱壓成形快速許多[3]。
1.1.2 高分子加工性質
基礎物理將一般物質分成液、氣、固三相，而高分子材料在液、固二 相之中又有不同的狀態，在固液二相中的狀態為黏彈性體，這種狀態擁有 固態以及液態的特性，其中的相變化不是像固液或者液氣之間有停止升溫 吸收潛熱的狀態，而是經過玻璃轉換溫度(grass transition temperature , Tg)之 後由玻璃質態轉變成橡膠質，其中比熱會改變，但沒有明顯的潛熱變化
態，等到溫度降到玻璃轉換溫度下之後才進行脫模[5]。由於熱壓成形的材 料流動率較低而且流動距離短，而且成形品內的熱應力較小，M. Heckele 等人認為熱壓成形可以生產出高精度、高品質的產品，但是由於成形周期 形時產生聚合反應，例如甲基丙烯酸甲酯(PMMA)被 300nm以下的光源照射 時，會產生聚合反應[4]。M. Bender等人使用一種以UV光為基礎的奈米壓時 候，加入UV光照射使PMMA單體聚合硬化，最後再做脫模的動作。相比於 一般的熱壓製程，UV光奈米壓印能夠在常溫低壓狀態進行壓印製程，而且 製程的循環時間也比較快，可以在1.2×1.2mm2的面積中壓印出直徑80nm的 點陣圖形[8]。在Jun-Ho Sung等人的研究中可以用紫外線熱壓的方式做出高 分子光子晶體，較原先的電子束直描(electron beam lithography)以及反應式 離子蝕刻(reactive ion etching)速度快上不少，並且加工較為簡單，減少不少 的成本[9]。
不同於使用輻射能來硬化材料，T. Lippert等人研究，當材料有對吸光 後不穩定的官能基時，如三氨烯基，可以利用剝離能量限界之下的雷射來 照射高分子材料，來修整材料表面，使材料外表較為平滑，實驗過後的材 料表面在SEM之下無法發現不平整處[10]。同樣的，在材料PET方面，使用 低溫電漿加上準分子雷射也能夠改變材料的表面性質[11]。在雷射照射下，
材料的物理性質以及化學性質會被影響[12][13]，或者可以使用雷射光來處
理材料表面，用低能量大約30mJ/cm2、短波長的雷射修飾高分子材料表面 [14][15][16]，使其表面的特徵型態改變[17]，另外S. Dadbin利用二氧化碳脈 衝雷射照射低密度聚乙烯(LDPE)薄膜做表面改質，並且提出氧化基團的形 成數量與脈衝數有關而且當脈衝數增加時，會形成較大的圖形[18]。W.
Kesting等人用波長 157nm的氟雷射照射聚丙烯纖維及薄膜，得到柱狀條紋 或波紋的結構，而且當脈衝數增加時，結構深度亦會增加，而得到較粗糙 用，在經過冷卻之後，將試片切成薄片再用偏光顯微鏡(Polarized Optical Microscope, POM)加以觀察，試著在經過不同加工履歷的高分子材料中找出 高次構造的變化以及影響其高次構造的原因。