CN117872672A - 脱模装置以及利用其的脱模方法 - Google Patents
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Abstract
提供改进成能够防止基板损坏的同时使模具和基板分离的脱模装置以及利用其的脱模方法。脱模装置包括:第一支承架,支承基板;第二支承架,支承模具;升降单元,使第二支承架在上下方向上升降;以及温度调节单元,配置于第一支承架和第二支承架中的至少一个的内侧,并用于调节第一支承架和第二支承架中的至少任一个的温度,以能够在基板和模具彼此接触的状态下使基板和模具分离。
Description
技术领域
本发明涉及脱模装置以及利用其的脱模方法,更详细地涉及从模具分离基板的脱模装置以及利用其的脱模方法。
背景技术
通常,在半导体工艺中,为了在基板(例如,晶圆(Wafer))表面形成图案(例如,用于蚀刻或者蒸镀的掩模图案),执行纳米压印(Nano Imprint)工艺。
纳米压印工艺是制造纳米结构物(nano-structure)所需的工艺。在纳米压印工艺中,利用转印装置(Transfer Apparatus),在形成有纳米级(nano-scale)的图案的模具(Mold)粘贴涂层有树脂(Resin)的基板后,进行UV或者热固化过程而在基板表面转印图案。
执行纳米压印工艺后,彼此粘贴的基板和模具通过机械手等进入脱模装置。在脱模装置中执行结合状态的基板和模具彼此分离的过程。
以往的脱模装置向基板或者模具施加机械外力而使模具和基板分离,因此在模具和基板分离的过程中,存在基板或者模具破损的担忧,其引起基板的质量下降。
(专利文献1)KR 10-2020-0000547A1
发明内容
本发明用于解决上述那样的问题,提供改进成能够防止基板损坏的同时使模具和基板分离的脱模装置以及利用其的脱模方法。
用于所述课题的根据本发明的实施例的脱模装置包括:第一支承架,支承基板;第二支承架,支承模具;升降单元,使所述第二支承架在上下方向上升降;以及温度调节单元,配置于所述第一支承架以及所述第二支承架中的至少一个的内侧,并用于将所述第一支承架以及所述第二支承架调节成彼此不同的温度,以能够在所述基板和所述模具彼此接触的状态下使所述基板和所述模具分离。
所述温度调节单元能够向所述模具和所述基板分别提供彼此不同的温度,以使所述基板和所述模具中的任一个热膨胀且使所述基板和所述模具中的另一个热收缩。
所述温度调节单元包括:散热板,设置于所述第一支承架和所述第二支承架中的任一个的内部,并用于加热所述任一个;冷却管,设置于所述第一支承架和所述第二支承架中的另一个的内部,并用于冷却所述另一个;以及处理器,连接于所述散热板和所述冷却管,并用于控制所述散热板和所述冷却管的温度。
所述散热板配置成与所述第一支承架的吸附板对齐,所述冷却管配置成与所述第二支承架的吸附板对齐。
所述冷却管包括:第一冷却流路,插入到所述第二支承架,并供制冷剂流入;第二冷却流路,从所述第一冷却流路相对于所述第二支承架水平弯折,并从所述第二支承架的外侧朝向内侧延伸;第三冷却流路,一端连通于所述第二冷却流路,并从所述第二支承架的内侧朝向外侧延伸以配置于所述第二冷却流路之间;以及第四冷却流路,从所述第三冷却流路延伸,并向所述第二支承架的外侧凸出。
所述冷却管包括:流入配管,插入到所述第二支承架的中心部,并供制冷剂流入;第一排出配管以及第二排出配管,分别配置于以所述流入配管为中心的两侧,并排出所述制冷剂;第一移动流路,一端与所述流入配管连通,并且另一端与所述第一排出配管连通,并且向所述流入配管的一侧方向延伸而从所述第二支承架的中心部逐渐向外部侧延伸后再朝向所述中心部延伸;以及第二移动流路,一端与所述流入配管连通,并且另一端与所述第二排出配管连通,并且向所述流入配管的另一侧方向延伸而从所述第二支承架的所述中心部逐渐向外部侧延伸后再朝向所述中心部延伸。
所述第一移动流路和所述第二移动流路分别形成为环形,并分别配置成以所述流入配管为基准而彼此对称,所述第一移动流路配置于所述第二支承架的1/2区域,所述第二移动流路配置于所述第二支承架的其余1/2区域。
所述处理器包括:传感器,用于分别感测所述基板和所述模具的温度,所述处理器比较预先设定的温度和在所述传感器感测到的温度而判断所述散热板和所述冷却管的驱动结束时间点,并控制所述散热板和所述冷却管的驱动。
所述第一支承架包括第一支承主体、设置于所述第一支承主体的下方且吸附所述基板的第一吸附板以及配置于所述第一支承主体的上侧的覆盖板,所述第二支承架包括第二支承主体、设置于所述第二支承主体的上方且吸附所述模具的第二吸附板以及配置于所述第二支承主体的下侧的支承板。
所述覆盖板的与所述第一支承主体接触的部分由碳(C)材质形成,并具有比在所述第一支承主体的内部设置的所述温度调节单元的一部分的面积大的面积,以能够切断释放所述第一支承架的辐射热释放。
所述温度调节单元构成为向所述第一支承架和所述第二支承架中的任一个供应热能而能够将所述第一支承架和所述第二支承架中的任一个的温度保持为大于25℃且小于200℃的温度。
所述温度调节单元构成为从所述第一支承架和所述第二支承架中的任一个吸收热能而能够将所述第一支承架和所述第二支承架中的任一个的温度保持为大于-20℃且小于25℃。
所述温度调节单元构成为将所述基板和所述模具的温度差保持为10℃以上且100℃以下。
根据本发明的实施例的脱模方法包括:在第一支承架和第二支承架之间配置彼此结合的基板和模具;用所述第一支承架吸附所述基板和所述模具中的任一个,用所述第二支承架吸附所述基板和所述模具中的另一个;向所述第一支承架和所述第二支承架中的任一个供应热能,从所述第一支承架和所述第二支承架中的另一个吸收热能;从所述第一支承架和所述第二支承架中的任一个向所述基板和所述模具中的任一个传递热能而使所述基板和所述模具中的所述任一个膨胀,在所述第一支承架和所述第二支承架中的另一个吸收所述基板和所述模具中的另一个的热能而使所述基板和所述模具中的所述另一个收缩,使所述基板和所述模具彼此分离。
根据本发明,能够在不施加机械外力的情况下使基板和模具分离,因此在使基板和模具分离的过程中,防止在基板发生损坏。
附图说明
图1是示出根据本发明的一实施例的脱模装置的构造的图。
图2是示出根据本发明的一实施例的第一支承架、温度调节单元的一部分以及旋转单元的构造的图。
图3是示出根据本发明的一实施例的第二支承架、升降单元以及温度调节单元的另一部分的构造的图。
图4是示出根据本发明的一实施例的第一支承架、第二支承架以及温度调节单元的构造的分解立体图。
图5是示出根据冷却管的一例的构造的图。
图6是示出根据冷却管的变形例的构造的图。
图7是示出根据本发明的另一实施例的脱模装置的构造的图。
图8是示出根据本发明的又另一实施例的脱模装置的构造的图。
图9是示出根据本发明的实施例的脱模方法的流程图。
图10是示出彼此结合的基板和模具进入到脱模装置的内部的样子的图。
图11是示出第一支承架和第二支承架分别吸附基板和模具的样子的图。
图12是示出温度调节单元使得在基板和模具之间产生夹缝的样子的图。
图13是示出第二支承架倾斜并使模具从基板分离的样子的图。
图14是示出第一支承架旋转后的样子的图。
(附图标记说明)
100、200、300:脱模装置110、210、310:第一支承架
120、220、320:第二支承架130、230、330:升降单元
140、240、340:温度调节单元150、250、350:旋转单元
W:基板M:模具
具体实施方式
本说明书中记载的实施例可以进行各种变形。特定的实施例可以在附图中描述并在详细的说明中进行详细说明。但是,所附附图中公开的特定的实施例只是用于使得容易理解各种实施例。因此,技术构思不被所附附图中公开的特定实施例所限定,应理解为包括包括在发明的构思以及技术范围中的所有等同物或者替代物。
第一、第二等之类包括序数的用语可以用于说明各种构成要件,但是这样的构成要件不被上述的用语所限定。上述的用语仅用于将一个构成要件与另一个构成要件区分的目的。
在本说明书中,“包括”或“具有”等用语应理解为用于指定说明书中所记载的特征、数字、步骤、工作、构成要件、部件或它们的组合的存在,并不是预先排除一个或其以上的其它特征或者数字、步骤、工作、构成要件、部件或它们的组合的存在或附加可能性。当提及某一构成要件“连接”或“接通”于另一构成要件时,其也可以直接连接或者接通于另一构成要件,但应理解为在中间也可以存在另一构成要件。相反地,当提及某一构成要件“直接连接”或“直接接通”于另一构成要件时,应理解为在中间不存在另一构成要件。
另一方面,在本说明书中使用的构成要件的“模组”或者“部”执行至少一个功能或者工作。而且,“模组”或者“部”可以通过硬件、软件或者硬件和软件的组合来执行功能或者工作。另外,除应在特定硬件中执行或在至少一个处理器中执行的“模组”或者“部”以外的多个“模组”或者多个“部”也可以统称为至少一个模组。只要在文脉上没有明确表示不同,单数的表述包括多个表述。
除此之外,在说明本发明时,当判断为针对相关的公知功能或者结构的具体说明可能不必要地混淆本发明的要旨时,缩减或省略对其的详细说明。
以下,参照所附附图更详细地说明各种实施例。
图1是示出根据本发明的一实施例的脱模装置的构造的图,图2是示出根据本发明的一实施例的第一支承架、温度调节单元的一部分以及旋转单元的构造的图,图3是示出根据本发明的一实施例的第二支承架、升降单元以及温度调节单元的另一部分的构造的图,图4是示出根据本发明的一实施例的第一支承架、第二支承架以及温度调节单元的构造的分解立体图,图5是示出根据冷却管的一例的构造的图。
参照图1至图5,具体说明根据本发明的一实施例的脱模装置100的构造。
以下,如图1所示,宽度方向是相对于上下方向垂直正交的方向,交叉方向是与上下方向以及宽度方向都垂直正交的方向。另外,在图2至图3中,为了便于说明,示出基板和模具彼此分离的状态。
根据本发明的一实施例的脱模装置100包括支承基板W(参照图10)的第一支承架110、支承模具M(参照图10)的第二支承架120、使第二支承架120在上下方向上升降的升降单元130以及配置于第一支承架110以及第二支承架120中的至少一个内侧且用于在基板W和模具M彼此接触的状态下调节第一支承架110以及第二支承架120中的至少任一个的温度以使得能够使基板W和模具M分离的温度调节单元140。
在本发明的一实施例中,示例性说明第一支承架110吸附(支承)基板W且第二支承架120支承模具M的情况,但也可以是第一支承架110支承模具M且第二支承架120支承基板W。
另外,脱模装置100包括能够以交叉方向作为旋转中心轴而使第一支承架110旋转的旋转单元150。
通过旋转单元150而第一支承架110旋转,由此第一支承架110的支承基板W的面朝向上侧,或者朝向下侧。
第一支承架110支承基板W。第一支承架110是其下部吸附基板W的一面(不形成图案的面)而支承基板W。第一支承架110配置于第二支承架120的上侧。
第一支承架110包括第一支承主体111、第一吸附板112以及覆盖板113。
第一支承主体111配置于第二支承架120的上侧。第一支承主体111包括形成于其上部的第一上容纳槽111a以及形成于其下部的第一下容纳槽111b。在第一上容纳槽111a配置温度调节单元140的一部分(即,散热板141),在第一下容纳槽111b配置第一吸附板112。
第一支承主体111可以包含导热率(thermal conductivity)相对高的材质。例如,第一支承主体111可以包含碳化硅(SiC)(导热率:75W/mK)、氮化铝(AlN)(导热率:100W/mK)以及石墨(graphite)(导热率:85~95W/mK)等。因此,第一支承主体111可以将在温度调节单元140的一部分(即,散热板141)中产生的热能(例如,比常温高的温度的热能)向基板W更迅速且顺畅地传递。
第一吸附板112插入结合于第一支承主体111的第一下容纳槽111b。第一吸附板112的下表面接触于基板W而吸附基板W,从而支承(或者固定)基板W。第一吸附板112例如形成为圆盘形状,在其下部具备第一吸附孔112a。
第一吸附孔112a连通于单独的真空装置(未图示),第一吸附孔112a内部可以通过真空装置形成为负压。
第一吸附孔112a可以设置为多个,可以以第一吸附板112的中心部为基准呈放射形隔开配置。多个第一吸附孔112a在彼此不同的多个点位吸附基板W,因此基板W可以稳定地支承于第一吸附板112。
覆盖板113配置于第一支承主体111的上方。覆盖板113遮蔽在配置于第一支承主体111的温度调节单元140的一部分(即,散热板141)产生的热能排出。在覆盖板113的下方设置第一支承主体111。
覆盖板113包括容纳槽113a。在覆盖板113的容纳槽113a容纳温度调节单元140的一部分(即,散热板141)。
覆盖板113可以具有与第一支承主体111相同或比第一支承主体111更大面积以能够覆盖第一支承主体111。
覆盖板113可以防止释放在温度调节单元140的一部分(即,散热板141)中产生而传递到第一支承主体111的辐射热。即,覆盖板113可以提高温度调节单元140的一部分(即,散热板141)以及第一支承架110的保温效率。
第二支承架120支承模具M。第二支承架120是其上部吸附模具M的下面而支承模具M。第二支承架120配置于第一支承架110的下侧。第二支承架120结合于升降单元130,被升降单元130支承为能够在上下方向上移动。
第二支承架120包括第二支承主体121、第二吸附板122以及支承板123。
第二支承主体121配置于第一支承主体111的下侧。
第二支承主体121包括容纳温度调节单元140的冷却管142的第一线槽121a。
第二支承主体121包括形成于其上部的第二上容纳槽121b以及形成于其下部的第二下容纳槽121c。在第二上容纳槽121b配置第二吸附板122,在第二下容纳槽121c配置温度调节单元140的另一部分(即,冷却管142)和支承板123。
温度调节单元140的冷却管142配置于第一线槽121a和支承板123之间。
第二支承主体121可以包含导热率(thermal conductivity)相对高的材质。例如,第二支承主体121可以包含碳化硅(SiC)(导热率:75W/mK)、氮化铝(AlN)(导热率:100W/mK)以及石墨(graphite)(导热率:85~95W/mK)等。因此,若第二支承主体121通过温度调节单元140的另一部分(即,冷却管142)冷却,则冷却支承在第二支承主体121上的模具M。
第二吸附板122插入结合于第二上容纳槽121b。第二吸附板122的上表面接触于模具M而吸附模具M,从而支承(或者固定)模具M。第二吸附板122例如形成为圆盘形状,并在其上部具备第二吸附孔122a。
第二吸附孔122a连通于单独的真空装置(未图示),第二吸附孔122a的内部可以通过真空装置形成为负压。第二吸附孔122a可以设置为多个,可以以第二吸附板122的中心部为基准呈放射形隔开配置。多个第二吸附孔122a在彼此不同的多个点位吸附模具M,因此模具M可以稳定地支承于第二吸附板122。
支承板123插入结合于在第二支承主体121的下部形成的第二下容纳槽121c。
支承板123包括容纳温度调节单元140的冷却管142的第二线槽123a。第二线槽123a具有与第一线槽121a对应的形状。在第二支承主体121的第一线槽121a容纳冷却管142的上侧一部分,在支承板123的第二线槽123a容纳冷却管142的下侧一部分,因此冷却管142可以固定在第二支承主体121和支承板123之间。
支承板123也可以至少一部分由碳(C)的材质形成以能够防止在冷却管142中产生的冷气流出。
升降单元130可以使第二支承架120升降。另外,升降单元130可以在第二支承架120配置成与第一支承架110相邻的状态下至少一部分倾斜(旋转)而使第二支承架120的角度配置成倾斜。
升降单元130包括升降器131、安放板132、止挡部133以及调角器134。
升降器131通过调角器134和安放板132使得支承的第二支承架120在上下方向上移动。
升降器131通过从马达(未图示)产生的驱动力而伸长或者收缩。若升降器131伸长,则安放于第二支承架120的模具M以及基板W上升。
安放板132结合于升降器131的上部。在安放板132安放止挡部133以及调角器134。
当第二支承架120通过升降器131上升时,止挡部133防止第二支承架120过度上升。止挡部133防止第二支承架120上升预先设定的高度以上而基板W被第一支承架110加压并破损。即,止挡部133以第一支承架110为基准防止第二支承架120靠近预定范围以内。
止挡部133包括止挡部主体133a、插入体133b、支承弹簧133c以及接触体133d。
止挡部主体133a在上下方向上延伸,并具有圆筒形状。
插入体133b具有比止挡部主体133a相对小的直径,并且可移动地结合于止挡部主体133a的上部。
支承弹簧133c配置成围绕插入体133b的周围,并能够伸长收缩,并且其下部支承于止挡部主体133a的上部。
接触体133d结合于插入体133b的上部,并由可伸缩的材质(例如,弹性材质)形成以能够改变其形状,并且其下部支承于支承弹簧133c的上部。
随着升降器131上升,接触体133d可以接触于覆盖板113的下部。当在接触体133d接触于覆盖板113的下部的状态下,第二支承架120进一步上升时,插入体133b插入到止挡部主体133a的内部,使支承弹簧133c收缩。支承弹簧133c收缩并支承接触体133d,限制第二支承架120的上升。因此,基板W可以不被第一支承架110加压,稳定地接触到第一吸附板112。
止挡部133可以设置为多个,并可以沿着安放板132的边缘彼此隔开配置。
调角器134可以使第二支承架120配置成相对于第一支承架110倾斜。即,当通过温度调节单元140在基板W和模具M之间产生夹缝G(参照图12)时,调角器134可以使第二支承架120倾斜而使模具M从基板W剥离。调角器134可以使第二支承架120倾斜以使得第一支承架110和第二支承架120之间的角度变大。
调角器134包括垂直部件134a、水平部件134b、链接部件134c、驱动部件134d以及移动部件134e。
垂直部件134a在上下方向上延伸,如图3所示那样以宽度方向为基准而设置于安放板132的一侧
水平部件134b沿着宽度方向延伸,其一端可旋转地结合于垂直部件134a的上部。在水平部件134b设置第二支承架120以及支承板123。
链接部件134c使水平部件134b和移动部件134e彼此连接。
链接部件134c包括第一枢轴134ca以及第二枢轴134cb。即,链接部件134c是其上部以第一枢轴134ca为中心而可旋转地结合于水平部件134b,其下部以第二枢轴134cb为中心而可旋转地结合于移动部件134e。
链接部件134c对应于移动部件134e的移动而向顺时针方向或者逆时针方向旋转。例如,若移动部件134e向右侧移动,则链接部件134c的上部以及下部分别以第一枢轴134ca以及第二枢轴134cb为中心向逆时针方向旋转。水平部件134b可以联动于链接部件134c的旋转,朝向轨道134da倾斜。
驱动部件134d可以使移动部件134e移动。
驱动部件134d包括轨道134da以及驱动气缸134db。
轨道134da在宽度方向上延伸,支承在安放板132上。轨道134da可以具有可自转地配置的滚珠螺杆构造。即,在轨道134da的外周面形成螺纹,移动部件134e与轨道134da的螺纹进行螺纹结合。
驱动气缸134db提供用于使移动部件134e移动的动力。即,驱动气缸134db可以产生旋转驱动力,可以将产生的旋转驱动力传递到轨道134da而使轨道134da自转。若轨道134da自转,则结合于轨道134da的移动部件134e可以沿着宽度方向移动。
移动部件134e可以具有其中心部被插入轨道134da且能够以支承于轨道134da的状态沿着宽度方向移动的滚珠螺母构造。移动部件134e是其中心部贯通,并在贯通的内周面形成螺纹。移动部件134e的螺纹与轨道134da的螺纹进行螺纹结合。移动部件134e可以联动于轨道134da的旋转,沿着轨道134da在宽度方向上移动。
温度调节单元140配置于第一支承架110以及第二支承架120中的至少一个的内侧,并构成为调节第一支承架110以及第二支承架120中的至少任一个的温度。温度调节单元140向模具M和基板W分别提供彼此不同的温度,以使得基板W和模具M中的任一个热膨胀,基板W和模具M中的另一个热收缩。
在本发明的一实施例中,示例性说明温度调节单元140向基板W供应比常温相对更高的热能而加热基板W,并从模具M吸收热能而冷却模具M的情况。
即,示例性说明散热板141设置于第一支承架110的内部且冷却管142设置于第二支承架120的内部的情况。然而,也可以是,散热板141设置于第二支承架120的内部,冷却管142设置于第一支承架110的内部。
温度调节单元140包括散热板141、冷却管142以及处理器(未图示)。
散热板141可以设置于第一支承架110的内部,并向第一支承架110提供热能(例如,比常温高的温度的热能)。散热板141可以配置成以上下方向为基准与第一吸附板112对齐,并具有比基板W的面积相对更大的面积。散热板141可以加热第一支承架110以及支承于第一支承架110的基板W。
散热板141可以遍布支承基板W的支承面(即,第一吸附板112的下表面中的接触基板W的面)整体以均匀的密度分布,并具有其厚度均匀的板形状以使得从上侧朝向下侧均匀散热。
散热板141可以将基板W加热到整体均匀的温度。可以是,散热板141加热第一支承架110,从被加热的第一支承架110向基板W传导热能而使基板W热膨胀。基板W热膨胀的同时在与模具M接触的部分产生剥离力(Release force),可能在与模具M接触的接触面产生夹缝G(参照图12)。
散热板141可以以大于25℃且小于200℃的温度散热。如果,散热板141以25℃以下的温度散热,则由于是与常温近似的温度,可能无法向基板W容易地传递热能。相反,如果散热板141以200℃以上的温度散热,则可能在基板W形成的树脂热分解等损坏基板。
可以是,冷却管142设置于第二支承架120的内部,吸收第二支承架120的热能而冷却第二支承架120以及模具M。即,冷却管142可以向其内部接收制冷剂而冷却第二支承架120以及支承于第二支承架120的模具M。例如,制冷剂可以包括He、PCW(ProcessCoolingWater),Galden(商标)以及N2气中的任一种。
冷却管142可以配置成以上下方向为基准与第二吸附板122对齐,并具有比模具M的面积相对更大的面积。冷却管142可以将模具M冷却到整体上均匀的温度。
下面,参照图5,说明冷却管142的根据一实施例的构造。
冷却管142由第一冷却流路142a、第二冷却流路142b、第三冷却流路142c以及第四冷却流路142d构成。
第一冷却流路142a贯通支承板123,设置向其内部流入制冷剂的路径。第一冷却流路142a是其一端连接于贮存有制冷剂的制冷剂贮存罐(未图示),其另一端连接于第二冷却流路142b。
第二冷却流路142b从第一冷却流路142a朝向宽度方向弯折,从第二支承架120的边缘部分朝向第二支承架120的中心部分呈螺旋形延伸。
第三冷却流路142c连接于第二冷却流路142b,从第二支承架120的中心部分朝向第二支承架120的边缘部分呈螺旋形延伸。第三冷却流路142c配置于呈螺旋形延伸的第二冷却流路142b之间。即,在呈螺旋形形成的第二冷却流路142b之间的空间配置有呈螺旋形形成的第三冷却流路142c。
通过第二冷却流路142b,制冷剂可以从第二支承架120的边缘部分向中心部分移动并均匀冷却第二支承架120,制冷剂可以通过第三冷却流路142c再从第二支承架120的中心部分向边缘部分移动并整体上均匀冷却第二支承架120。
冷却管142冷却第二支承架120,通过冷却的第二支承架120冷却模具M,同时模具M热收缩。模具M在热收缩的同时在与基板W接触的部分产生剥离力(Release force),可能在与基板W接触的接触面产生夹缝G。
第四冷却流路142d从第三冷却流路142c沿着上下方向弯折,贯通支承板123。第四冷却流路142d将冷却第二支承架120后的制冷剂排出到外部。即,流入到第一冷却流路142a的制冷剂沿着第二冷却流路142b从第二支承架120的边缘部分朝向中心部分流动后沿着第三冷却流路142c再朝向边缘部分流动而通过第四冷却流路142d排出。
冷却管142可以通过制冷剂冷却到大于-20℃且25℃以下。
如果冷却管142冷却到-20℃以下的温度,则向冷却管142供应制冷剂的制冷剂贮存罐可能产生工作负载。相反,如果冷却管142冷却到25℃以上的温度,则由于是与常温近似的温度,可能无法有效地吸收模具M的热能。因此,冷却管142通过制冷剂冷却到大于-20℃且25℃以下,可以有效地吸收模具M的热能。
通过散热板141加热的基板W和通过冷却管142冷却的模具M之间的温度差优选保持为10℃以上且100℃以下。
如果散热板141和冷却管142的温度差小于10℃,则在基板W和模具M不产生剥离力或产生剥离力为止的时间长,可能降低分离效率性。相反,如果散热板141和冷却管142的温度差超过100℃,则基板W和模具M的温度差变大,在基板W和模具M中的至少任一个可能产生损坏(例如,裂纹(crack))。因此,若散热板141和冷却管142的温度差保持为10℃以上且100℃以下,则基板W和模具M可以不损坏的同时稳定地分离。
图6是示出根据冷却管的变形例的构造的图。
参照图6来说明根据冷却管143的变形例的构造。
冷却管143包括流入配管143a、第一排出配管143b、第二排出配管143c,第一移动流路143d以及第二移动流路143e。
流入配管143a插入到第二支承架120的中心部,设置供制冷剂向其内部流入的通路。流入配管143a是其一端连接于贮存有制冷剂的制冷剂贮存罐(未图示),其另一端分别连接于第一移动流路143d以及第二移动流路143e。
第一排出配管143b相对于流入配管143a在一侧隔开配置。第一排出配管143b作为排出冷却第二支承架120后的制冷剂的配管,通过第一移动流路143d连接于流入配管143a。
第二排出配管143c以流入配管143a为基准,在与第一排出配管143b相对的另一侧隔开配置。第二排出配管143c作为排出冷却第二支承架120后的制冷剂的配管,通过第二移动流路143e连接于流入配管143a。
第一移动流路143d是其一端连通于流入配管143a,其另一端连通于第一排出配管143b,具有向流入配管143a的一侧方向延伸而从第二支承架120的中心部逐渐向外侧延伸后再朝向中心部延伸的构造。
第一移动流路143d具有环形线形状。第一移动流路143d以第二支承架120的中心部为基准,均匀配置于第二支承架120的1/2区域(第一区域)。
第二移动流路143e是其一端连通于流入配管143a,其另一端连通于第二排出配管143c,具有向流入配管143a的另一侧方向延伸而从第二支承架120的中心部逐渐向外侧延伸后再朝向中心部延伸的构造。
第二移动流路143e具有环形线形状。第二移动流路143e以第二支承架120的中心部为基准,均匀配置于第二支承架120的没有配置第一移动流路143d的其余1/2区域(第二区域)。
配置第二移动流路143e的面积可以与配置第一移动流路143d的面积相同。另外,第二移动流路143e可以以流入配管143a为基准与第一移动流路143d对称配置。
通过流入配管143a流入的制冷剂中的一部分沿着第一移动流路143d在第二支承架120的第一区域流动后通过第一排出配管143b排出。另外,通过流入配管143a流入的制冷剂中的另一部分沿着第二移动流路143e在第二支承架120的第二区域流动后通过第二排出配管143c排出。
流入到第一移动流路143d的制冷剂可以从第二支承架120的中心部朝向外侧流动后再朝向第二支承架120的中心部流动而整体冷却第一区域。流入到第二移动流路143e的制冷剂可以从第二支承架120的中心部朝向外侧流动后再朝向第二支承架120的中心部流动而整体冷却第二区域。如此,流入到流入配管143a的制冷剂分别冷却第一区域以及第二区域后排出,因此可以整体上均匀冷却第二支承架120,可以防止制冷剂仅向第二支承架120的某一侧流动而可能发生的不均匀的温度梯度现象。
旋转单元150向交叉方向延伸,并结合于第一支承架110的一侧。旋转单元150可以具备旋转动力源(未图示),并使第一支承架110以与交叉方向平行的旋转中心轴为基准进行旋转。
随着通过旋转单元150而第一支承架110旋转,在第一支承架110中支承基板W的一侧面可以朝向上侧或者朝向下侧。
旋转单元150可以在基板W与模具M分离的状态下使第一支承架110旋转180°。若第一支承架110旋转180°,则基板W配置成基板W的转印的面朝向上侧。
通过旋转单元150,基板W的转印面朝向上侧,因此当基板W通过升降销(未图示)上升,通过机械手等(未图示)输出到外部时,防止基板W的转印面和机械手直接接触。
处理器(未图示)可以分别连接于散热板141和冷却管142、143,控制散热板141和冷却管142、143的温度。
处理器可以包括用于分别感测基板W和模具M的温度的传感器(未图示)。处理器可以比较预先设定的温度和在传感器感测到的温度而判断散热板141和冷却管142、143的驱动结束时间点,根据判断结果来控制散热板141和冷却管142、143的驱动。
以下,说明根据另一实施例的脱模装置200的构造。省略关于与前面说明的根据本发明的一实施例的脱模装置100相同构造的说明。
图7是示出根据本发明的另一实施例的脱模装置的构造的图。
如图7所示,根据本发明的另一实施例的脱模装置200包括支承基板的第一支承架210、支承模具的第二支承架220、使第二支承架220在上下方向上升降的升降单元230、配置于第一支承架210的内侧且用于在基板和模具彼此接触的状态下调节第一支承架210的温度以能够分离基板和模具的温度调节单元240、能够使第一支承架210旋转的旋转单元250以及控制温度调节单元240的处理器(未图示)。
根据本发明的另一实施例的脱模装置200构成为温度调节单元240仅调节第一支承架210的温度。即,温度调节单元240仅设置于第一支承架210的内部,向基板或者模具提供热能。下面,示例性说明温度调节单元240向基板提供热能的情况。
可以是,温度调节单元240包括散热板241,散热板241向第一支承架210传递热能而加热基板。可以是,散热板241加热第一支承架210,从被加热的第一支承架210向基板供应热能而使基板热膨胀。可以是,基板热膨胀的同时在与模具接触的部分产生剥离力(Release force),基板从模具稳定地分离。
以上,示出并说明了温度调节单元240的散热板241设置于第一支承架210的构造,但是显而易见温度调节单元240的散热板241也可以设置于第二支承架220。
以下,说明根据又另一实施例的脱模装置300的构造。省略关于与前面说明的根据本发明的一实施例的脱模装置100相同构造的说明。
图8是示出根据本发明的又另一实施例的脱模装置的构造的图。
如图8所示,根据本发明的又另一实施例的脱模装置300包括支承基板的第一支承架310、支承模具的第二支承架320、使第二支承架320在上下方向上升降的升降单元330、配置于第一支承架310的内侧且用于在基板和模具彼此接触的状态下调节第二支承架320的温度以能够分离基板和模具的温度调节单元340、能够使第一支承架310旋转的旋转单元350以及控制温度调节单元340的处理器(未图示)。
根据本发明的又另一实施例的脱模装置300构成为温度调节单元340仅调节第二支承架320的温度。即,温度调节单元340仅设置于第二支承架320的内部,吸收基板或者模具的热能。下面,示例性说明温度调节单元340吸收模具的热能的情况。
可以是,温度调节单元340包括冷却管342,冷却管342吸收第二支承架320的热能而冷却模具。可以是,冷却管342冷却第二支承架320,通过被冷却的第二支承架320冷却模具的同时模具热收缩。可以是,模具热收缩并在与基板彼此接触的部分产生剥离力(Release force),模具从基板稳定地分离。
以上,示出并说明了温度调节单元340的冷却管342设置于第二支承架320的构造,但是显而易见温度调节单元340的冷却管342也可以设置于第一支承架310。
以下,说明根据本发明的实施例的脱模方法。在说明脱模方法时,示例性说明利用根据上述的一实施例的脱模装置100来实施脱模方法的情况。
图9是示出根据本发明的实施例的脱模方法的流程图,图10是示出彼此结合的基板和模具进入到脱模装置的内部的样子的图,图11是示出第一支承架和第二支承架分别吸附基板和模具的样子的图,图12是示出温度调节单元使得在基板和模具之间产生夹缝的样子的图,图13是示出第二支承架倾斜并使模具从基板分离的样子的图,图14是示出第一支承架旋转后的样子的图。
参照图1至图5以及图9至图14,根据本发明的实施例的脱模方法包括如下过程:在第一支承架110和第二支承架120之间配置彼此结合的基板W和模具M(S110);用第一支承架110吸附基板W和模具M中的任一个,用第二支承架120吸附基板W和模具M中的另一个(S120);向第一支承架110和第二支承架120中的任一个供应热能且从第一支承架110和第二支承架120中的另一个吸收热能(S130);从第一支承架110和第二支承架120中的任一个向基板W和模具M中的任一个传递热能而使其膨胀且在第一支承架110和第二支承架120中的另一个吸收基板W和模具M中的另一个的热能而使其收缩,将基板W和模具M彼此分离(S140)。
在彼此结合状态的基板W和模具M安放在第二支承架120上的状态(参照图10)下,若驱动升降器131,则安放板132以及第二支承架120上升。随着第二支承架120上升,安放在第二支承架120上的基板W和模具M上升。
在第二支承架120上升的过程中,在基板W和第一支承架110接触之前,止挡部133先接触到覆盖板113的下部。止挡部133支承于覆盖板113并限制第二支承架120上升到设定的高度以上,可以抑制或者防止基板W被第一支承架110加压并破损的现象。
如图11所示,若第二支承架120配置到设定的高度,则停止升降器131的驱动,基板W吸附到第一支承架110,模具M吸附到第二支承架120(S120)。
如图12所示,若在基板W和模具M分别吸附在第一支承架110以及第二支承架120的状态下驱动温度调节单元140,则加热第一支承架110且冷却第二支承架120。
之后,若从被加热的第一支承架110向基板W传递热能,则基板W热膨胀,模具M通过被冷却的第二支承架120冷却而热收缩,通过在模具M和基板W之间产生的剥离力而彼此分离模具M和基板W。
之后,若再驱动升降器131,则第二支承架120下降,与基板W隔开的模具M与第二支承架120一起向下侧移动。此时,基板W是通过第一吸附板112支承于第一支承架110的状态,模具M是通过第二吸附板122支承于第二支承架120的状态。
参照图13,也可以进行如下过程:在通过升降器131的下降驱动,第二支承架120下降之前,通过调角器134使模具M从基板W分离。
通过调角器134使模具M从基板W分离的过程如下。
首先,若轨道134da接收驱动气缸134db的驱动力而旋转,则结合于轨道134da的移动部件134e以宽度方向为基准,移动成与垂直部件134a相邻(即,附图中向右侧移动)。
在移动部件134e移动的过程中,联动于移动部件134e的移动,链接部件134c的两侧分别以第一枢轴134ca以及第二枢轴134cb为中心向逆时针方向旋转,结合于链接部件134c上的水平部件134b沿着逆时针方向倾斜。
在水平部件134b沿着逆时针方向倾斜的过程中,模具M的一侧(附图中左侧)开始可以首先从基板W剥离,之后,模具M朝向另一侧(附图中右侧)从基板W连续剥离。如此,模具M从基板W连续分离(剥离),因此可以抑制或者防止在基板W产生损坏的现象。
参照图14,与基板W分离的模具M通过升降器131的驱动而下降,基板W在支承于第一支承架110的状态下通过旋转单元150的驱动而旋转。即,与模具M分离的基板W与第一支承架110一起旋转180°以使得其转印的面朝向上侧。若通过旋转单元150的驱动,基板W的转印面朝向上侧,则升降销(未图示)上升并使基板W上升,通过升降销(未图示)上升的基板W被机械手(未图示)以支承其下面(即,未转印的面)的状态输出。
以上,参照所附附图更详细地说明了本发明的实施例,但是本发明并不是必须局限于这样的实施例,可以在不脱离本发明的技术构思的范围内实施各种变形。因此,本发明所公开的实施例是用于说明本发明的技术构思而不是用于限定本发明的技术构思,本发明的技术构思的范围不被这样的实施例所限定。因此,应理解为以上叙述的实施例在所有方面都是示例性的,而不是限定性的。本发明的保护范围应通过所附的权利要求书进行解释,应解释为与其等同范围内的所有技术构思包括在本发明的权利范围内。
Claims (14)
1.一种脱模装置,包括:
第一支承架,支承基板;
第二支承架,支承模具;
升降单元,使所述第二支承架在上下方向上升降;以及
温度调节单元,配置于所述第一支承架以及所述第二支承架中的至少一个的内侧,并用于将所述第一支承架以及所述第二支承架调节成彼此不同的温度,以能够在所述基板和所述模具彼此接触的状态下使所述基板和所述模具分离。
2.根据权利要求1所述的脱模装置,其中,
所述温度调节单元能够向所述模具和所述基板分别提供彼此不同的温度,以使所述基板和所述模具中的任一个热膨胀且使所述基板和所述模具中的另一个热收缩。
3.根据权利要求1所述的脱模装置,其中,
所述温度调节单元包括:
散热板,设置于所述第一支承架和所述第二支承架中的任一个的内部,并用于加热所述任一个;
冷却管,设置于所述第一支承架和所述第二支承架中的另一个的内部,并用于冷却所述另一个;以及
处理器,连接于所述散热板和所述冷却管,并用于控制所述散热板和所述冷却管的温度。
4.根据权利要求3所述的脱模装置,其中,
所述散热板配置成与所述第一支承架的吸附板对齐,
所述冷却管配置成与所述第二支承架的吸附板对齐。
5.根据权利要求4所述的脱模装置,其中,
所述冷却管包括:
第一冷却流路,插入到所述第二支承架,并供制冷剂流入;
第二冷却流路,从所述第一冷却流路相对于所述第二支承架水平弯折,并从所述第二支承架的外侧朝向内侧延伸;
第三冷却流路,一端连通于所述第二冷却流路,并从所述第二支承架的内侧朝向外侧延伸以配置于所述第二冷却流路之间;以及
第四冷却流路,从所述第三冷却流路延伸,并向所述第二支承架的外侧凸出。
6.根据权利要求4所述的脱模装置,其中,
所述冷却管包括:
流入配管,插入到所述第二支承架的中心部,并供制冷剂流入;
第一排出配管以及第二排出配管,分别配置于以所述流入配管为中心的两侧,并排出所述制冷剂;
第一移动流路,一端与所述流入配管连通,并且另一端与所述第一排出配管连通,并且向所述流入配管的一侧方向延伸而从所述第二支承架的所述中心部逐渐向外部侧延伸后再朝向所述中心部延伸;以及
第二移动流路,一端与所述流入配管连通,并且另一端与所述第二排出配管连通,并且向所述流入配管的另一侧方向延伸而从所述第二支承架的所述中心部逐渐向外部侧延伸后再朝向所述中心部延伸。
7.根据权利要求6所述的脱模装置,其中,
所述第一移动流路和所述第二移动流路分别形成为环形,并分别配置成以所述流入配管为基准而彼此对称,
所述第一移动流路配置于所述第二支承架的1/2区域,
所述第二移动流路配置于所述第二支承架的其余1/2区域。
8.根据权利要求3所述的脱模装置,其中,
所述处理器包括:
传感器,用于分别感测所述基板和所述模具的温度,
所述处理器比较预先设定的温度和在所述传感器感测到的温度而判断所述散热板和所述冷却管的驱动结束时间点,并控制所述散热板和所述冷却管的驱动。
9.根据权利要求1所述的脱模装置,其中,
所述第一支承架包括第一支承主体、设置于所述第一支承主体的下方且吸附所述基板的第一吸附板以及配置于所述第一支承主体的上侧的覆盖板,
所述第二支承架包括第二支承主体、设置于所述第二支承主体的上方且吸附所述模具的第二吸附板以及配置于所述第二支承主体的下侧的支承板。
10.根据权利要求9所述的脱模装置,其中,
所述覆盖板的与所述第一支承主体接触的部分由碳材质形成,并具有比在所述第一支承主体的内部设置的所述温度调节单元的一部分的面积大的面积,以能够切断释放所述第一支承架的辐射热。
11.根据权利要求1所述的脱模装置,其中,
所述温度调节单元构成为向所述第一支承架和所述第二支承架中的任一个供应热能而能够将所述第一支承架和所述第二支承架中的任一个的温度保持为大于25℃且小于200℃的温度。
12.根据权利要求1所述的脱模装置,其中,
所述温度调节单元构成为从所述第一支承架和所述第二支承架中的任一个吸收热能而能够将所述第一支承架和所述第二支承架中的任一个的温度保持为大于-20℃且小于25℃。
13.根据权利要求1所述的脱模装置,其中,
所述温度调节单元构成为将所述基板和所述模具的温度差保持为10℃以上且100℃以下。
14.一种脱模方法,包括:
在第一支承架和第二支承架之间配置彼此结合的基板和模具;
用所述第一支承架吸附所述基板和所述模具中的任一个,用所述第二支承架吸附所述基板和所述模具中的另一个;
向所述第一支承架和所述第二支承架中的任一个供应热能,从所述第一支承架和所述第二支承架中的另一个吸收热能;
从所述第一支承架和所述第二支承架中的任一个向所述基板和所述模具中的任一个传递热能而使所述基板和所述模具中的所述任一个膨胀,在所述第一支承架和所述第二支承架中的另一个吸收所述基板和所述模具中的另一个的热能而使所述基板和所述模具中的所述另一个收缩,使所述基板和所述模具彼此分离。
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