CN103129287A - 印压方法及印压模具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种印压方法,包括以下步骤。配置一立体工件与一软模于一模腔内。立体工件的一装饰面上配置一未固化材料层。装饰面非平面。软模配置于未固化材料层上,且软模接触未固化材料层的表面具有一印压图案。注入高压气体于模腔,以施压于软模而转印印压图案至未固化材料层。固化已转印有印压图案的未固化材料层而形成一已固化材料层。此外,一种印压模具亦被提及。该印压模具包括:一上模具,具有一夹持部与一进气口,其中该夹持部用以夹持一软模;以及一下模具,具有一承载台,其中该承载台用以承载一立体工件,该下模具用以与该上模具结合,该进气口用以引入空气而施压该软模紧紧服贴于该立体工件上。
Description
技术领域
本发明是有关于一种印压方法与印压模具,且特别是有关于一种可转印图案于一立体工件的印压方法与印压模具。
背景技术
微热印压法属于微机电(MEMS)领域中的主要微结构复制技术,其中,微结构指具有微米或纳米尺寸的结构。微结构可以直接用作零组件,或是经过其他制程来利用。因为此制程简便而且可以使用批量制造,所以若能有效控制成品的成型精度及品质,即可提高MENS产品的产能。
图1A至图1D是公知的一种印压技术的示意图。请参照图1A,就目前的印压技术而言,会先在平板110上涂布未固化层120。接着,请参照图1B,透过印压模具130而转印印压图案至未固化层120,接着再固化未固化层120以形成已固化层140。再来,请参照图1C,使印压模具130脱离具有已固化层140的平板110。最后,请参照图1D,对具有已固化层140的平板110进行立体成形的动作。
然而,在进行立体成形的动作时,印压于平板110上的印压图案容易因受力拉伸、挤压等因素而造成印压图案变形、破裂。特别是,在转角处102的角度特别小时更为严重。
发明内容
本发明提供一种印压方法,可解决印压于工件上的印压图案在立体成形时因受力而被破坏的问题。
本发明提供一种印压模具,使印压于工件上的印压图案不会受到破坏。
本发明的印压方法包括以下步骤。配置一立体工件与一软模于一模腔内。立体工件的一装饰面上配置一未固化材料层。装饰面非平面。软模配置于未固化材料层上,且软模接触未固化材料层的表面具有一印压图案。注入高压气体于模腔,以施压于软模而转印印压图案至未固化材料层。固化已转印有印压图案的未固化材料层而形成一已固化材料层。
在本发明的印压方法的一实施例中,上述的软模为立体软模,且立体工件与软模刚配置于模腔内时,软模即服贴于未固化材料层上。
在本发明的印压方法的一实施例中,上述的软模为平面薄膜,且在配置软模于模腔之后以及注入高压气体之前,更包括软化软模以使软模服贴于未固化材料层上。
在本发明的印压方法的一实施例中,上述的软化软模的方法包括照射红外线于软模。
在本发明的印压方法的一实施例中,上述的固化未固化材料层的方法包括照射紫外线于已转印有印压图案的未固化材料层。
在本发明的印压方法的一实施例中,上述的固化未固化材料层的方法包括加热已转印有印压图案的未固化材料层。
在本发明的印压方法的一实施例中,印压方法更包括将软模脱离具有已固化材料层的立体工件。
本发明的印压模具包括一上模具与一下模具。上模具具有一夹持部与一进气口。夹持部用以夹持一软模。下模具具有一承载台。承载台用以承载一立体工件。下模具用以与上模具结合。进气口用以引入空气而施压软模紧紧服贴于立体工件上。
在本发明的印压模具的一实施例中,印压模具更包括一气密圈。气密圈配置于下模具与上模具的结合面。
在本发明的印压模具的一实施例中,上述的下模具更具有一抽气口。抽气口连通下模具与上模具结合后软模与下模具之间的空间。
在本发明的印压模具的一实施例中,上述的下模具更具有一抽气口。抽气口连通至承载台的表面。
在本发明的印压模具的一实施例中,印压模具更包括多个C型夹,这些C型夹用以夹紧下模具与上模具。
基于上述,在本发明的印压方法与印压模具中,印压步骤是在立体工件上进行,可避免在印压步骤后才对工件进行立体成形而造成印压图案的破坏。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释,并不限定本发明的范围。其中:
图1A至图1D是公知的一种印压技术的示意图。
图2为本发明一实施例的印压方法的文字流程图。
图3A至图3E为图2的印压方法中立体工件在印压时的实体流程图。
图4A至图4C为图2的印压方法中的软模220的制造流程示意图。
图5为本发明另一实施例的印压方法中在固化未固化材料层时的流程示意图。
图6A至图6E为本发明又一实施例的印压方法中立体工件在印压时的流程示意图。
图7为本发明一实施例的印压模具的立体图。
图8为图7的印压模具的剖视图。
主要元件标号说明:
10:紫外线光源
20:加热装置
30:红外线光源
40:空气泵
50、60:抽气设备
102:转角处
110:平板
120:未固化层
130:印压模具
140:已固化层
210:立体工件
220、520:软模
230、530:模腔
232、532:上模具
234、534:下模具
240:未固化材料层
250:已固化材料层
300:模具
310:腔室
320:热浇道
330:软质材料
340:上模座
350:下模座
700:印压模具
702:气密圈
710:上模具
712:夹持部
714:进气口
716:锁附件
720:下模具
722:承载台
724、726:抽气口
730:软模
740:立体工件
750:未固化材料层
760:加热装置
770:紫外线光源
790:C型夹
L1:紫外线
L2:红外线
S:装饰面
S602~S608:步骤
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明的
具体实施方式。
图2为本发明一实施例的印压方法的文字流程图,而图3A至图3E为图2的印压方法中立体工件在印压时的实体流程图。请参照图2与图3B,本实施例的印压方法是配置一立体工件210与一软模220于一模腔230内。此时,立体工件210的一装饰面S上配置一未固化材料层240。值得注意的是,装饰面S非平面。换言之,立体工件210在进行印压前已经被成形为最终的外型。举例来说,装饰面S可为如图3B的倒U字型的装饰面,或者为一特定形状的曲面。软模220配置于未固化材料层240上,且软模220接触未固化材料层240的表面具有一印压图案(步骤S602)。
接着,请参照图2与图3C,注入高压气体于模腔230,以施压于软模220而转印印压图案至未固化材料层240(步骤S604)。
再来,请参照图2与图3D,在注入高压气体于模腔230之后,固化已转印有印压图案的未固化材料层240而形成一已固化材料层250(步骤S606)。
在此流程之下,本发明的印压方法中的立体工件210已事先成形,接着透过具有印压图案的软模220对立体工件210进行后续加压转印以及固化的动作(步骤S604与步骤S606),便完成了立体工件210的制作。换句话说,在对立体工件210进行加压转印以及固化的动作之后,不需要再对立体工件210进行立体成形的动作,便能避免立体工件210上的印压图案因受力拉伸或者挤压而被破坏。
另外,请参照图2与图3A,模腔230由上模具232与下模具234构成,在步骤S602之前,可先将软模220配置在上模具232,而立体工件210配置在下模具234,且立体工件210上配置一未固化材料层240。接着,将上模具232与下模具234结合而形成完整的模腔230。惟在此实施例并未限制立体工件210与软模220配置在模腔230内的方式。在其他实施例中,也可先将立体工件210配置在下模具234,再把软模220配置在立体工件210上,之后将上模具232与下模具234结合。
以下举例说明软模220的制作过程。图4A至图4C为图2的印压方法中的软模的制造流程示意图。请参考图4A,在本实施例中,首先提供一模具300。模具300具有一腔室310与一热浇道320。腔室310内壁上形成一印压图案。接着,将软质材料330由热浇道320注入至腔室310,且软质材料330填满腔室310(如图4B所示)。值得注意的是,软质材料330例如为聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)、硅胶(silicone)或聚胺酯(polyurethane,PU)等高分子材料所制成。之后,冷却模具300而在腔室310中固化成形出具有印压图案的软模220。最后,将模具300的上、下模座340、350彼此分离以取出成形后的软模220(如图4C所示)。
详细而言,本实施例的软模220为立体软模。值得注意的是,立体工件210与软模220刚配置于模腔230内时,软模220即服贴于未固化材料层240上。也就是,因软模220为立体软模且形状与立体工件210配合,所以软模220能服贴于非平面的装饰面S上。由于立体工件210已事先成形,故在非平面的装饰面S上进行后续的印压及固化的动作之后,便不需要对立体工件210进行成形的步骤。
另一方面,在步骤S606中,固化未固化材料层240的方法包括照射紫外线于已转印有印压图案的未固化材料层240。也就是,于步骤S630中,例如从上模具232或其他位置提供一紫外线光源10,使紫外线光源10的光线穿透软模220而对未固化材料层240进行照射处理,借以使未固化材料层240聚合固化。由于此时的未固化材料层240是透过照射紫外线光源10来固化,所以软模220需为透光材质,以利进行照射紫外线光源10的动作。
此外,请参照图2与图3E,在步骤S606之后,印压方法更包括将软模220脱离具有已固化材料层250的立体工件210(步骤S608)。也就是说,在已固化材料层250形成之后,再将上模具232与下模具234彼此分离,以取出具有已固化材料层250的立体工件210。
图5为本发明另一实施例的印压方法中在固化未固化材料层时的示意图。请参考图5,本实施例的印压方法与上述图3D的实施例大致相同,其中相似元件采用相同标号。两者不同的是,本实施例中固化未固化材料层240的方法是加热已转印有印压图案的未固化材料层240。举例而言,下模具234可提供一加热装置20,利用加热装置20提高立体工件210的温度,其中由于未固化材料层240是位于下模具234的表面上,因此透过热传导的方式,未固化材料层240亦可被加热而被固化。
图6A至图6E为本发明又一实施例的印压方法中立体工件在印压时的流程示意图,其中与前述实施例相似的元件采用相同标号。请同时参照图2以及图6A至图6E,在本实施例中,软模520为平面薄膜而非立体软模。本实施例的软模520可为聚碳酸酯树脂(Polycarbonate,PC)、聚对苯二甲酸乙二酯脂(PET)或聚氯乙烯(Polyvinylchloride,PV)等塑胶所制成的平面薄膜。并且,在配置软模520于模腔530之后以及注入高压气体之前,本实施例的印压方法更包括软化软模520。
进一步地说,软化软模520的方法可以是照射红外线于软模520。也就是,于步骤S604之前,例如从上模具532处提供一红外线光源30,透过红外线光源30对软模520进行加热处理而使软模520软化,此举可使软模520服贴于未固化材料层240上。另一方面,在步骤S606中,固化未固化材料层240的方法当然也可以是照射紫外线、加热或其他的方式,在此仅绘出利用紫外线光源10的方式的示意图且亦不重复赘述。
图7为本发明一实施例的印压模具的立体图。图8为图7的印压模具的剖视图。在本实施例中,印压模具700可用于执行前述的印压方法。请同时参照图7与图8,印压模具700包括一上模具710与一下模具720,下模具720用以与上模具710结合。上模具710具有一夹持部712与一进气口714。夹持部712用以夹持一软模730,并可利用锁附件716将夹持部712锁附以固定软模730。下模具720具有一承载台722,承载台722用以承载一立体工件740。立体工件740上配置一未固化材料层750。软模730配置于未固化材料层750上,且软模730接触未固化材料层750的表面具有一印压图案。
承上所述,进气口714用以引入空气而施压软模730紧紧服贴于立体工件740上。详细来说,本实施例可透过一空气泵40将空气从进气口714引入至印压模具700内,进而施压软模730以转印印压图案至未固化材料层750。
进一步地说,此时的未固化材料层750由于尚未被固化,未固化材料层750的印压图案的形状便尚未被定形。当未固化材料层750的材料是选用热固型的材料时,印压模具700可包括一加热装置760(例如:加热线圈),加热装置760设置于下模具720并适于提高下模具720的温度,并且透过热传导的方式,立体工件740上的未固化材料层750可被加热而固化。
另一方面,若未固化材料层750是选用光固型的材料时,印压模具700可包括有一紫外线光源770。紫外线光源770设置于上模具710下方并适于提供一紫外线1,使紫外线L1穿透软模730而照射未固化材料层750,以固化未固化材料层750。
此外,根据前述的印压方法,软模730可为立体软模或是平面薄膜。当软模730为平面薄膜时,印压模具700还可包括一红外线光源780。红外线光源780可设置于上模具710并适于提供一红外线L2,透过红外线L2对软模730进行加热处理而使软模730软化,借以使软模730服贴于未固化材料层750上。
在本实施例中,印压模具700更包括一气密圈702。气密圈702配置于下模具720与上模具710的结合面,以避免气体从下模具720与上模具710的结合面逸出。
在本实施例中,下模具720更具有一抽气口724。抽气口724连通下模具720与上模具710结合后软模730与下模具720之间的空间。借此,透过抽气设备50从抽气口724对软模730与下模具720之间的空间进行抽真空的动作,使软模730与下模具720之间的空间保持真空的状态,以避免在进行转印印压图案至未固化材料层750的步骤时,气泡存在软模730与未固化材料层750之间。
另一方面,下模具720更具有一抽气口726。抽气口726连通至承载台722的表面。在本实施例中,可透过一抽气设备60从抽气口726进行抽真空的动作,使立体工件740被吸附而固定在承载台722的表面上。
此外,印压模具700更包括多个C型夹790,这些C型夹790用以夹紧下模具720与上模具710。
综上所述,在本发明的印压方法与印压模具中,由于立体工件已事先成形,故透过已具有印压图案的软模在立体工件上进行加压转印以及固化的动作之后,就不需要再对立体工件做立体成形,可确保立体工件上的印压图案的完整。
再者,软模采用软性材质,能使软模服贴于未固化材料层上。借此,针对不同的立体工件,可先设计出符合此立体工件的软模,再进行后续的印压及固化的动作。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式,并非用以限定本发明的范围。任伺本领域的技术人员,在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改,均应属于本发明保护的范围。
Claims (12)
1.一种印压方法,其特征在于,该印压方法包括:
配置一立体工件与一软模于一模腔内,其中该立体工件的一装饰面上配置一未固化材料层,该装饰面非平面,该软模配置于该未固化材料层上,且该软模接触该未固化材料层的表面具有一印压图案;
注入高压气体于该模腔,以施压于该软模而转印该印压图案至该未固化材料层;以及
固化已转印有该印压图案的该未固化材料层而形成一已固化材料层。
2.如权利要求1所述的印压方法,其特征在于,该软模为立体软模,且该立体工件与该软模刚配置于该模腔内时,该软模即服贴于该未固化材料层上。
3.如权利要求1所述的印压方法,其特征在于,该软模为平面薄膜,且在配置该软模于该模腔之后以及注入高压气体之前,更包括软化该软模以使该软模服贴于该未固化材料层上。
4.如权利要求3所述的印压方法,其特征在于,软化该软模的方法包括照射红外线于该软模。
5.如权利要求1所述的印压方法,其特征在于,固化该未固化材料层的方法包括照射紫外线于已转印有该印压图案的该未固化材料层。
6.如权利要求1所述的印压方法,其特征在于,固化该未固化材料层的方法包括加热已转印有该印压图案的该未固化材料层。
7.如权利要求1所述的印压方法,其特征在于,更包括将该软模脱离具有该已固化材料层的该立体工件。
8.一种印压模具,其特征在于,该印压模具包括:
一上模具,具有一夹持部与一进气口,其中该夹持部用以夹持一软模;以及
一下模具,具有一承载台,其中该承载台用以承载一立体工件,该下模具用以与该上模具结合,该进气口用以引入空气而施压该软模紧紧服贴于该立体工件上。
9.如权利要求8所述的印压模具,其特征在于,更包括一气密圈,配置于该下模具与该上模具的结合面。
10.如权利要求8所述的印压模具,其特征在于,该下模具更具有一抽气口,连通该下模具与该上模具结合后该软模与该下模具之间的空间。
11.如权利要求8所述的印压模具,其特征在于,该下模具更具有一抽气口,连通至该承载台的表面。
12.如权利要求8所述的印压模具,其特征在于,更包括多个C型夹,用以夹紧该下模具与该上模具。
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