JP5192082B2 - 流動体の表面パターン形成装置およびその形成方法 - Google Patents

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Description

本発明は、樹脂などのような流動体の表面に一定のパターンを形成することができる流動体の表面パターン形成装置およびその形成方法に関する。
一般的に、表示装置や半導体装置の製造工程には、基板上に塗布された膜の表面を所望する形状にパターン化するパターン形成工程が複数含まれる。
図1は、従来技術に係る表面パターン形成装置およびその形成方法の一例を示す構成図である。
従来技術に係る表面パターン形状装置およびその形成方法は、図1(a)に示すように、表面に凹凸格子4aを有するスタンパ4を準備する。
次に、図1(a)および図1(b)に示すように、表面にパターン形成が必要な樹脂5にスタンパ4の凹凸格子4aを熱プレスなどの処理によって圧迫し、樹脂5に凹凸格子4aのパターンを転写する。
次に、スタンパ4を除去すれば、図1の(c)に示すように、スタンパ4の凹凸格子4aが転写された凹凸格子5aを有する樹脂5が得られる。
一方、樹脂5の構成材料が熱可塑性樹脂である場合には、射出成形や圧出成形などによって製作されてもよい。
しかし、従来技術に係る表面パターン形成装置およびその形成方法は、樹脂5の表面に多様な形状の凹凸格子5aを生成するためには、多様な凹凸格子4aの形状を有する多数のスタンパ4が必要になるという短所がある。
また、スタンパ4の転写によって樹脂5の表面にパターンを形成するため、パターンの大きさに制約が多いという短所がある。
さらに、樹脂5の表面にスタンパ4の機械的接触が必要となるため、工程数が多く、生産費用が増加するという短所がある。
本発明はこのような問題点を解決するために案出されたものであって、樹脂などの表面に別途の機械的接触なくパターンが形成されるため、容易に多様なパターンを形成することができ、パターンの大きさに制約が少なく、生産費用を節減することができる流動体の表面パターン形成装置およびその形成方法を提供することを目的とする。
このような目的を達成するために、本発明の流動体の表面パターン形成装置は、一定の条件で硬化することができる流動体、前記流動体が塗布される基底部、および前記塗布された流動体に振動を加えて前記流動体の表面に波形を形成する振動部、を含み、前記振動部が所望する前記流動体の表面パターンにマッチングする振動条件で振動を加えることを特徴とする。
本発明に係る流動体の表面パターン形成装置において、前記流動体は、フォトレジスト、樹脂、およびUV樹脂(UV resin)のうちのいずれか1つであることが好ましい。
本発明に係る流動体の表面パターン形成装置において、前記基底部は、半導体ウエハまたはLEDチップ(LED chip)であることが好ましい。
本発明に係る流動体の表面パターン形成装置において、前記振動部は、前記流動体に機械的振動を加える機械的振動機、音波を発進させて前記流動体に振動を加える音波振動機、および超音波を発進させて前記流動体に振動を加える超音波振動機のうちのいずれか1つであることが好ましい。
本発明に係る流動体の表面パターン形成装置において、前記振動部は、波形、周波数、および振幅を変更させることができるものが好ましい。
また、このような目的を達成するために、本発明の流動体の表面パターン形成方法は、基底部に流動体を塗布する流動体収容段階、前記基底部に塗布された流動体に振動を付加して前記流動体の表面に波形を形成する振動段階、および波形が形成された流動体を硬化する硬化段階、を含み、前記振動段階において、所望する前記流動体の表面パターンにマッチングする振動条件で振動を付加することを特徴とする。
本発明の流動体の表面パターン形成装置およびその形成方法は、流動体に多様な波形、周波数、および振幅で振動を加える振動部によって流動体の表面に多様な波形パターンを容易に形成することができるという長所がある。
また、本発明は、流動体の表面に機械的接触なく波形パターンを形成することができるため、波形パターンの大きさに制約が少なく、波形パターンの生産費用を節減することができるという長所がある。すなわち、流動体の表面に微細な大きさの波形パターンを形成するために別途の精密金型を用いる必要がないという長所がある。
従来技術に係る表面パターン形成装置および形成方法の一例を示す構成図である。 本発明に係る流動体の表面パターン形成装置を示す概念図である。 本発明に係る流動体の表面パターン形成装置の実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る流動体の表面パターン形成装置の実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る流動体の表面パターン形成装置の実施形態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る流動体の表面パターン形成方法を示す構成図である。
以下、添付の図面を参照しながら、本発明に係る好ましい実施形態について詳しく説明する。これに先立ち、本明細書および特許請求の範囲に用いられた用語や単語は、通常的あるいは辞書的な意味として解釈されてはならず、発明者はそれ自身の発明を最も最善の方法として説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に立脚し、本発明の技術的な思想に符合する意味と概念として解釈されなければならない。
図2は、本発明に係る流動体の表面パターン形成装置を示す概念図である。また、図3〜図5は、本発明に係る流動体の表面パターン形成装置の実施形態を示す斜視図である。
本発明に係る流動体の表面パターン形成装置は、図2に示すように、一定の条件で硬化することができる流動体120と、流動体120が塗布される基底部110と、塗布された流動体120に振動を加えて流動体120の表面に波形を形成する振動部130とを含む。
また、前記流動体の表面パターン形成装置は、作業者が所望する流動体の表面パターンがイメージで入力される第1イメージ入力部と、振動部の加振によって形成された流動体の表面パターンがイメージで入力される第2イメージ入力部と、第1、2イメージ入力部に入力されたイメージを比較して振動部にフィードバックを与えるコントローラと、第1、2イメージ入力部に入力されたイメージを比較して一致する場合、該当する表面パターンと該当する波形、周波数、振幅条件の条件情報をマッチングして格納しておく格納部とを追加で備えることが好ましい。
前記流動体120は、フォトレジスト(PR)、樹脂(resin:R)、およびUV樹脂(UR)のうちのいずれか1つからなる。
ここで、フォトレジスト(PR)は、薄い膜で生成され、光を当てれば耐薬品性が大きい硬質膜に変化する感光性材料を意味する。詳細に説明すれば、フォトレジスト(PR)は、プリント配線基板、集積回路・高密度集積回路の製造、新聞などの印刷版の製作などに用いられる。本実施形態において、フォトレジスト(PR)は、図3に示すように、シリコンウエハ(W)上に塗布されてベーキング(baking)工程に用いられてもよい。すなわち、シリコンウエハ(W)が基底部110となり、フォトレジスト(PR)がシリコンウエハ(W)に塗布され、シリコンウエハ(W)はプレート(P)に積載される構成である。
他の方法として、本実施形態において、流動体120は、UV樹脂(UR)でなされてもよい。すなわち、図4に示すように、UV樹脂(UR)がプレート(P)に積載された基底部110の上面に位置する。ここで、UV樹脂(UR)は、紫外線樹脂(UV resin)を意味する。
さらに他の方法として、本実施形態において、流動体120は、LEDチップ(LED chip:LC)の製造過程のうち、密封(encapsulation)のための樹脂(R)の分配過程(dispensing)に用いられてもよい。すなわち、図5に示すように、基底部110は、LEDパッケージ(LED package:LP)に形成されたLEDチップ(LED chip)に該当し、LEDチップ(LED chip:LC)の上面に流動体120である樹脂(R)が塗布される。
前記流動体120が硬化することができる一定の条件は、図3に示すように、流動体120がフォトレジスト(PR)である場合には、フォトレジスト(PR)に光を照射すればフォトレジスト(PR)が硬化する。また、図4に示すように、流動体120がUV樹脂(UR)である場合には、UV樹脂(UR)に紫外線を照射すればUV樹脂(UR)が硬化する。さらに、図5に示すように、流動体120が樹脂(R)である場合には、固化温度以下に温度を低めれば樹脂(R)が硬化する。すなわち、流動体120の硬化条件は、光の照射、固化温度以下の温度、または紫外線の照射でなされてもよい。
前記振動部130は、機械的振動機、超音波振動機、または圧電振動機(Piezoelectric driver)などの多様な形態で備えられてもよい。
振動部130は、流動体120に機械的振動を加える機械的振動機、音波を発進させて流動体に振動を加える音波振動機、および超音波を発進させて流動体に振動を加える超音波振動機のうちのいずれか1つで備えられる。前記機械的振動機は、流動体120に機械的振動を加えるために、基底部110や基底部110が積載されたプレート(P)、またはLEDパッケージ(LP)と機構的に連結する。
一方、振動部130は、波形、周波数、および振幅が変更可能なように備えられる。すなわち、流動体120の表面に多様な波形パターンを形成することができるように、振動部130の振動波形、周波数、および振幅を変更させることができる制御部が備えられる。
以下、上述したように構成された本発明に係る流動体の表面パターン形成方法の作用効果について説明する。
図6は、本発明の一実施形態に係る流動体の表面パターン形成方法を示す構成図である。
本発明に係る流動体120の表面パターン形成方法は、基底部110に流動体120を塗布する流動体120収容段階と、前記基底部110に塗布された流動体120に振動を付加して前記流動体120の表面に波形を形成する振動段階と、波形が形成された流動体120を硬化する硬化段階とを含む。
このとき、作業者が所望する流動体120の表面パターンを第1イメージ入力部を介して入力してもよく、コントローラは第1イメージ入力部と第2イメージ入力部を介して入力されたイメージを比較して振動部にフィードバックを与え、第1イメージ入力部と第2イメージ入力部を介して入力されたイメージが一致するように振動部の波形、周波数、および振幅を調節する。また、第1イメージ入力部と第2イメージ入力部を介して入力されたイメージが一致する場合には、振動部の波形、周波数、振幅条件の条件情報を格納部に格納する。
次に、図6に示す流動体の表面パターン形成方法について詳しく説明すれば、図6(a)に示すように、基底部110の上面に流動性がある流動体120が塗布される。ここで、基底部110は、図2〜図4に示すように、シリコンウエハ(W)またはLEDチップ(LC)などが用いられてもよい。また、流動体120は、図2〜図4に示すように、フォトレジスト(PR)、樹脂(R)またはUV樹脂(UR)などが用いられてもよい。
基底部110に流動体120が塗布される流動体120収容段階の後には、図6(b)に示すように、塗布された流動体120に振動を付加する。基底部110に積載されたプレート(P)に機械的振動機または圧電振動機を連結して流動体120の表面に波形を形成したり、超音波振動機を利用して流動体120の表面に波形を形成する。
詳細に説明すれば、図3〜図5に示すように、フォトレジスト(PR)、UV樹脂(UV硬化性樹脂)(UR)、または樹脂(R)に振動を付加するために、プレート(P)またはLEDパッケージ(LP)に機械的振動機または圧電振動機を連結してフォトレジスト(PR)、UV樹脂(UR)、または樹脂(R)の表面に波形を形成したり、超音波振動機を利用してフォトレジスト(PR)、UV樹脂(UR)、または樹脂(R)の表面に波形を形成する。
この後、図6(c)に示すように、表面に波形が形成された流動体120を硬化する。すなわち、流動体120がフォトレジスト(PR)である場合には光を照射し、樹脂(R)である場合には固化温度以下に温度を低め、UV樹脂(UR)である場合には紫外線を照射する。
本発明のそれぞれの実施形態を詳しく説明すれば、図3では、シリコンウエハ(W)の上面にフォトレジスト(PR)を塗布した後、振動部130を用いてフォトレジスト(PR)の表面に波形を形成した後、フォトレジスト(PR)に光を照射してフォトレジスト(PR)を硬化する。
また、図4では、基底部110の上面にUV樹脂(UR)を塗布した後、振動部130を用いてUV樹脂(UR)の表面に波形を形成した後、UV樹脂(UR)に紫外線を照射してUV樹脂(UR)を硬化する。
さらに、図5では、LEDチップ(LC)の上面に樹脂(R)を塗布した後、振動部130を用いて樹脂(R)の表面に波形を形成した後、樹脂(R)の温度を固化温度以下に冷却して樹脂(R)を硬化する。
一方、図6に示すように、表面に波形パターンが形成されて硬化した流動体120をメッキ用マスタとして用いることができるという長所がある。
以上、本発明は限定された実施形態と図面によって説明されたが、本発明はこれによって限定されるものではなく、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者により、本発明の技術思想と添付された特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正および変形が可能であることはもちろんである。
本発明を支援した国家研究開発事業は教育科学技術部の「21世紀フロンティア研究開発事業」であり、課題固有番号は「08k1401-00530」である。研究事業名は「ナノメカトロニクス技術開発事業」であり、研究課題名は「ナノ射出成形工程技術開発」であり、韓国機械研究院の主管として2008年4月1日から2009年3月31日まで実行される。
本発明の流動体の表面パターン形成装置およびその形成方法は、流動体に多様な波形、周波数、および振幅で振動を加える振動部によって流動体の表面に多様な波形パターンを容易に形成することができ、流動体の表面に機械的接触なく波形パターンを形成することができるため、波形パターンの大きさに制約が少なく、波形パターンの生産費用を節減することができる。

Claims (6)

  1. 一定の条件で硬化することができる流動体、
    前記流動体が塗布される基底部、および
    前記塗布された流動体に振動を加えて前記流動体の表面に波形を形成する振動部、
    を含み、
    前記振動部が所望する前記流動体の表面パターンにマッチングする振動条件で振動を加えることを特徴とする、流動体の表面パターン形成装置。
  2. 前記流動体は、フォトレジスト、樹脂、およびUV樹脂のうちのいずれか1つであることを特徴とする、請求項1に記載の流動体の表面パターン形成装置。
  3. 前記基底部は、半導体ウエハまたはLEDチップであることを特徴とする、請求項1に記載の流動体の表面パターン形成装置。
  4. 前記振動部は、
    前記流動体に機械的振動を加える機械的振動機、音波を発進させて前記流動体に振動を加える音波振動機、および超音波を発進させて前記流動体に振動を加える超音波振動機のうちのいずれか1つであることを特徴とする、請求項1に記載の流動体の表面パターン形成装置。
  5. 前記振動部は、波形、周波数、および振幅を変更させることができることを特徴とする、請求項1に記載の流動体の表面パターン形成装置。
  6. 基底部に流動体を塗布する流動体収容段階、
    前記基底部に塗布された流動体に振動を付加して前記流動体の表面に波形を形成する振動段階、および
    波形が形成された流動体を硬化する硬化段階、
    含み、
    前記振動段階において、所望する前記流動体の表面パターンにマッチングする振動条件で振動を付加することを特徴とする、流動体の表面パターン形成方法。
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