CN101380824B - 用于微结构转印的均压装置 - Google Patents

Abstract

本发明是有关一种用于微结构转印的均压装置，是可压印一片基板，包含一个具有一个支撑容器、一均压液体、一个加压设备的下施压单元、一个相反于该下施压单元的上施压单元，以及一个成型模具，该支撑容器具有一个开口朝上的容置空间，及一个朝向该基板的顶环面，该均压液体是容置于该容置空间内，该基板底面是抵接于该顶环面上，而将该容置空间封闭，该加压设备具有一延伸至该容置空间内的活塞，该活塞可沿一轴向朝该基板推压该均压液体，该成型模具是设置于该基板顶面与该上施压单元之间，并具有一朝向该基板顶面的成型面，该成型模具的成型面是被该上施压单元抵紧于该基板顶面上。本发明可降低制造成本，并且耐用，更可产生足够的转印压力，非常适于实用。

Description

用于微结构转印的均压装置

技术领域

本发明涉及一种均压装置，特别是涉及一种用于微结构转印的均压装置。

背景技术

请参阅图1所示，是现有的一种用于微结构转印的均压装置的剖视示意图。该现有的一种用于用于微结构转印的均压装置，包含一可承载一片待转印基板6的承载单元1、一个放置于该基板6上的模具2、一个位于该承载单元1上方的保持件3、一个可驱动该保持件3上、下移动的驱动单元4，以及一个装设于该保持件3内的均压件5。该承载单元1是可对该基板6进行加热或冷却，该均压件5具有一个以耐高温、高压材质制成的弹性膜501，及一容置于该弹性膜501内的流体502。

藉此，当该驱动单元4驱动该保持件3带动该均压件5下移至抵压住该模具2时，该均压件5藉由该流体502即可均匀地对该模具2施压，而使该模具2以均匀的压力，将该基板6的顶面压印出所需的微结构轮廓。

虽然，该均压装置可利用该均压件5对该模具2与该基板6均匀地施压，但是在实际制造、使用时，此种均压装置却存在有以下的缺失：

一、该均压件5的弹性膜501需以昂贵的耐高温、高压材质来制成，因而会增加制造成本。

二、该均压件5的弹性膜501是在高温、高压的环境下使用，因此该弹性膜501往往会产生使用寿命短的问题。

三、该驱动单元4一般是单纯的气压缸或油压缸，所能产生的压力均属有限，因此，当该基板6是金属薄板材质时，由于受限于该驱动单元4所能产生的压力大小，因此该基板6往往会发生转印不完全的问题。

由此可见，上述现有的用于微结构转印的均压装置在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的用于微结构转印的均压装置，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的用于微结构转印的均压装置存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的用于微结构转印的均压装置，能够改进一般现有的用于微结构转印的均压装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的用于微结构转印的均压装置存在的缺陷，而提供一种可以降低制造成本、耐用且可产生足够的转印压力的用于微结构转印的均压装置，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种用于微结构转印的均压装置，是用于压印一片基板，该用于微结构转印的均压装置包含：一个下施压单元，具有一个支撑容器、一容置于该支撑容器内的均压液体，及一个加压设备，该支撑容器具有一个开口朝上的容置空间，及一个环绕该容置空间并朝向该基板的一个底面的顶环面，该均压液体是容置于该容置空间内，该基板的底面是抵接于该顶环面上，而将该容置空间封闭，该加压设备具有一个延伸至该容置空间内的活塞，该活塞是沿一轴向朝该基板推压该均压液体；一个上施压单元，是相反于该下施压单元；以及一个成型模具，是设置于该基板的一个顶面与该上施压单元之间，并具有一个朝向该基板的顶面的成型面，该成型模具的成型面是被该上施压单元抵紧于该基板的顶面上。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的用于微结构转印的均压装置，其中所述的支撑容器还具有一个低于该顶环面的安装环面，及一个连接于该顶环面与该安装环面之间的环肩面，该下施压单元还具有一个设置于该安装环面上的密封件，该密封件具有一个设置于该安装环面上且与该环肩面抵接的金属密封环，及一个设置于该安装环面上的橡胶密封环，该金属密封环具有一个朝内开口的凹槽，该橡胶密封环是与该凹槽衔接。

前述的用于微结构转印的均压装置，其中所述的支撑容器还具有一个低于该顶环面的安装环面，及一个连接于该顶环面与该安装环面之间的环肩面，该环肩面是从该安装环面朝该顶环面倾斜，该下施压单元还具有一个设置于该安装环面与该环肩面上的密封件，该密封件具有一个与该环肩面抵接的金属密封环，及一个设置于该安装环面上的橡胶密封环，该橡胶密封环是与该金属密封环的一个内周面抵接。

前述的用于微结构转印的均压装置，其中所述支撑容器的容置空间具有一个邻近于该基板的大孔径部，及一个邻近于该加压设备的小孔径部，该加压设备的活塞是沿该轴向延伸至该小孔径部内。

前述的用于微结构转印的均压装置，其中所述的加压设备还具有一个缸体，及一容置于该缸体内的加压液体，该活塞是沿该轴向相对于该缸体与该支撑容器移动，该活塞具有一个设置于该缸体内的大径塞头，及一个设置于该小孔径部内的小径塞头，该大径塞头的截面积是大于该小径塞头的截面积。

前述的用于微结构转印的均压装置，其中所述的活塞还具有一段沿该轴向连接于该大径塞头、该小径塞头之间的连接段。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为了达到上述目的，本发明提供了一种用于微结构转印的均压装置，是可压印一基板，该均压装置包含一个下施压单元、一个上施压单元，及一个成型模具。该下施压单元具有一个支撑容器、一容置于该支撑容器内的均压液体，及一个加压设备，该支撑容器具有一个开口朝上的容置空间，及一个环绕该容置空间并朝向该基板的一个底面的顶环面，该均压液体是容置于该容置空间内，该基板的底面是抵接于该顶环面上，而将该容置空间封闭，该加压设备具有一个延伸至该容置空间内的活塞，该活塞可沿一轴向朝该基板推压该均压液体。该上施压单元是相反于该下施压单元。该成型模具是设置于该基板的一个顶面与该上施压单元之间，并具有一个朝向该基板的顶面的成型面，该成型模具的成型面是被该上施压单元抵紧于该基板的顶面上。

借由上述技术方案，本发明用于微结构转印的均压装置至少具有下列优点及有益效果：本发明借由该加压设备沿着轴向朝该基板推压该均压液体，该均压液体即可直接对该基板的底面均匀地施压，使该基板的顶面均匀地压印于该成型模具的成型面上，如此，本发明不但可以降低制造成本，并且耐用，更可产生足够的转印压力，非常适于实用。

综上所述，本发明是有关一种用于微结构转印的均压装置，可压印一片基板，包含一个具有一个支撑容器、一均压液体、一个加压设备的下施压单元、一个相反于该下施压单元的上施压单元，以及一个成型模具，该支撑容器具有一个开口朝上的容置空间，及一个朝向该基板的顶环面，该均压液体是容置于该容置空间内，该基板底面是抵接于该顶环面上，而将该容置空间封闭，该加压设备具有一延伸至该容置空间内的活塞，该活塞可沿一轴向朝该基板推压该均压液体，该成型模具是设置于该基板顶面与该上施压单元之间，并具有一朝向该基板顶面的成型面，该成型模具的成型面是被该上施压单元抵紧于该基板顶面上。本发明具有可降低制造成本、耐用且可产生足够转印压力的功效。本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在产品结构或功能上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的用于微结构转印的均压装置具有增进的突出功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是现有的一种用于微结构转印的均压装置的剖视示意图。

图2是本发明用于微结构转印的均压装置一第一较佳实施例与一片基板的剖视示意图。

图3是一类似图2的视图，说明该第一较佳实施例的一均压液体直接对该基板均匀地施压。

图4是一类似图3的视图，说明该基板完全转印该第一较佳实施例的一个成型模具的一个成型面的轮廓。

图5是本发明用于微结构转印的均压装置一第二较佳实施例与一片基板的剖视示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的用于微结构转印的均压装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的二较佳实施例的详细说明中将可清楚的明白。在提出详细说明之前，要注意的是，在以下的说明中类似的元件是以相同的编号来表示。

请参阅图2、图3、图4所示，图2是本发明用于微结构转印的均压装置一第一较佳实施例与一片基板的剖视示意图，图3是说明第一较佳实施例的一均压液体直接对该基板均匀施压的示意图，图4是说明该基板完全转印该第一较佳实施例的一个成型模具的一个成型面的轮廓的示意图。本发明用于微结构转印的均压装置的第一较佳实施例，是可压印一片基板100，该基板100具有一个顶面110，及一个底面120，该均压装置包含：一个下施压单元10、一个上施压单元20，及一个成型模具30。

上述的下施压单元10，具有一个支撑容器11、一容置于该支撑容器11内的均压液体12、一个密封件13，及一个加压设备14。

该支撑容器11，具有一个开口朝上的容置空间111、一个环绕该容置空间111并朝向该基板100的底面120的顶环面112、一个低于该顶环面112的安装环面113，及一个连接于该顶环面112与该安装环面113之间的环肩面114。该容置空间111具有一个邻近于该基板100的大孔径部115，及一个邻近于该加压设备14的小孔径部116。

该均压液体12，是容置于该容置空间111内，该基板100的底面120是抵接于该顶环面112与该密封件13上，而将该容置空间111封闭。

该密封件13，是设置于该安装环面113，该密封件13具有一个设置于该安装环面113上且与该环肩面114相抵接的金属密封环131，及一个设置于该安装环面113上的橡胶密封环132，该金属密封环131具有一个朝内开口的凹槽133，该橡胶密封环132是与该凹槽133衔接。在本实施例中，该金属密封环13的材质是为铜合金或铍铜合金。当该橡胶密封环132被挤压时，该橡胶密封环132可迫使该金属密封环131紧抵于该基板100与该支撑容器11之间。

该加压设备14，具有具有一个缸体141、一个延伸至该容置空间111的小孔径部116内的活塞142，及一容置于该缸体141内的加压液体143。该活塞142是可沿一轴向X相对于该缸体141与该支撑容器11移动，该活塞142具有一个设置于该缸体141内的大径塞头144、一个设置于该小孔径部116内的小径塞头145，及一段沿该轴向X连接于该大、小径塞头144、145之间的连接段146，该大径塞头144的截面积是大于该小径塞头145的截面积。在本实施例中，该加压设备14可与一个压力源(图中未示，例如油压泵)连接，该压力源可驱使该加压液体143沿该轴向X推动该活塞142的大径塞头144，使该活塞142的小径塞头145沿轴向X朝该基板100推压该均压液体12。

上述的上施压单元20，是相反于该下施压单元10，该上施压单元20可沿该轴向X上、下移动。在本实施例中，该上施压单元20可沿该轴向X朝下移动至将该成型模具30抵紧于该基板100的顶面110上，使该基板100的底面120抵紧于该顶环面112与该密封件13上，此时，该上施压单元20即会停止移动，此外，该上施压单元20也具有加热/冷却该成型模具30与该基板100的功能，惟，此功能是现有技术，因此在此不再详细说明。

上述的成型模具30，是设置于该基板100的顶面110与该上施压单元20之间，并具有一个朝向该基板100的顶面110的成型面31。在本实施例中，该成型模具30是摆置于该基板100的顶面110上，并且该成型模具30的成型面31是被该上施压单元20抵紧于该基板100的顶面110上。

藉此，如图2、图3、图4所示，当该活塞142的小径塞头145沿轴向X朝该基板100推压该均压液体12时，该均压液体12即可直接对该基板100的底面120均匀地施压，使该基板100的顶面110均匀地压印于该成型模具30的成型面31上，进而将该成型面31的轮廓均匀地、完全地转印至该基板100的顶面110上。

经由以上的说明，现再将本发明的优点归纳如下：

一、本发明是利用该均压液体12来直接对该基板100均匀施压，相较于现有技术，本发明完全不需要使用到昂贵的弹性膜，因此，本发明不但可以降低制造成本，更可以完全避免弹性膜使用寿命短的问题。

二、本发明是先利用该加压设备14的加压液体143推压该活塞142截面积较大的大径塞头144，然后，才利用该活塞142截面积较小的小径塞头145推压该均压液体12，终使该均压液体12均匀地对该基板100施压，由于液体的加压压力是与加压面积呈反比，因此，本发明只需对该大径塞头144施加微小的压力，该小径塞头145即可对该均压液体12施加倍增的压力(根据本案发明人实际测试，压力可达15000大气压左右)，如此，即便该基板100是金属薄板材质时，本发明也可以对该基板100施加足够的压力，而使该基板100的顶面110将该成型面31的轮廓完全转印。

值得一提的是，在本实施例中，该成型模具30是与该上施压单元20呈成分离设置，但是，当然该成型模具30也可固设于该上施压单元20的底面上。

请参阅图5所示，是本发明用于微结构转印的均压装置一第二较佳实施例与一片基板的剖视示意图。本发明的第二较佳实施例是类似于第一较佳实施例，其差异之处在于：

该缸体141，是与该支撑容器11一体连接。

该环肩面114，是从该安装环面113朝该顶环面112倾斜，该下施压单元10具有一个设置于该安装环面113与该环肩面114上的密封件13，该密封件13具有一个与该环肩面114抵接的金属密封环131，及一个设置于该安装环面113上的橡胶密封环132，该橡胶密封环132是与该金属密封环131的一个内周面134抵接。

如此，该第二较佳实施例也可以达到与上述第一较佳实施例相同的目的及功效。

归纳上述，本发明的用于微结构转印的均压装置，不但可以降低制造成本，且耐用，更可产生足够的转印压力，所以确实能达到发明的目的。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种用于微结构转印的均压装置，是用于压印一片基板，其特征在于该用于微结构转印的均压装置包含：

一个下施压单元，具有一个支撑容器、一容置于该支撑容器内的均压液体，及一个加压设备，该支撑容器具有一个开口朝上的容置空间，及一个环绕该容置空间并朝向该基板的一个底面的顶环面，该均压液体是容置于该容置空间内，该基板的底面是抵接于该顶环面上，而将该容置空间封闭，该加压设备具有一个延伸至该容置空间内的活塞，该活塞是沿一轴向朝该基板推压该均压液体；

一个上施压单元，是相反于该下施压单元；以及

一个成型模具，是设置于该基板的一个顶面与该上施压单元之间，并具有一个朝向该基板的顶面的成型面，该成型模具的成型面是被该上施压单元抵紧于该基板的顶面上。

2.如权利要求1所述的用于微结构转印的均压装置，其特征在于其中所述的支撑容器还具有一个低于该顶环面的安装环面，及一个连接于该顶环面与该安装环面之间的环肩面，该下施压单元还具有一个设置于该安装环面上的密封件，该密封件具有一个设置于该安装环面上且与该环肩面抵接的金属密封环，及一个设置于该安装环面上的橡胶密封环，该金属密封环具有一个朝内开口的凹槽，该橡胶密封环是与该凹槽衔接。

3.如权利要求1所述的用于微结构转印的均压装置，其特征在于其中所述的支撑容器还具有一个低于该顶环面的安装环面，及一个连接于该顶环面与该安装环面之间的环肩面，该环肩面是从该安装环面朝该顶环面倾斜，该下施压单元还具有一个设置于该安装环面与该环肩面上的密封件，该密封件具有一个与该环肩面抵接的金属密封环，及一个设置于该安装环面上的橡胶密封环，该橡胶密封环是与该金属密封环的一个内周面抵接。

4.如权利要求1所述的用于微结构转印的均压装置，其特征在于其中所述的支撑容器的容置空间具有一个邻近于该基板的大孔径部，及一个邻近于该加压设备的小孔径部，该加压设备的活塞是沿该轴向延伸至该小孔径部内。

5.如权利要求4所述的用于微结构转印的均压装置，其特征在于其中所述的加压设备还具有一个缸体，及一容置于该缸体内的加压液体，该活塞是沿该轴向相对于该缸体与该支撑容器移动，该活塞具有一个设置于该缸体内的大径塞头，及一个设置于该小孔径部内的小径塞头，该大径塞头的截面积是大于该小径塞头的截面积。

6.如权利要求5所述的用于微结构转印的均压装置，其特征在于其中所述的活塞还具有一段沿该轴向连接于该大径塞头、该小径塞头之间的连接段。

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