CN104425656A - 压印装置与压印方式 - Google Patents
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Abstract
一种压印装置与压印方式，该压印装置包括腔体、设于该腔体底侧的承载件、以及悬吊于该腔体内之弹性模具。藉由该弹性模具自然下垂的特性，以利用该承载件带动其上的一基材向上推压该弹性模具，使该弹性模具的模形自然贴合并压印于该基材上。藉以使该弹性模具与该基材之间由中间向侧边压合，而令该弹性模具由弯曲变平面，因而该弹性模具与该基材之间不会产生气泡，所以能有效提升制程良率。
Description
技术领域
本发明涉及一种压印技术，尤指一种压印装置与压印方式。
背景技术
随着电子产业的蓬勃发展，电子产品在型态上趋于轻薄短小，在功能上则逐渐迈入高性能、高功能、高速度化的研发方向。其中，发光二极管(LED)因具有寿命长、体积小、高耐震性及耗电量低等优点，所以已成为照光电子产品的发展趋势。
于制作LED的过程中，需于芯片的薄膜上形成图案化微结构，例如图案化光阻，早期是使用黄光微影方式进行图案化制程以形成该微结构，但黄光微影的制程繁琐，且制程时间冗长，并且仅能使用于小面积的制作而无法用于大面积的制作，致使LED的成本难以降低。
因此，遂发展出一种压印方式，如第20110180965号美国专利，其提供一种形成图案化微结构的压印装置1，且图1A至图1D为该压印装置1的作动方式。
如图1A所示，该压印装置1包括一腔体10、设于该腔体10底侧的可移式承载件11、设于该腔体10顶侧的固定件13、设于该固定件13上的模具12、由该固定件13与该模具12构成的气室14、设于该气室14顶侧上的透光件15以及设于该透光件15上方的紫外线（UV）光源16。该模具12下侧具有模形120，且将一上侧具有胶体9a的基材9置放于该承载件11上。
如图1B所示，于真空状态下，将该承载件11向上移动，使该基材9的胶体9a贴合于该模具12的模形120上。
如图1C所示，将该承载件11下移以与该基材9分离，再于该气室14与该腔体10内加压，以上、下施加气压于该模具12与该基材9上，使该模具12与该基材9气密结合，而令该模形120能压印于该胶体9a上，再以该紫外线光源16经由该透光件15照射该胶体9a，使该胶体9a固化成图案化微结构90。
如图1D所示，解除真空状态下，于该气室14与该腔体10之间形成压差，以令该模具12松开该基材9，使该具有图案化微结构90的基材9降落于该承载件11上。
现有压印装置1中，藉由施加气压方式，使该模形120能轻微地压印于该胶体9a上，再经由固化即可完成该图案化微结构90，所以能克服制程繁琐、制程时间冗长等问题，且能使用于大面积的制作。
然而，现有压印装置1中，该气室14由该固定件13与该模具12所构成，所以于组装该固定件13与该模具12时，容易产生缝隙，因而造成气密不良的问题，致使该气室14内的气压容易误差。
此外，该模具12固定于该固定件13上，所以该模具12与该基材9之间直接以面对面方式相结合，因而该模具12与该基材9之间容易产生气泡，导致该图案化微结构90的品质不佳，致使该基材9成为不良品。
又，该模具12固定于该固定件13上，因而无法拆换，致使该模具12的压印品质将随使用时间增加而变差，使该基材9成为不良品。具体地，于长久使用后，该模具12会产生磨损，甚至变形，以致于当该模具12与该基材9分离时，该图案化微结构90的分离力不均匀，致使该图案化微结构90的部分材质会残留于该模形120上，导致该基材9成为不良品，且于下一次制作图案化微结构时，该模形120上的残留物会影响图案化微结构的图样，导致下一基材成为不良品。
因此，如何克服上述现有技术的种种问题，实已成目前亟欲解决的课题。
发明内容
有鉴于上述现有技术的种种缺失，本发明的主要目的为提供一种压印装置与压印方式，可使弹性模具与基材之间不会产生气泡，所以能有效提升制程良率。
本发明的压印方式，其将一弹性模具悬吊于腔体中，且该弹性模具与该腔体顶侧之间具有缝隙而未形成气室，以当承载件带动基材向上移动时，该基材会贴合于该弹性模具上，而令模形自然压印于该基材上，以形成图案化微结构于该基材上。之后，再使该基材脱离该弹性模具。
由上可知，本发明的压印方式藉由该弹性模具可弯曲或自然下垂的特性，以利用该承载件进行推压，使该弹性模具的模形自然贴合并压印于该基材上，令该弹性模具与该基材之间以由点向面的方式相结合，而使该弹性模具与该基材之间由中间向侧边压合，所以该弹性模具与该基材之间不会产生气泡，因而能有效提升制程良率。
此外，该弹性模具与该腔体顶侧之间具有缝隙，而不需形成气室，所以无气密不良的问题。
又，该弹性模具因未形成气室，所以可将该弹性模具装设于拆装结构上，以拆换该弹性模具，因而可克服现有技术中因模具无法拆换而使该基材成为不良品的问题。
附图说明
图1A至图1D为现有压印装置的作动方式的前视示意图；
图2A至图2G为本发明压印装置的作动方式的前视示意图；以及
图3A至图3C为本发明压印装置的拆装模具的作动方式的侧视示意图；图3A’为图3A的前视示意图。
符号说明
1、2 压印装置
10、20 腔体
11、21 承载件
12 模具
120、220 模形
13 固定件
14 气室
15 透光件
16 紫外线光源
20a 第一内侧
20b 第二内侧
210 第一位移结构
211 第二位移结构
212 定位结构
213 压部
22 弹性模具
23 盖体
230 开口
24 空间
25 传导件
26 供应源
27 支撑件
28 拆装结构
280 轨道
281 滑件
282 承载体
7、8、9 基材
8a UV树脂
80、90 图案化微结构
9a 胶体
S 缝隙。
具体实施方式
以下藉由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技艺的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技艺的人士的了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，所以不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“顶”、“底”、“第一”、“第二”及“一”等用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
依本发明的压印方式，本发明提供一种压印装置2，如图2A所示，其包括：一腔体20、一可移式承载件21以及一弹性模具22。
所述的腔体20具有相对的第一内侧20a（图中的底侧）与第二内侧20b（图中的顶侧）。
所述的承载件21设于该腔体20的第一内侧20a上。
于本实施例中，该承载件21还具有第一及第二位移结构210,211，例如升降式位移结构，该第一位移结构210用以供该承载件21于该腔体20的第一内侧20a与第二内侧20b之间位移，且该第二位移结构211用以带动该弹性模具22位移。有关位移结构的种类繁多，并不限于上述。
此外，该承载件21具有定位结构212，如真空吸附系统或静电吸附系统，以供固定置放于该承载件21上之对象。有关定位结构212的种类繁多，并不限于上述。
又，该承载件21还设有压部213，用以抵靠该弹性模具22的侧部。
所述的弹性模具22悬吊于该腔体20内，且位于该承载件21与该腔体20的第二内侧20b之间，而该弹性模具22与该腔体20的第二内侧20b之间具有缝隙，也就是该弹性模具22上方未成为密室。于本实施例中，该弹性模具22的材质为聚对二甲基硅氧烷（poly-dimethylsiloxane,PDMS），但不以此为限，只要使该弹性模具22能弯曲或自然下垂的材质即可。
所述的压印装置2还包括一盖体23、一传导件25、一供应源26（如图2C所示）与多个支撑件27。
所述的盖体23设于该腔体20的第二内侧20b上，且该盖体23具有朝向该第一内侧20a的开口230，该开口230对应该承载件21的位置。
所述的传导件25设于该腔体20的第二内侧20b上，且对应该开口230的位置，并依该供应源26的种类而设置。于本实施例中，该传导件25为透光材质。
所述的供应源26对应该弹性模具22的位置而设置，可设于该腔体20外部（如图2C所示）或该腔体20内部，且该供应源26可为热源或光源（例如紫外线），但并不限于此。
所述的支撑件27设于该腔体20的第一内侧20a上，以悬吊该弹性模具22。于本实施例中，该支撑件27位于该弹性模具22的左、右两侧，例如，该弹性模具22为矩形体时，该支撑件27可悬吊该弹性模具22的四个角落。此外，该支撑件27还用以架设该第二位移结构211。又于其它实施例中，该支撑件27也可设于该腔体20的第二内侧20b上或其它侧壁上，并无特别限制。
图2A至图2F为该压印装置2的作动方式。
如图2A所示，将一基材8置放于该承载件21上，且该弹性模具22自然下垂，该弹性模具22并于朝向该承载件21的一侧（即下侧）具有一模形220。
于本实施例中，该基材8的材质为硅（单晶或多晶）、蓝宝石、砷化镓、玻璃或石英，但不以此为限，且该基材8的薄膜（图略）材质为二元磊晶（或掺杂）、三元磊晶（或掺杂）、四元磊晶（或掺杂）、氧化硅或铟锡氧化物(Indium Tin Oxide,ITO)，但不以此为限。
此外，该基材8的薄膜上并具有一预成形材，于本实施例中，该预成形材为UV树脂8a，但不以此为限。
又，藉由该定位结构212固定该基材8，可避免该基材8于上、下位移时发生前、后、左、右方向的偏移。
另外，该盖体23内部连通该腔体20，而未形成密闭空间，且可依需求将该腔体20内进行减压或形成真空状态，以减少该腔体20内的空气。
如图2B所示，藉由该第一位移结构210带动该承载件21朝该第二内侧20b的方向移动（如图中箭头方向），且一并带动该基材8向上位移，使该基材8的UV树脂8a的中间部位靠触该弹性模具22的模形220。
如图2C所示，该基材8继续向上位移，使该基材8完全贴合于该弹性模具22上，且藉由该基材8的向上位移作用力，使该模形220印于该UV树脂8a上，以令该UV树脂8a被压印成图案化微结构80。
于本实施例中，藉由该弹性模具22自然下垂，再将该基材8推压该弹性模具22，使该弹性模具22与该基材8之间以由点向面的方式相贴合，令该模形220与该UV树脂8a之间由中间向侧边压合，所以能将该模形220与该UV树脂8a之间的空气由中间向侧边挤出，以避免于该模形220与该UV树脂8a之间残留空气（即气泡）。
此外，可依需求，将该腔体20内进行减压，以减少空气量，而可辅助避免于该模形220与该UV树脂8a之间残留空气；较佳的辅助方式，令该腔体20内呈真空状态。
如图2D所示，该弹性模具22盖合该开口230而形成一空间24。
于本实施例中，藉由该压部213上推该弹性模具22以盖合该开口230，例如，该压部213与该盖体23之间藉由电磁吸附的方式，亦即供电之后，该压部213与该盖体23之间的磁力相吸，使该压部213能上推该弹性模具22。
此外，该压部213与该盖体23夹置该弹性模具22的侧部。
又，可依需求，例如，该压部213与该盖体23之间的距离较远时，可藉由该第二位移结构211辅助带动该弹性模具22向上位移（如图中箭头方向）。
另外，可依需求，例如，该弹性模具22下垂弧度过大时，可藉由该第一位移结构210带动该基材8向上位移（如图中箭头方向），以推动该弹性模具22向上盖合该开口230。
如图2E所示，将该空间24作为气室，以令该气室与该腔体20形成气压差，使该弹性模具22的中间处向上弯曲，令该弹性模具22与该基材8之间产生缝隙S，也就是该模形220与该图案化微结构80之间的中间接触面分离，所以于后续制程中，可轻易分离该模形220与该图案化微结构80。
于本实施例中，该腔体20的压力大于该气室的压力，以上推该弹性模具22，使该基材8与该弹性模具22之间的大部份接触面呈分离。例如，若前段步骤，于该腔体20内形成真空状态，此时可解除该腔体20内的真空状态，而该气室内仍保持真空状态，所以该腔体20的压力即可上推该弹性模具22。或者，可同时解除该腔体20与该气室内的真空状态，再提供较大的压力于该腔体20，以上推该弹性模具22。
又，于其它实施例中，可令该气室的压力吸附该该弹性模具22向上弯曲。
另外，有关该气室与该腔体20形成气压差的方式繁多，并不限于上述。
如图2F所示，藉由该第一位移结构210带动该承载件21朝该第一内侧20a的方向移动（如图中箭头方向），以带动该具有图案化微结构80的基材8完全分离该弹性模具22。
如图2G所示，将该弹性模具22打开该开口230，且该弹性模具22自然下垂，使该盖体23内部连通该腔体20。接着，取出该具有图案化微结构80的基材8，以放置另一基材7。
于本实施例中，藉由解除电磁吸附，以松开该压部213与该盖体23，而使该弹性模具22能打开该开口230。
于其它实施例中，可藉由该第二位移结构211朝该第一内侧20a的方向移动（如图中箭头方向），以辅助该压部213松开该弹性模具22的侧部。
本发明的压印方式中，藉由该弹性模具22可弯曲或自然下垂的特性，以使该弹性模具22自然贴合并压印于该基材8上，令该弹性模具22由弯曲变平面，也就是该弹性模具22与该基材8之间以由点向面（或由内至外）的方式完成整面覆盖，使该弹性模具22与该基材8之间由中间向侧边压合，而不需如现有技术藉由气室与腔体20上下挤压该基材8，所以该弹性模具22与该基材8之间不会产生气泡，因而能有效提升制程良率。
此外，该弹性模具22与该腔体20的第二内侧20b之间具有缝隙，也就是该弹性模具22不需形成气室，所以该弹性模具22的悬吊方式相当简易，且无气密不良的问题，因而不需进行气密处理。
图3A及图3A’为提供本发明压印装置2的另一种实施例，其还包括拆装结构28，以便于拆装该弹性模具22。图3B至图3C为该拆装结构28的作动示意图。
如图3A及图3A’所示，该拆装结构28为抽屉式设计，其包含轨道280、滑件281与承载体282。然而，有关拆装结构28的种类繁多，并不限于此。
于本实施例中，该轨道280设于该弹性模具22的左、右两侧的支撑件27上，且该滑件281设于该轨道280上，而该承载体282设于该滑件281上并连结该弹性模具22的左、右两端。
如图3B所示，该滑件281滑移于该轨道280上，以将该承载体282与该弹性模具22输送至该腔体20外。
如图3C所示，取出该承载体282与该弹性模具22，再将该弹性模具22由该承载体282上拆除，以进行替换该弹性模具22的作业。
本发明的空间24（或气室）依需求形成，所以该弹性模具22可装设于该拆装结构28上，而不需固定于盖体23上。
此外，本发明的弹性模具22因不需形成气室，所以可将该弹性模具22装设于该拆装结构28上。当长久使用该压印装置2后，可将该弹性模具22藉由该拆装结构28进行拆换，以维持该弹性模具2的压印品质。因此，相较于现有技术，本发明的压印装置2的弹性模具22不仅能方便取出，且易于检查与更换，所以可避免该基材8成为不良品。
于另一实施例中，于图2C的制程时，可依该预成形材的材质特性进行成形制程，例如，当该预成形材为光固形材质（如UV树脂8a）时，可藉由设于该腔体20外部的供应源26（如光源）经该传导件25照射该UV树脂8a，以固化该UV树脂8a，俾供辅助该UV树脂8a成为图案化微结构80。或者，若该预成形材为热固形材质，可将供应源26设于该腔体20内部，如该弹性模具22下方，以加热该UV树脂8a进行固化，可不设置该传导件25。
于其它实施例中，于图2D制程时，于该空间24与该腔体20内加压，以上、下施加气压于该弹性模具22与该基材8上，以辅助压印形成该图案化微结构80。
上述实施例仅用以例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟习此项技艺的人士均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修改。因此本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
Claims (25)
1.一种压印装置，其包括：
腔体，其具有相对的第一内侧与第二内侧；
可移式承载件，其设于该腔体的第一内侧上；以及
弹性模具，其悬吊于该腔体内，且位于该承载件与该腔体的第二内侧之间，而该弹性模具与该腔体的第二内侧之间具有缝隙。
2.根据权利要求1所述的压印装置，其特征在于，该承载件具有位移结构，以供该承载件于该腔体的第一内侧与第二内侧之间位移。
3.根据权利要求1所述的压印装置，其特征在于，该承载件具有位移结构，以带动该弹性模具位移。
4.根据权利要求1所述的压印装置，其特征在于，该承载件具有定位结构，以供固定置放于该承载件上的对象。
5.根据权利要求1所述的压印装置，其特征在于，该弹性模具朝该腔体的第一内侧方向弯曲。
6.根据权利要求1所述的压印装置，其特征在于，该装置还包括支撑件，设于该腔体上，以悬吊该弹性模具。
7.根据权利要求1所述的压印装置，其特征在于，该装置还包括拆装结构，用以拆装该弹性模具。
8.根据权利要求1所述的压印装置，其特征在于，该装置还包括盖体，设于该腔体的第二内侧上，且该盖体具有朝向该第一内侧的开口，该开口对应该承载件的位置。
9.根据权利要求1所述的压印装置，其特征在于，该装置还包括传导件，设于该腔体的第二内侧上。
10.根据权利要求1所述的压印装置，其特征在于，该装置还包括供应源，对应该弹性模具而设。
11.一种压印方式，包括：
于一具有相对的第一内侧与第二内侧的腔体中，将一基材置于一可移式承载件上，且该承载件设于该腔体的第一内侧上，又于该承载件与该腔体的第二内侧之间悬吊至少一弹性模具，且该弹性模具朝向该承载件的一侧具有模形；
将该承载件朝该第二内侧的方向移动，以带动该基材位移，使该基材贴合于该弹性模具的模形上，且藉由该基材的位移作用力，使该模形印于该基材上；以及
分离该基材与该模形。
12.根据权利要求11所述的压印方式，其特征在于，该承载件具有位移结构，以供该承载件于该腔体的第一内侧与第二内侧之间位移。
13.根据权利要求11所述的压印方式，其特征在于，该承载件具有位移结构，以带动该弹性模具位移。
14.根据权利要求11所述的压印方式，其特征在于，该承载件具有定位结构，以供固定该基材。
15.根据权利要求11所述的压印方式，其特征在于，藉由该承载件朝该第一内侧的方向移动，以分离该基材与该模形。
16.根据权利要求11所述的压印方式，其特征在于，该弹性模具朝该腔体的第一内侧方向弯曲，以利于该基材贴合于该模形上。
17.根据权利要求11所述的压印方式，其特征在于，于该腔体上设置支撑件，以悬吊该弹性模具。
18.根据权利要求11所述的压印方式，其特征在于，该方式还包括装设该弹性模具于拆装结构上，以拆装该弹性模具。
19.根据权利要求11所述的压印方式，其特征在于，该方式还包括成形制程，以将该基材上的预成形材形成对应该模形的图案化结构。
20.根据权利要求19所述的压印方式，其特征在于，藉由供应源使该预成形材发生态变，且该供应源对应该弹性模具而设。
21.根据权利要求20所述的压印方式，其特征在于，该供应源经该传导件使该预成形材发生态变，且该传导件设于该腔体的第二内侧上。
22.根据权利要求11所述的压印方式，其特征在于，该方式还包括于该腔体的第二内侧上设有盖体，且该盖体具有朝向该第一内侧的开口，令该开口对应该承载件。
23.根据权利要求22所述的压印方式，其特征在于，该方式还包括分离该基材与该模形之前，该弹性模具盖合该开口。
24.根据权利要求23所述的压印方式，其特征在于，藉由该盖体与该腔体形成气压差，以分离该基材与该模形。
25.根据权利要求23所述的压印方式，其特征在于，该方式还包括分离该基材与该模形之后，分离该弹性模具与该开口。
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