KR100911908B1 - 금형의 제조방법 및 그것에 의하여 얻어진 성형품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판(11)에 대하여 포토리소그래피에 의하여 패턴형성을 행하여 제 1 원판을 제작한다. 이어서 제 1 원판의 패턴(11a)을 전사하여 제 2 원판(12)을 제작한다. 이어서 제 2 원판(12)에 대하여 기계가공을 실시하여 금형을 제작한다. 또한 제 2 원판(12)의 패턴(12b)이 전사하여 제 3 원판(13)을 제작하고, 그 제 3 원판(13)을 금형으로 한다. 이것에 의하여 특수한 형상, 예를 들면 높은 종횡비의 부분을 가지는 형상의 형성을 용이하게 행할 수 있는 금형의 제조방법 및 그것에 의하여 얻어진 성형품을 제공할 수 있다.

Description

금형의 제조방법 및 그것에 의하여 얻어진 성형품{METHOD FOR PRODUCING DIE AND MOLDING OBTAINED BY IT}
본 발명은 금형의 제조방법 및 그것에 의하여 얻어진 성형품에 관한 것으로, 특히 포토리소그래피 및 기계가공을 이용한 금형의 제조방법 및 그것에 의하여 얻어진 성형품에 관한 것이다.
최근의 일렉트로닉스 기기의 소형화, 박형화, 경량화에 따라 특수한 형상, 예를 들면 높은 종횡비의 부분을 가지는 형상을 실현하는 것이 요망되고 있다. 구체적으로는 바닥부에 임의 형상의 돌출부를 가지는 깊은 홈 등의 형성이 요망되고 있다. 앞으로도 일렉트로닉스 기기의 더 한층의 소형화, 박형화, 경량화가 진행되는 것은 명백하고, 이들 특수한 형상의 요구가 더욱 증가할 것이 예상된다. 이와 같은 수요를 눈여겨 보고 X선을 사용한 포토리소그래피에 의한 미세한 구조체의 제작이나, 기계가공의 정밀도 향상 등, 상기 특수형상을 실현하고자 하는 대처가 활발해지고 있다.
그러나, 기계가공으로 상기한 특수한 형상을 형성하는 경우, 가공기의 날붙이 크기가 문제가 되어, 폭 100 ㎛ 이하의 패턴의 가공은 곤란하다. 또 기계가공에서는 ㎛ 오더로 종횡비 1 이상의 것을 가공하는 것은 곤란하다. 한편, 포토리소그래피로 상기한 특수한 형상을 형성하는 경우, 깊이방향에서의 가공 정밀도에 수% 정도의 불균일이 생기는 경우가 있다. 또 포토리소그래피에서는 테이퍼 형상이나 곡면 형상 등의 임의 형상을 가공할 때의 제어성이 나쁘다는 문제가 있다.
본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로, 특수한 형상, 예를 들면 높은 종횡비의 부분을 가지는 형상의 형성을 용이하게 행할 수 있는 금형의 제조방법 및 그것에 의하여 얻어진 성형품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 금형의 제조방법은, 기체에 대하여 포토리소그래피에 의하여 패턴형성을 행하여 제 1 원판을 제작하는 공정과, 상기 제 1 원판의 패턴을 전사하여 제 2 원판을 제작하는 공정과, 상기 제 2 원판에 대하여 기계가공을 실시하여 금형을 제작하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 방법에 의하면, 예를 들면 미세구조에서의 높은 종횡비를 가지는 부분의 형성에 포토리소그래피를 사용하고, 그 미세구조에서의 임의 형상의 고정밀도 가공에 기계가공을 사용한다. 이 때문에 특수한 형상, 예를 들면 높은 종횡비의 부분을 가지는 형상의 형성을 용이하게 행할 수 있다.
본 발명의 금형의 제조방법은, 기체에 오목부를 형성하여 제 1 원판을 제작하는 공정과, 상기 제 1 원판의 패턴을 전사하여 상기 오목부에 대응하는 볼록부를 가지는 제 2 원판을 제작하는 공정과, 상기 제 2 원판의 볼록부에 기계가공을 실시하여 금형을 제작하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 방법에 의하면, 제 1 원판의 오목부에 대응한 제 2 원판의 볼록부에 대하여 기계가공을 실시하기 때문에, 기계가공시의 날붙이의 크기 이하인 미세 형상의 오목부에서의 측면이나 바닥면에 더욱 복잡한 미세가공을 실시하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 금형의 제조방법에서는 상기 금형이 가지는 패턴을 전사하여 제 3 원판을 제작하는 공정을 구비하고, 이 제 3 원판을 금형 또는 금형의 모형으로 하는 것이 바람직하다. 이 방법에 의하면, 제 3 원판을 모형으로 함으로써, 기계가공으로 가공할 수 없는, 예를 들면 기계가공에 사용하는 날붙이의 크기 이하의 치수의 미세구조의 테이퍼면이나 바닥면에 기계가공의 정밀도로, 예를 들면 스트라이프 홈이나 미세한 요철 등을 형성하는 것이 가능한 금형을 얻을 수 있다. 그 결과, 금형의 가공한계를 대폭으로 넓히는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 성형품은 상기 금형 또는 상기 모형으로부터 얻어진 금형을 이용하여 성형되어 이루어지는 것을 특징으로 한다. 또 본 발명의 성형품에서는 상대적으로 높은 종횡비인 부분을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 방법에 의하면, 기체에 오목부를 형성하여 제 1 원판을 제작하고, 이 제 1 원판의 패턴을 전사하여 오목부에 대응하는 볼록부를 가지는 제 2 원판을 제작하고, 이 제 2 원판의 볼록부에 기계가공을 실시하여 금형을 제작하기때문에, 특수한 형상, 예를 들면 높은 종횡비의 부분을 가지는 형상이나, 기계가공의 날붙이의 크기 이하의 치수의 미세구조의 테이퍼면이나 바닥면에 기계가공으로 행하는 고정밀도의 미세한 요철 등의 형성을 용이하게 행할 수 있다.
도 1은 기계가공에 사용되는 날붙이를 나타내는 개략도,
도 2는 본 발명에 관한 금형의 제조방법에 의하여 얻어진 형상을 설명하기 위한 도,
도 3(a) 내지 도 3(c)는 본 발명의 일 실시형태에 관한 금형의 제조방법을 설명하기 위한 도,
도 4(a) 내지 도 4(d)는 본 발명의 일 실시형태에 관한 금형의 제조방법을 설명하기 위한 도,
도 5(a)는 본 발명의 일 실시형태에 관한 금형의 제조방법에 의하여 얻어진 미소 유로를 설명하기 위한 도,
도 5(b)는 도 5(a)에서의 돌출부를 나타내는 확대도이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 날붙이 2, 11 : 기체(제 1 원판)
3, 4 : 오목부 3a, 5b, 13b, 22c : 테이퍼면
3b, 13c, 22b : 바닥면 5, 12 : 제 2 원판
5a : 볼록부 5c : 정상면
11a, 12b, 13a : 패턴 13 : 제 3 원판
21 : 기판 22 : 미소 유로
22a : 돌출부
포토리소그래피와 기계가공에는 각각 유리한 점과 불리한 점이 있다. 즉, 포토리소그래피에서는 미세한 패턴이나 넓은 면적의 일괄가공, 특수한 형상의 가공을 행하는 경우에 유리하다. 현재는 패턴 폭이 수십 nm의 미세한 패턴의 형성이 가능하다. 또 포토리소그래피에서는 1번에 넓은 범위를 가공할 수 있음과 동시에, 격자형상과 같이 기계가공이면 동일부분을 2회 이상 가공할 필요가 있는 특수한 형상이나, 종횡비가 10을 넘는 형상에도 대응 가능하다. 이것에 대하여 기계가공에서는 치수 정밀도가 높은 가공, 표면 거칠기가 작은 가공 등을 행하는 경우에 유리하며, 치수 불균일이 아주 작은 가공이 가능하다.
본 발명자들은 상기한 점에 착안하여 포토리소그래피의 미세 패턴형성과 기계가공의 고정밀도 가공을 융합함으로써, 포토리소그래피의 불리한 점을 기계가공으로 보완하고, 기계가공이 불리한 점을 포토리소그래피로 보완하여 특수한 형상, 예를 들면 높은 종횡비의 부분을 가지는 형상의 형성을 용이하게 행할 수 있는 것을 발견하고 본 발명을 하기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 골자는 기체에 오목부를 형성하여 제 1 원판을 제작하고, 이 제 1 원판의 패턴을 전사하여 오목부에 대응하는 볼록부를 가지는 제 2 원판을 제작하고, 이 제 2 원판의 볼록부에 기계가공을 실시하여 금형을 제작함으로써 특수한 형상, 예를 들면 높은 종횡비의 부분을 가지는 형상의 형성을 용이하게 행하는 것이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명에 관한 금형의 제조방법은, 기체에 대하여 포토리소그래피에 의해 패턴형성을 행하여 제 1 원판을 제작하는 공정과, 상기 제 1 원판의 패턴을 전사하여 제 2 원판을 제작하는 공정과, 상기 제 2 원판에 대하여 기계가공을 실시하여 금형을 제작하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 방법은, 도 1에 나타내는 바와 같은 기계가공에서 사용하는 통상의 날붙이(1)(선단 폭이 통상은 100 ㎛ 이상)에서는 가공이 불가능한 미세 구조에 대하여 기계가공을 가능하게 한다. 즉, 도 2에 나타내는 바와 같은 기체(2)에 형성된 오목부(3)의 테이퍼면(3a)이나 바닥면(3b)에 미세 가공(예를 들면 미세한 요철 등을 형성)하는 경우에는, 도 1에 나타내는 날붙이(1)를 사용한 기계가공으로는 대응할 수 없으나, 본 발명에 관한 방법에 의하면 오목부(3)의 테이퍼면(3a)이나 바닥면(3b)에 미세 가공을 실시한 기체(2)를 제작하는 것이 가능하다.
본 발명에 관한 방법에서는 도 3(a)에 나타내는 바와 같이 기체(2)에 오목부(4)를 형성하여 제 1 원판을 제작하고, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이 이 제 1 원판의 패턴[오목부(4)]을 전사하여 오목부(4)에 대응하는 볼록부(5a)를 가지는 제 2 원판(5)을 제작하고, 도 3(c)에 나타내는 바와 같이 이 제 2 원판(5)의 볼록부(5a)에 기계가공을 실시하여 볼록부(5a)에 테이퍼면(5b)이나 정상면(5c)을 형성한다. 또한 이 테이퍼면(5b)이나 정상면(5c)에 미세 가공을 실시한다. 이들 기계가공은 제 2 원판(5)의 볼록부(5a)에 대하여 행하기 때문에, 날붙이(1)의 크기에 관계없이 행하는 것이 가능하다. 그 후, 기계가공을 실시한 제 2 원판(5)의 패턴[볼록부(5a)]을 전사하여 제 3 원판을 제작함으로써 도 2에 나타내는 바와 같은 소망 형상을 가지는 기체(2)를 얻을 수 있다.
본 발명에 관한 방법을 더욱 상세하게 설명하면 먼저 제 1 원판을 제작하는 공정에서는 도 4(a)에 나타내는 바와 같이 기체에 대하여 포토리소그래피에 의하여 패턴형성을 행한다. 즉, 기체(11)상에 레지스트층(도시 생략)을 형성하고, 소정의 패턴을 가지는 마스크를 거쳐 이 레지스트층에 빛을 조사함으로써 레지스트층을 경화시키고, 그 후 레지스트층을 현상하여 소정의 패턴에 대응하는 레지스트층을 기체(11)상에 형성하고, 패터닝된 레지스트층을 마스크로 하여 기체(11)를 에칭한다. 그 후, 기체(11) 위에 잔존한 레지스트층을 제거하고, 기체(11) 위에 패턴(11a)(여기서는 오목패턴)을 형성한다. 또한 포토리소그래피는 2차원 가공이 주인 반도체기술뿐만 아니라, 3차원 가공을 행하는 MEMS(Micro Electro Mechanical System)기술을 응용한다.
기체(11)로서는 실리콘 기판, 레지스트층이나 아크릴수지판 등의 플라스틱 기판을 사용할 수 있다. 또 에칭으로서는 습식 에칭, 건식 에칭, 등방성 에칭, 이방성 에칭 등을 이용할 수 있다. 또 레지스트층을 구성하는 레지스트로서는, 네가티브형 레지스트, 포지티브형 레지스트 등의 여러가지의 레지스트를 이용할 수 있다.
이와 같이 포토리소그래피에 의하여 기체(11)에 패턴(11a)을 형성하여 제 1 원판(11)을 제작함으로써, 제 1 원판에 미세한 형상이나 높은 종횡비를 가지는 형상(상대적으로 높은, 예를 들면 ㎛ 오더로 1 이상의 종횡비를 가지는 형상)을 용이하게 형성하는 것이 가능하다.
이어서, 제 2 원판을 제작하는 공정에서는 도 4(b)에 나타내는 바와 같이 제 1 원판의 패턴(11a)을 전사한다. 제 1 원판의 패턴을 전사하는 방법으로서는 금속의 전기주조나 플라스틱의 성형 등을 이용하여 금속층이나 플라스틱층에 패턴을 전사하는 방법 등을 사용할 수 있다. 예를 들면 상기한 바와 같이 패턴(11a)을 형성한 기체(11)인 실리콘 기판이나 플라스틱 기판 위에 니켈을 전기주조하고, 전기주조에 의하여 형성된 니켈판으로부터 실리콘 기판을 박리함으로써 전사층인 니켈판에 패턴을 전사할 수 있다. 또는 상기한 바와 같이 패턴 형성한 실리콘 기판 위에 실리콘 탄화물판을 형성하고, 그 후 실리콘 기판을 용해함으로써 실리콘 탄화물판에 패턴을 전사할 수도 있다. 또한 이 방법의 상세에 대해서는 Technical Digest of Transducers 2003, 2A2.4, pp.254-257에서의 Toru Itoh 등의 "SILICON CARBIDE MICROFABRICATION BY SILICON LOST MOLDING FOR GLASS PRESS MOLDS"에 개시되어 있다. 이 내용은 참조를 위해 모두 여기에 포함시켜 둔다.
이와 같이 제 1 원판의 패턴(11a)을 전사하여 제 2 원판(12)을 제작함으로써, 뒤에서 설명하는 기계가공을 날붙이의 크기 등에 의한 제한없이 행할 수 있다. 즉, 제 1 원판에, 예를 들면 높은 종횡비를 가지는 오목 형상이 형성되어도 제 2 원판(12)에 패턴(11a)을 전사함으로써 패턴(11a)이 반전하여 볼록 형상이 되어 나타난다. 이 때문에 오목부의 크기가 작아도 반전된 볼록 형상의 패턴(11a)에 대하여 기계가공을 실시하는 것이 가능하게 된다.
이어서 금형을 제작하는 공정에서는, 도 4(c)에 나타내는 바와 같이 제 2 원판(12)에 대하여 기계가공을 실시한다. 상기한 바와 같이 제 1 원판에 예를 들면 높은 종횡비를 가지는 오목 형상이 형성되어도, 제 2 원판(12)에는 볼록 형상의 패 턴(12b)이 되어 나타나기 때문에, 이 볼록 형상의 패턴(12b)에 간단하게 기계가공을 실시할 수 있다. 이에 의하여 제 2 원판(12)의 패턴(12b)에 대하여 테이퍼 형상이나 곡면 형상 등을 고정밀도, 예를 들면 테이퍼각으로서 ±1/100°이상의 고정밀도로 형성하는 것이 가능하게 된다. 즉, 고정밀도로 패턴(12b)의 일부(12a)를 제거할 수 있다. 또한 여기서 말하는 기계가공이란, 날붙이를 사용하여 행하는 통상의 기계가공을 말한다.
이와 같이 기계가공을 실시한 후의 제 2 원판(12)을 금형으로 하여 이용할 수 있고, 이 금형을 이용하여 성형을 행함으로써 특수한 형상, 예를 들면 높은 종횡비의 부분을 가지는 성형품을 얻을 수 있다. 또 이 기계가공을 실시한 제 2 원판(12) 자체도 가공품(여기서는 높은 종횡비를 가지는 볼록부를 가지는 가공품)으로서 이용할 수 있다. 이와 같이 상기한 방법에 의하면 예를 들면 미세 구조에서의 높은 종횡비를 가지는 부분의 형성에 포토리소그래피를 사용하고, 그 미세구조에서의 임의 형상의 고정밀도 가공에 기계가공을 이용하고 있다. 이 때문에 특수한 형상, 예를 들면 높은 종횡비의 부분을 가지는 형상의 형성을 용이하게 행할 수 있다. 또 이 방법에 의하면 고정밀도의 가공이 필요한 부분에 기계가공을 실시하고 있고, 전체를 기계가공으로 행하고 있지 않기 때문에, 제조 프로세스에서 걸리는 시간을 단축하는 것이 가능하게 된다.
또, 도 4(d)에 나타내는 바와 같이 제 2 원판(12)의 패턴(12b)을 전사하여 제 3 원판(13)을 제작하고, 그 제 3 원판(13)을 금형 또는 금형의 모형으로서 이용하여도 된다. 즉, 이 제 3 원판(13)을 모형으로 하여, 다른 재료에 패턴(13a)을 전사함으로써 금형을 얻도록 하여도 되고, 제 3 원판(13)을 그대로 금형으로 하여도 된다. 이 제 3 원판(13)은 고정밀도의 기계가공이 실시된 제 2 원판(12)의 패턴(12b)을 전사하고 있기 때문에, 미세구조에 있어서 도 4(d)에서의 X부와 같은 임의 형상의 부분을 가질 수 있다. 즉, 제 3 원판(13)은 종래 실현할 수 없었던 테이퍼면(13b)이나 바닥면(13c)에 고정밀도의 미세 가공을 실시한 패턴(13a)을 가진다. 따라서 이와 같은 제 3 원판(13)을 모형으로 하여 금형을 제조하고, 그 금형을 이용하여 성형을 행함으로써, 특수한 형상 예를 들면 높은 종횡비의 부분을 가지는 성형품을 얻을 수 있다.
제 2 원판(12)의 패턴(12b)을 제 3 원판(13)에 전사하는 방법으로서는, 예를 들면 제 2 원판(12)이 니켈판인 경우에는 니켈판 위에 직접 또는 이형층을 거쳐 니켈을 전기주조하여 니켈판을 형성하고, 그 후 니켈판끼리를 떼어내어 제 3 원판인 니켈판에 패턴을 전사하는 방법을 들 수 있다. 이 경우에서는 니켈의 전기주조시의 액 조성을 적절하게 바꾸고, 니켈판의 경도를 바꾸어 제 3 원판에 버르가 생기지 않게 하여도 된다. 또 제 2 원판(12)이 실리콘 탄화물판인 경우에는, 실리콘 탄화물판 위에 이형층을 거쳐 실리콘 탄화물판을 형성하고, 이형층을 선택적으로 용해시켜 제 3 원판인 실리콘 탄화물판에 패턴을 전사하는 방법을 들 수 있다.
이와 같이 제 3 원판(13)을 모형으로 한 경우에서도, 제 2 원판(12)을 이용하고 있기 때문에, 기계가공으로 가공할 수 없는 기계가공에 사용하는 날붙이의 크기 이하의 치수를 가지는 미세 구조의 테이퍼면(13b)이나 바닥면(13c)에 기계가공의 정밀도로, 예를 들면 스트라이프 홈이나 미세한 요철 등을 형성하는 것이 가능 한 금형을 얻을 수 있다. 그 결과, 금형의 가공 한계를 대폭으로 넓히는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 금형의 제조방법은, 예를 들면 미소 유로 또는 미소 렌즈 어레이의 금형의 제조에 적용할 수 있다. 도 5(a)는 본 발명의 일 실시형태에 관한 금형의 제조방법에 의하여 얻어진 미소 유로를 설명하기 위한 도면이고, 도 5(b)는 도 5(a)에서의 돌출부를 나타내는 확대도이다.
도 5(a)에 나타내는 미소 유로(22)는, 폭이 약 10 ㎛이고, 깊이가 약 20 ㎛ 이며, 기판(21)에 형성되어 있다. 이 미소 유로(22)에는 복수의 돌출부(22a)가 설치되어 있다. 또 이 미소 유로(22)에는 얕은 바닥면(22b)이나 테이퍼면(22c)이 형성되어 있다. 이와 같은 돌출부(22a), 얕은 바닥면(22b), 테이퍼면(22c)을 가지는 미소 유로(22)를 기계가공으로 형성할 수는 없다. 또 포토리소그래피에서는 도 5(b)에 나타내는 테이퍼각(θ)을 자유롭게 설정할 수 없다. 본 발명의 방법에 의하여 도 5에 나타내는 미소 유로(22)를 기판(21)에 얻는 경우, 제 1 원판인 기체에 포토리소그래피에 의하여 미소 유로(22)에 대응하는 홈을 형성하고, 그 패턴을 제 2 원판에 전사한다. 이 때, 미소 유로(22)에 대응하는 홈부분이 볼록부로서 나타난다. 이 볼록부에 기계가공에 의하여 돌출부(22a)에 대응하는 오목부를 형성한다. 이와 같이 기계가공된 제 2 원판을 금형으로 하여 기판(21)의 재료를 이용하여 성형을 행함으로써 미소 유로(22)를 가지는 기판(21)을 얻을 수 있다.
또, 본 발명의 방법에 의하여 미소 렌즈 어레이를 얻는 경우, 제 1 원판인 기체에 포토리소그래피에 의하여 복수의 렌즈에 대응하는 오목부를 형성하고, 그 패턴을 제 2 원판에 전사한다. 이 때, 렌즈에 대응하는 오목부가 볼록부로서 나타난다. 이 볼록부에 대하여 마무리가공(경면가공)을 기계가공에 의하여 행한다. 이와 같이 기계가공된 제 2 원판을 금형으로 하여 렌즈 어레이의 재료를 사용하여 성형을 행함으로써 미소 렌즈 어레이를 얻을 수 있다. 또한 포토리소그래피에 의하여 렌즈에 대응하는 오목부를 형성하는 경우, 사용하는 감광성수지(레지스트)에 조사하는 빛의 양(노광량)을 장소에 따라 바꾼다. 이에 의하여 현상 후의 감광성수지의 두께가 노광량에 따라 장소에 따라 다르고, 렌즈에 대응하는 오목부에 곡면을 형성할 수 있다.
본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 여러가지 변경하여 실시하는 것이 가능하다. 예를 들면 상기 실시형태에서 설명한 크기, 수치, 재질에 대해서는 특별히 제한은 없다. 또 상기 실시형태에서는 본 발명의 방법을 미소 유로 및 미소 렌즈 어레이에 적용한 경우에 대하여 설명하고 있으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 포토리소그래피 단독, 기계가공 단독으로는 형성할 수 없는 여러가지의 형상, 예를 들면, 렌즈, 프레넬렌즈, 반사미러, 또는 광파이버용 홈 및 이것들의 조합, 및 이것들과 미소 유로 및/또는 미소 렌즈 어레이와의 조합 등을 형성하는 경우에 적용할 수 있다. 그외, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한에 있어서 적절하게 변경하는 것이 가능하다.

Claims (12)

  1. 기체에 대하여 포토리소그래피에 의하여 패턴형성을 행하여 제 1 원판을 제작하는 공정과,
    상기 제 1 원판의 패턴을 전사하여 제 2 원판을 제작하는 공정과,
    상기 제 2 원판에 대하여 기계가공을 실시하여 금형을 제작하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 금형의 제조방법.
  2. 기체에 포토리소그래피에 의해 오목부를 형성하여 제 1 원판을 제작하는 공정과,
    상기 제 1 원판의 패턴을 전사하여 상기 오목부에 대응하는 볼록부를 가지는 제 2 원판을 제작하는 공정과,
    상기 제 2 원판의 볼록부에 기계가공을 실시하여 금형을 제작하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 금형의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 금형이 가지는 패턴을 전사하여 제 3 원판을 제작하는 공정을 구비하고, 상기 제 3 원판을 금형 또는 금형의 모형으로 하는 것을 특징으로 하는 금형의 제조방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 금형이 가지는 패턴을 전사하여 제 3 원판을 제작하는 공정을 구비하고, 상기 제 3 원판을 금형 또는 금형의 모형으로 하는 것을 특징으로 하는 금형의 제조방법.
  5. 금형을 이용하여 성형된 성형품에 있어서,
    상기 금형은, 기체에 대하여 포토리소그래피에 의하여 패턴형성을 행하여 제 1 원판을 제작하는 공정과,
    상기 제 1 원판의 패턴을 전사하여 제 2 원판을 제작하는 공정과,
    상기 제 2 원판에 대하여 기계가공을 실시하여 금형을 제작하는 공정에 의하여 얻어진 것을 특징으로 하는 성형품.
  6. 금형을 이용하여 성형된 성형품에 있어서,
    상기 금형은, 기체에 포토리소그래피에 의해 오목부를 형성하여 제 1 원판을 제작하는 공정과,
    상기 제 1 원판의 패턴을 전사하여 상기 오목부에 대응하는 볼록부를 가지는 제 2 원판을 제작하는 공정과,
    상기 제 2 원판의 볼록부에 기계가공을 실시하여 금형을 제작하는 공정에 의하여 얻어진 것을 특징으로 하는 성형품.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 원판을 제작하는 공정에서 형성되는 패턴은 상대적으로 높은 종횡비인 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형품.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 제1 원판을 제작하는 공정에서 형성되는 패턴은 상대적으로 높은 종횡비인 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형품.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기성형품이 미소 유로, 미소 렌즈 어레이, 렌즈, 프레넬렌즈, 반사미러, 및 광파이버용 홈으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형품.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기성형품이 미소 유로, 미소 렌즈 어레이, 렌즈, 프레넬렌즈, 반사미러, 및 광파이버용 홈으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형품.
  11. 기체에 오목부를 형성하여 제 1 원판을 제작하는 공정과,
    상기 제 1 원판의 패턴을 전사하여 상기 오목부에 대응하는 볼록부를 가지는 제 2 원판을 제작하는 공정과,
    상기 제 2 원판의 볼록부에 기계가공을 실시하여 금형을 제작하는 공정과,
    상기 금형이 가지는 패턴을 전사하여 제 3 원판을 제작하는 공정을 구비하고,
    상기 제 3 원판을 금형 또는 금형의 모형으로 하는 것을 특징으로 하는 금형의 제조방법.
  12. 금형을 이용하여 성형된 성형품에 있어서,
    상기 금형은, 기체에 오목부를 형성하여 제 1 원판을 제작하는 공정과,
    상기 제 1 원판의 패턴을 전사하여 상기 오목부에 대응하는 볼록부를 가지는 제 2 원판을 제작하는 공정과,
    상기 제 2 원판의 볼록부에 기계가공을 실시하여 금형을 제작하는 공정과,
    상기 금형이 가지는 패턴을 전사하여 제 3 원판을 제작하는 공정을 구비하되, 상기 제 3 원판을 금형 또는 금형의 모형으로 하는 금형의 제조방법에 의해 얻어진 것을 특징으로 하는 성형품.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101589317A (zh) * 2007-01-25 2009-11-25 住友电工超效能高分子股份有限公司 光学薄片、使用该光学薄片的安装方法及光学模块
US8298752B2 (en) * 2007-03-26 2012-10-30 Kimoto Co., Ltd. Method for producing surface convexes and concaves
KR100927457B1 (ko) * 2008-03-13 2009-11-19 주식회사 에이앤피 테크 금형의 제조 방법과 금형을 이용한 플라스틱 필름의 제조방법
CN108897080B (zh) * 2018-07-11 2021-03-26 Oppo广东移动通信有限公司 电子装置及用于电子装置的闪光灯镜片的加工方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100441182B1 (ko) * 1995-09-29 2004-10-08 존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드 마크된콘택트렌즈를제조하기위한주형주입체의마킹방법

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5928257A (ja) * 1982-08-06 1984-02-14 Sanyo Electric Co Ltd デイスク原盤の製造方法
US4478769A (en) * 1982-09-30 1984-10-23 Amerace Corporation Method for forming an embossing tool with an optically precise pattern
JPH03156747A (ja) * 1989-11-14 1991-07-04 Canon Inc 光情報記録媒体用スタンパーの製造方法
JP3023440B2 (ja) * 1993-11-10 2000-03-21 日本航空電子工業株式会社 補強材入り軽量真空注型品及びその製造方法
US5932315A (en) * 1997-04-30 1999-08-03 Hewlett-Packard Company Microfluidic structure assembly with mating microfeatures
JPH10312585A (ja) * 1997-05-12 1998-11-24 Sony Corp 光学記録媒体作製用スタンパ、スタンパ用原盤、および光学記録媒体の製造方法
US6393685B1 (en) * 1997-06-10 2002-05-28 The Regents Of The University Of California Microjoinery methods and devices
NL1009106C2 (nl) * 1998-05-08 1999-11-09 Od & Me Bv Werkwijze voor het vervaardigen van een stamper, stamper verkregen volgens een dergelijke werkwijze alsmede optische schijf verkregen onder toepassing van een dergelijke stamper.
US6503231B1 (en) * 1998-06-10 2003-01-07 Georgia Tech Research Corporation Microneedle device for transport of molecules across tissue
US6743211B1 (en) * 1999-11-23 2004-06-01 Georgia Tech Research Corporation Devices and methods for enhanced microneedle penetration of biological barriers
JP4465887B2 (ja) * 2001-02-01 2010-05-26 日本ビクター株式会社 成形金型の製造方法
JP2002326231A (ja) * 2001-02-28 2002-11-12 Konica Corp 光学素子用金型、光学素子及びマスター型
US6663820B2 (en) * 2001-03-14 2003-12-16 The Procter & Gamble Company Method of manufacturing microneedle structures using soft lithography and photolithography
JP4244527B2 (ja) * 2001-04-06 2009-03-25 ソニー株式会社 光ディスクの製造方法
CA2448736C (en) * 2001-06-05 2010-08-10 Mikro Systems, Inc. Methods for manufacturing three-dimensional devices and devices created thereby
EP1422192B1 (de) * 2002-11-25 2007-04-18 Weidmann Plastics Technology AG Verfahren zur Herstellung eines Werkzeugeinsatzes zum Spritzgiessen eines teils mit zweistufigen Mikrostrukturen
JP4515207B2 (ja) * 2004-09-17 2010-07-28 セイコーインスツル株式会社 型の製造方法とその型を用いて製造された部品
US7615479B1 (en) * 2004-11-08 2009-11-10 Alien Technology Corporation Assembly comprising functional block deposited therein

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100441182B1 (ko) * 1995-09-29 2004-10-08 존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드 마크된콘택트렌즈를제조하기위한주형주입체의마킹방법

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