KR101041498B1 - compression molding method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 판 형태의 압축성형물을 제조하기 위한 압축 성형용 금형 및 이의 제조방법과 이를 이용한 압축 성형방법에 관한 것이다.The present invention relates to a compression molding die for producing a compression molded article in the form of a plate, a method for producing the same, and a compression molding method using the same.
구체적으로 본 발명은 (a) 적어도 일면이 금속으로 이루어진 기판을 준비하는 단계와; (b) 상기 기판 일면에 제 1 포토레지스트막을 형성하는 단계와; (c) 제 1 마스크를 이용해서 상기 제 1 포토레지스트막을 노광하고 현상하여 상기 기판 일면을 노출시키는 제 1 포토레지스트패턴을 형성하는 단계와; (d) 상기 기판을 대상으로 도금을 실시하여 상기 제 1 포토레지스트패턴 사이의 상기 기판 일면에 제 1 도금패턴을 형성하는 단계와; (e) 상기 제 1 포토레지스트패턴을 제거하는 단계를 포함하는 압축성형용 금형 제조방법 및 이를 통해 얻어진 압축성형용 금형을 제공한다. 아울러 본 발명은 상기의 압축 성형용 금형을 이용한 압축 성형방법으로서, (a) 상기 기판 일면에 UV 경화수지를 도포하는 단계와; (b) 상기 기판 일면에 투명 합성수지의 베이스플레이트를 대면 합착시키고, 압력을 가하면서 UV를 조사하여 상기 UV 경화수지에 의한 UV경화수지층을 형성하는 단계와; c) 상기 베이스플레이트 및 UV 경화수지층을 함께 분리하는 단계를 포함하는 압축 성형방법을 제공한다.Specifically, the present invention comprises the steps of (a) preparing a substrate made of a metal on at least one surface; (b) forming a first photoresist film on one surface of the substrate; (c) exposing and developing the first photoresist film using a first mask to form a first photoresist pattern exposing one surface of the substrate; (d) plating the substrate to form a first plating pattern on one surface of the substrate between the first photoresist patterns; (e) It provides a compression molding die manufacturing method comprising the step of removing the first photoresist pattern and the compression molding mold obtained through this. In addition, the present invention is a compression molding method using the compression molding die, (a) applying a UV curable resin on one surface of the substrate; (b) bonding the base plate of transparent synthetic resin to one surface of the substrate, and irradiating UV while applying pressure to form a UV curable resin layer by the UV curable resin; c) providing a compression molding method comprising separating the base plate and the UV curable resin layer together.
Description
본 발명은 압축 성형용 금형(mould) 및 제조방법과 이를 이용한 압축 성형방법(compression molding method) 관한 것으로, 보다 구체적으로는 판(plate) 형태의 압축성형물을 제조하기 위한 압축 성형용 금형 및 이의 제조방법과 동(同) 금형을 이용해서 압축성형물을 얻는 압축 성형방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compression molding mold and a manufacturing method and a compression molding method using the same. More specifically, a compression molding mold for producing a compression molded article in the form of a plate and a manufacture thereof The method and the compression molding method which obtains a compression molding using the same metal mold | die.
일반적으로 금형(金型, Die & Mould)이란, 광의(廣義)로는 재료의 소성(塑性, Plasticity), 전연성(展延性, Malleability, Ductility), 유동성(流動性, Fluidity) 등의 물성을 이용하여 가공 성형함으로써 제품을 생산하기 위한 '틀' 또는 '형(型)'을 총칭하지만, 협의(狹義)로는 동일규격 제품을 대량 생산하기 위한 금속재의 틀을 의미하는바, 여기에는 다이(die), 몰드(mould), 패턴(pattern) 이외에도 지그(jig), 장착물(fixture), 표준단품(standard part)이 포함된다.Generally, die & mold is a material that is widely used by using physical properties such as plasticity, malleability, ductility, fluidity, and the like of materials. The term 'frame' or 'form' for producing a product by processing molding is collectively, but by agreement means a metal frame for mass production of the same standard product. In addition to molds and patterns, jigs, fixtures and standard parts are included.
이러한 금형은 생산제품의 치수정밀도가 높고 제품규격이 동일하여 호환성이 뛰어나며, 제품의 외관이 미려한 것은 물론 제품생산시간을 단축시킬 수 있으므로 우리 산업 전반에 걸쳐 널리 활용되는데, 최근에는 전기 및 전자 제품을 비롯해서 자동차, 철도, 선박, 항공기 등의 수송기계, 반도체와 통신기기, 산업기계, 정밀기계, 광학기기, 농업 및 건축용 기기나 완구 등을 제조하는데 필수적으로 이용되는 만큼 그 용도는 실로 광범위하고 다양하다.These molds are widely used throughout our industry because they have high dimensional accuracy and the same product specifications, so they are excellent in compatibility, and the appearance of the products is not only beautiful but also the production time can be shortened. In addition, it is widely used and widely used for manufacturing transportation machinery such as automobiles, railways, ships, aircrafts, semiconductors and telecommunications equipment, industrial machinery, precision machinery, optical equipment, agricultural and building equipment or toys. .
이중에서도 특히 마이크로(㎛) 단위의 정밀제품을 생산하기 위한 전주(electro-forming) 금형은 전기주조에 의한 도금기법을 통해 얻어지며, 각종 장식물이나 휴대폰 및 리모컨용 키패드와 같이, 압축 성형에 의한 판(plate) 형태의 압축성형물을 얻기 위해 널리 사용된다.In particular, electro-forming molds for producing precision products in micro (μm) units are obtained through electroplating, and plated by compression molding, such as various decorations or keypads for mobile phones and remote controllers. Widely used to obtain compression moldings in the form of plates.
이때 전주란 간략히, 원형판의 표면에 도금층을 전착시켜 마스터판을 구현한 후 이를 금형으로 활용하여 동일규격 제품을 정밀 복제하는 방법을 일컫는바, 공정수율 등을 감안하여 마스터판은 통상 다량으로 복제된 다음 상하좌우로 반복 배치되어 대면적의 양산용 마스터판 조립체를 이루고, 상기 마스터판 조립체를 활용해서 압축 성형을 진행함에 따라 한 번의 공정으로 다수의 압축성형물을 얻는다.At this time, Jeonju refers to a method of precisely replicating products of the same standard by using electrode as a mold after electrodepositing a plating layer on the surface of a circular plate. In view of process yield, master plates are usually copied in large quantities. Next, it is repeatedly arranged up, down, left and right to form a large-scale mass production master plate assembly, and a plurality of compression moldings are obtained in one process as compression molding is performed using the master plate assembly.
일반적인 전주공정에 대해 좀 더 구체적으로 살펴본다.Let's look at the general pole casting process in more detail.
먼저, 최종적으로 얻고자 하는 압축성형물과 동일한 형태의 조각이 새겨진 원형판을 준비한다. 이때, 원형판은 황동이나 니켈 등의 금속재가 사용될 수 있고, 그 일면에는 CNC(Computerized Numerical Control) 설비 등의 공작기계에 의해 최종적으로 얻고자 하는 성형물과 동일한 형태의 조각이 새겨져 있다.First, prepare a circular plate engraved with the same shape as the final compression molding. At this time, the circular plate may be used a metal material such as brass or nickel, one side is engraved with a piece of the same shape as the molding to be finally obtained by a machine tool such as CNC (Computerized Numerical Control) equipment.
다음으로, 원형판의 일면에 중크롬산 등의 이형제를 도포하는 한편, 그 이면 을 전기적으로 마스킹(masking) 한 후 전해조에 침지시켜 전기도금을 실시하며, 이를 통해 원형판 일면에 도금층을 성장시킨다.Next, while a release agent such as dichromic acid is applied to one surface of the circular plate, the surface is electrically masked and then immersed in an electrolytic cell to perform electroplating, thereby growing a plating layer on one surface of the circular plate.
다음으로, 원형판으로부터 도금층을 분리해서 마스터판을 획득하는바, 여기에는 원형판의 조각과 반대되는 음각의 형상이 구현된다. 그리고 상기의 도금공정을 반복하여 복수의 마스터판을 얻는다.Next, the master plate is obtained by separating the plating layer from the circular plate, where the intaglio shape opposite to the pieces of the circular plate is realized. Then, the above plating process is repeated to obtain a plurality of master plates.
다음으로, 복수의 마스터판을 동일 평면상에 행렬로 배치하여 대면적의 마스터판 조립체를 완성하고, 이를 이용해서 용융된 합성수지 등의 성형재료를 압축 성형(compression molding)한 후 제품단위로 절단해서 복수의 성형물을 완성한다.Next, a plurality of master plates are arranged in a matrix on the same plane to complete a large-area master plate assembly. Compression molding of molten synthetic resin or the like is then used to cut them into product units. A plurality of moldings are completed.
하지만, 이상에서 살펴본 통상의 전주 및 이를 이용한 압축 성형방법은 공정진행에 소요되는 비용 및 시간이 크고 복잡한 설비를 요구하는 단점을 나타낸다.However, the conventional pole and the compression molding method using the same as described above represents a disadvantage that requires a costly and time-consuming and complicated facility for the process progress.
즉, 일반적인 전주방법을 위해서는 CNC 등의 공작기계를 동원해서 별도의 원형판을 제작해야 하는 것은 물론, 장시간에 걸친 도금공정을 통해 마스터판을 획득한 이후에도 또다시 수차례에 걸친 도금공정을 반복해서 마스터판을 다량으로 복제해야 하며, 이들 마스터판으로 대면적의 마스터판 조립체를 완성한 후에 비로소 성형재료의 압축 성형이 가능하다. 때문에 기존의 전주방법은 각 단계에 소요되는 시간적 낭비가 큰데, 실제 전주금형에 의한 마스터판 조립체를 완성하기까지는 통상 십 수일이 소요된다.In other words, for general electroplating method, it is necessary not only to make a separate circular plate by using a machine tool such as CNC, but also to master the plating process several times again after acquiring the master plate through the plating process for a long time. Plates must be replicated in large quantities, and these master plates can only be compression molded of the molding material after the large area master plate assembly has been completed. Therefore, the existing pole method is a large waste of time for each step, it usually takes ten days to complete the master plate assembly by the actual pole casting mold.
더욱이, 일반적인 전주방법은 그 성격이 전혀 다른 별도의 공정으로서 공작기계에 의한 원형판 제작과, 도금에 의한 마스터판의 제작 및 복제와, 대면적의 마스터판 조립체 조립 공정을 포함하는바, 각 단계별 비용적 손실이 크며, 일련의 연 결된 작업으로 처리하기 위해서는 대형설비를 구축하여야 하는 문제점을 드러낸다.Furthermore, the general method of pole casting is a separate process with a completely different nature, which includes the manufacture of a circular plate by a machine tool, the manufacture and duplication of a master plate by plating, and the assembly process of a large area master plate assembly. The losses are large and the problem of having to build a large facility to deal with a series of connected works is revealed.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 보다 적은 비용과 노력으로도 목적하는 압축성형물을 대량으로 획득할 수 있는 압축 성형용 금형 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a compression molding die and a method for manufacturing the same, which can be obtained in a large amount with a desired compression molding at a lower cost and effort.
이를 위해 본 발명은 포토리소그라피(photolithography)와 도금에 의한 압축 성형용 금형 및 그 제조방법을 제공하며, 이를 통해 작업수율의 향상과 비용 및 시간적 노력을 절감하고자 한다. 아울러 본 발명은 상기의 압축 성형용 금형을 이용한 압축성형 방법을 제공하고, 이를 통해 미려한 외관을 지닌 대략의 압축성형물을 성형할 수 있는 구체적인 방도를 제시하고자 한다.To this end, the present invention provides a mold for compression molding by photolithography and plating, and a manufacturing method thereof, thereby improving work yield and reducing cost and time effort. In addition, the present invention provides a compression molding method using the above-mentioned compression molding mold, and through this, it is intended to present a concrete method for forming a compression molding having a beautiful appearance.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, (a) 적어도 일면이 금속으로 이루어진 기판을 준비하는 단계와; (b) 상기 기판 일면에 제 1 포토레지스트막을 형성하는 단계와; (c) 제 1 마스크를 이용해서 상기 제 1 포토레지스트막을 노광하고 현상하여 상기 기판 일면을 노출시키는 제 1 포토레지스트패턴을 형성하는 단계와; (d) 상기 기판을 대상으로 도금을 실시하여 상기 제 1 포토레지스트패턴 사이의 상기 기판 일면에 제 1 도금패턴을 형성하는 단계와; (e) 상기 제 1 포토레 지스트패턴을 제거하는 단계를 포함하는 압축성형용 금형 제조방법을 제공한다.The present invention to achieve the above object, (a) preparing a substrate made of at least one surface of the metal; (b) forming a first photoresist film on one surface of the substrate; (c) exposing and developing the first photoresist film using a first mask to form a first photoresist pattern exposing one surface of the substrate; (d) plating the substrate to form a first plating pattern on one surface of the substrate between the first photoresist patterns; (e) it provides a method for manufacturing a die for compression molding comprising the step of removing the first photoresist pattern.
이때, 상기 (e) 단계 이후, (f) 상기 제 1 도금패턴이 형성된 상기 기판 일면에 제 2 포토레지스트막을 형성하는 단계와; (g) 제 2 마스크를 이용해서 상기 제 2 포토레지스트막을 노광하고 현상하여 제 2 포토레지스트패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 (g) 단계 이후, (h) 상기 기판을 대상으로 도금을 실시하여 상기 제 2 포토레지스트패턴 사이의 상기 제 1 도금패턴 또는 상기 기판 일면 중 적어도 하나에 제 2 도금패턴을 형성하는 단계와; (i) 상기 제 2 포토레지스트패턴을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 (g) 단계 이후, (h') 상기 기판을 대상으로 식각을 실시하여 제 2 포토레지스트패턴 사이의 상기 제 1 도금패턴 또는 기판 일면에 적어도 하나의 홀패턴을 구현하는 단계와; (i') 상기 제 2 포토레지스트패턴을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.At this time, after the step (e), (f) forming a second photoresist film on one surface of the substrate on which the first plating pattern is formed; (g) exposing and developing the second photoresist film using a second mask to form a second photoresist pattern, and after step (g), (h) removing the substrate. Plating the object to form a second plating pattern on at least one of the first plating pattern or the surface of the substrate between the second photoresist patterns; (i) removing the second photoresist pattern, and after the step (g), (h ') etching the substrate to perform the etching between the second photoresist pattern. Implementing at least one hole pattern on one surface of the first plating pattern or the substrate; (i ') further comprising removing the second photoresist pattern.
아울러 본 발명은 적어도 일면이 금속으로 이루어진 기판과; 상기 기판 일면을 노출시키는 성형영역을 정의하도록 상기 기판 일면에 형성된 제 1 도금패턴을 포함하는 압축 성형용 금형을 제공하는바, 상기 성형영역 내에 위치하며 상기 제 1 도금패턴과 동일물질로 이루어진 제 2 도금패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 성형영역 내에 위치하는 제 3 도금패턴 또는 상기 성형영역 내에 위치된 홀패턴 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 성형영역은 상기 기판 일면에 복수개가 행렬로 배치된 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention and at least one surface of the substrate made of a metal; Provided is a mold for compression molding comprising a first plating pattern formed on one surface of the substrate to define a molding area for exposing the one surface of the substrate, the second mold is located in the molding area and made of the same material as the first plating pattern And at least one of a third plating pattern located in the molding area or a hole pattern located in the molding area, wherein the molding area is formed on one surface of the substrate. The plurality is characterized in that arranged in a matrix.
또한 본 발명은 상기의 방법으로 제조된 압축 성형용 금형을 이용한 압축 성 형방법으로서, (a) 상기 기판 일면에 UV 경화수지를 도포하는 단계와; (b) 상기 기판 일면에 투명 합성수지의 베이스플레이트를 대면 합착시키고, 압력을 가하면서 UV를 조사하여 상기 UV 경화수지에 의한 UV경화수지층을 형성하는 단계와; (c) 상기 베이스플레이트 및 UV 경화수지층을 함께 분리하는 단계를 포함하는 압축 성형방법을 제공한다. 이때, 상기 베이스플레이트에는 상기 UV 경화수지층이 행렬로 복수개가 배치되고, 상기 (c)단계 이후, 상기 UV 경화수지층 별로 상기 베이스플레이트를 함께 절단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In another aspect, the present invention provides a compression molding method using a compression molding die prepared by the above method, comprising the steps of: (a) applying a UV curable resin to one surface of the substrate; (b) bonding the base plate of transparent synthetic resin to one surface of the substrate, and irradiating UV while applying pressure to form a UV curable resin layer by the UV curable resin; (C) provides a compression molding method comprising the step of separating the base plate and the UV curable resin layer together. At this time, the base plate is a plurality of UV curable resin layers are arranged in a matrix, and after the step (c), characterized in that it further comprises the step of cutting the base plate for each of the UV curable resin layer.
본 발명에 따른 압축 성형용 금형은 적은 비용과 노력으로도 목적하는 압축성형물을 대량으로 획득할 수 있는 장점이 있다.Compression molding die according to the present invention has the advantage that can be obtained in a large amount of the desired compression molding with a low cost and effort.
특히, 본 발명은 포토리소그라피(photolithography)와 도금 및 식각에 의한 압축 성형용 금형 및 제조방법을 제공하는바, 금형제작을 위한 작업수율의 향상과 비용 및 시간적 노력을 절감할 수 있고, 인라인(in-line) 방식의 연속된 공정진행이 가능한 잇점이 있다.In particular, the present invention provides a mold and a manufacturing method for compression molding by photolithography and plating and etching, which can improve the work yield for the mold production and reduce the cost and time, and inline (in There is an advantage in that it is possible to continue the process in a 'line' manner.
아울러 본 발명은 상기의 금형을 이용한 압축성형 방법을 제공함에 따라 미려한 외관을 지닌 대략의 압축성형물을 획득할 수 잇는 장점이 있다.In addition, the present invention provides an compression molding method using the above-described mold, thereby obtaining an approximate compression molding having a beautiful appearance.
이하, 도면을 참조해서 본 발명을 보다 상세하게 살펴본다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
첨부된 도 1과 도 2는 각각 본 발명의 일 양태(樣態)에 따른 압축 성형용 금형(10)(이하, 간략하게 금형(10)이라 한다.) 및 이를 통해 제조된 압축성형물(60)의 분해사시도와 분해단면도이다. 이때, 도 1에서 볼 수 있는 압축성형물(60)의 노출면은 도 2의 그것과 비교할 때 금형(10)을 향하는 배면에 해당되며, 이는 후술하는 도 11과 도 12 그리고 도 17과 도 18에서도 동일하다. 하지만, 여기서 배면이란 공정진행 중에 금형(10)을 향하는 일면을 지칭하는 것으로, 완성된 제품형태와 무관하다.1 and 2 attached to each of the
보이는 것처럼, 본 발명에 따른 금형(10)은 기판(12) 및 이의 일면에 형성된 금속의 제 1 도금패턴(14)으로 이루어지는데, 제 1 도금패턴(14)은 기판(12)의 일부를 노출시키는 성형영역(16)을 정의하며, 상기 성형영역(16)에는 제 1 도금패턴(14)과 동일물질로 형성된 제 2 도금패턴(18)이 위치한다.As can be seen, the
이때, 제 1 및 제 2 도금패턴(14,18)은 동일한 도금공정으로 구현되고, 따라서 제 1 및 제 2 도금패턴(14,18)의 높이는 동일하다.In this case, the first and
또한, 성형영역(16)은 후술하는 압축 및 성형단계를 통해 목적하는 압축성형물(60)을 얻기 위한 금형공간(cavity)으로서, 공정수율 등을 감안하면 기판(12) 상에 가급적 많은 수가 할당되는 것이 바람직한바, 공정조건을 만족시키는 한 기판(12)은 대면적을 나타내고, 성형영역(16)은 기판(12)의 일면에 상하좌우로 연속된 행렬배치를 나타내며, 그 사이사이를 제 1 도금패턴(14)이 매트릭스(matrix) 형태의 구획하는 형태가 될 수 있다. 따라서 도면에 나타난 부분은 본 발명에 따른 금형(10)의 일부에 지나지 않는다.In addition, the
그리고 이러한 금형(10)을 통해 얻어지는 압축성형물(60)은 합성수지의 베이스플레이트(base plate : 80) 일면에 UV 경화수지층(61)이 적층된 형태를 나타낼 수 있는바, 베이스플레이트(80)는 실질적으로 기판(12)과 동일한 사이즈를 나타낼 수 있고, UV 경화수지층(61)은 실질적으로 성형영역(16)과 동일한 사이즈를 나타내며 제 2 도금패턴(18)에 의한 제 1 패턴홀(62)이 마련되어 있다. 따라서 금형(10)의 성형영역(16)에 존재하는 제 2 도금패턴(18)은 UV 경화수지층(61)의 제 1 패턴홀(62)을 형성하기 위한 것으로, 사용자의 목적에 따라 여러 가지 다양한 문양, 글자 등이 될 수 있고, 제 1 패턴홀(62)은 그와 반대되는 음각을 나타낸다.In addition, the compression molded
이하, 본 발명에 따른 금형(10)의 제조방법을 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, the manufacturing method of the
첨부된 도 3은 본 발명에 따른 금형(10)의 제조방법 및 이를 이용한 압축 성형방법에 대한 순서도이고, 도 4 내지 도 8은 본 발명에 따른 금형(10)의 제조순서에 따른 공정모식도로서, 앞서의 도 1 및 도 2와 함께 참조한다.3 is a flowchart illustrating a manufacturing method of the
먼저, 기판준비 단계로서, 도 4와 같이 기판(12)을 준비한다.(st1)First, as a substrate preparation step, a
이때, 기판(12)은 적어도 일면이 금속으로 이루어지는데, 예컨대 전체가 스테인리스 등의 금속으로 이루어진 금속판 또는 유리 등의 절연판 일면에 소정두께의 금속층을 입힌 형태도 가능하다.In this case, at least one surface of the
다음은 포토레지스트(photo-resist : PR) 도포단계로서, 도 5와 같이 기판(12)의 일면에 감광성 수지인 포토레지스트를 도포하여 균일한 두께의 제 1 포토레지스트막(32)을 형성한다.(st2)Next, as a photoresist (PR) coating step, as shown in FIG. 5, a photoresist of photosensitive resin is coated on one surface of the
이때, 포토레지스트를 도포하기 전(前) 기판(12)을 세척하는 단계가 선행될 수 있고, 포토레지스트는 빛을 받은 부분이 제거되는 포지티브 타입(positive type) 또는 그 반대의 네거티브 타입(negative type)이 모두 가능하다.At this time, the step of cleaning the
다음은 노광 및 현상(expose & development)단계로서, 도 6과 같이 제 1 포토레지스트막(32)의 상부에 필름 형태의 제 1 마스크(40)를 배치한 후 노광하고 현상하여 기판(12)의 일부를 노출시키는 소정형태의 제 1 포토레지스트패턴(도 7의 30 참조)을 형성한다.(st3)Next, as an exposure and development step, as shown in FIG. 6, the
이때, 제 1 마스크(40)는 빛을 투과시키는 제 1 투과부(42)와 빛을 차단하는 제 1 차단부(44)로 구분되는데, 편의상 포토레지스트가 포지티브 타입이라는 전제하에 노광 및 현상단계를 진행하면, 제 1 투과부(42)에 대응되는 제 1 포토레지스트패턴(32)의 일부가 제거된다. 이를 위한 제 1 마스크(40)는 제 1 포토레지스트막(32)과 직접적으로 접촉되는 접촉형(contact type)도 가능하지만, 필요에 따라 제 1 포토레지스트막(32)으로부터 일정 정도 이격된 근접형(proximity type) 또는 프로젝션 타입(projection type)도 가능하며, 노광공정은 이른바 축소투영노광으로서 스탭 앤 리피트(step and repeat)나 스탭 앤 스캔(step and scan) 방식을 나타낼 수도 있다.In this case, the
다음은 도금단계로서, 도 7과 같이 제 1 포토레지스트패턴(30)이 형성된 기판(12)의 일면에 도금을 실시하여 제 1 포토레지스트패턴(30)의 잔존부분을 제외한 나머지, 다시 말해 제 1 포토레지스트패턴(30) 사이로 노출된 기판(12)의 일부를 따라 금속의 도금층을 형성한다. 이로써 도 8에 나타난 것처럼 제 1 및 제 2 도 금패턴(14,18)이 완성되고 성형영역 정의된다.(st4)Next, as a plating step, plating is performed on one surface of the
이때, 적당한 도금방법은 전해액이 담긴 전해조에 기판(12)을 침지시켜 (-)극을 연결하는 한편 도금하고자 하는 금속물질, 일례로 니켈판을 침지시켜 (+)극을 연결함에 따라 금속물질이 기판(12)의 일면에서 환원, 석출되도록 하는 습식의 전기도금방법을 사용하며, 필요하다면 도금단계 이전에 기판(12)의 이면을 전기적으로 마스킹 하는 단계가 선행될 수 있다.At this time, a suitable plating method is to immerse the
다음은 스트립(stripe) 단계로서, 도 8과 같이 적절한 화학약품을 사용해서 제 1 포토레지스트패턴(30)을 제거한다.(st5)Next, as a stripping step, the
그 결과 도 1 및 도 2에서 살펴본 금형(10)으로서 적어도 일면이 금속으로 이루어진 기판(12)과, 기판(12)의 일부를 노출시키는 성형영역(16)을 정의하도록 상기 기판(12) 일면에 형성된 제 1 도금패턴(14)과, 성형영역(16) 내에 위치하며 제 1 도금패턴(14)과 동일물질, 동일높이의 제 2 도금패턴(18)으로 이루어진 본 발명에 따른 금형(10)이 완성된다.(도 9 참조)As a result, at least one side of the
계속해서, 도 9 및 도 10을 함께 참조하여 상기의 금형(10)을 이용한 압축 성형방법을 살펴본다.Next, a compression molding method using the
이를 위해 후속되는 단계는 UV 경화수지 도포 및 합착의 단계로서, 도 9와 같이 금형(10)의 일면에 UV 경화수지를 도포한 다음 도 10에서와 같이 투명 합성수지의 베이스플레이트(80)를 대면 합착시킨 후 프레스(press)나 롤러프레스(roller press) 등으로 압력을 가하면서 UV를 조사하여 UV 경화수지를 경화시킨다.(st6,st7)To this end, a subsequent step is applying and curing the UV curable resin, and applying the UV curable resin to one surface of the
이때, 필요하다면 베이스플레이트(80)는 이른바 롤투롤(roll to roll) 방식으로 공급될 수 있다.At this time, if necessary, the
다음은 압축성형물 분리단계로서, UV 경화수지가 충분히 경화되어 UV 경화수지층(61)이 완성되면 베이스플레이트(80)와 함께 UV 경화수지층을 떼어내어 목적하는 압축성형물(60)을 획득한다.(st8)Next, as a compression molding separation step, when the UV curable resin is sufficiently cured and the UV
이때, 앞서 살펴본 것처럼 기판(12) 일면에 복수개의 성형영역(16)이 메트릭스 형태로 정의된 경우에는 금형(10)으로부터 얻어진 경화물 역시 베이스플레이트(80) 상에 복수개의 UV 경화수지층(61)이 행렬방식으로 배치되는바, 각각의 셀(cell), 다시 말해 UV 경화수지층(61) 단위로 절단하는 공정을 통해 복수개의 제품을 동시에 획득할 수 있고, 이를 위해 필요하다면 제 1 도금패턴(14)에는 절단위치를 표시하기 위한 가이드홀(guide holl)이 마련될 수 있다.In this case, as described above, when a plurality of
한편, 이상에서 살펴본 금형(10) 및 이를 통해 얻어진 압축성형물(60)은 본 발명의 가장 간단한 형태로서, 필요하다면 스트립 단계(st5) 이후에 별도의 포토리소그라피 공정과 도금 및/또는 식각공정을 통해 다양한 형태의 금형(10) 및 압축성형물(60)을 얻을 수 있다.On the other hand, the
이하, 제 1 및 제 2 응용예로 구분해서 살펴본다.Hereinafter, a description will be given of the first and second application examples.
제 1 First 응용예Application example
첨부된 도 11과 도 12는 각각 본 발명의 제 1 응용예에 따른 금형(10) 및 이 를 통해 얻어진 압축성형물(60)을 나타낸 분해 사시도와 분해 단면도이다.11 and 12 are exploded perspective and exploded cross-sectional views respectively illustrating a
이들 도면을 앞서의 도 1 및 도 2와 비교할 경우, 금형(10)의 성형영역(16)에는 제 2 도금패턴(18)과 함께 별도의 제 3 도금패턴(20)이 존재하고, 압축성형물(60)의 UV 경화수지층(61)에는 제 2 도금패턴(18)에 의한 제 1 패턴홀(62)과 함께 제 3 도금패턴(20)에 의한 별도의 제 2 패턴홀(64)이 나타난다. 이때, 비록 도면에는 제 3 도금패턴(20)이 제 1 및 제 2 도금패턴(14,18)에 비해 상대적으로 낮게 나타나 있지만 목적에 따라 같은 높이를 나타낼 수 있으며, 제 2 패턴홀(64) 역시 제 1 패턴홀(62)과 같거나 얕은 깊이를 보일 수 있다.When these drawings are compared with those of FIGS. 1 and 2, the
첨부된 도 13 내지 도 16은 본 발명의 제 1 응용예에 따른 금형(10)의 제조방법에 따른 공정단면도로서, 앞서의 도 8에서 설명한 스트립 단계(st5)에 후속되고, 도 16 이후에는 도 9와 도 10의 UV 경화수지도포 및 합착 단계와 가압 및 경화 단계 그리고 압축 성형물의 분리 및 절단단계가 차례로 이어질 수 있다. 이에 따라 앞서 살펴본 내용과 중복되는 설명은 생략하는 대신 동일한 역할을 하는 부분에 대해서는 동일부호를 부여하였는바, 도 13에서부터 살펴본다.13 to 16 are process cross-sectional views according to a method of manufacturing a
먼저, 도 8의 스트립 단계(st5)에 의해 도 1 및 도 2에 나타낸 금형(10)이 얻어진다.First, the
다음으로는 별도의 포토레지스트 도포단계로서, 도 13과 같이 기판(12) 일면에 포토레지스트를 도포해서 제 2 포토레지스트막(36)을 형성한다.Next, as a separate photoresist coating step, as shown in FIG. 13, a photoresist is applied to one surface of the
이때, 제 2 포토레지스트막(36)은 성형영역(16)을 비롯한 제 1 및 제 2 도금패턴(14,18) 전체를 덮으며, 포지티브 타입이나 네거티브 타입 모두가 가능하다.In this case, the
다음은 노광 및 현상단계로서, 도 14와 같이 제 2 포토레지스트막(36) 상부에 제 2 마스크(50)를 배치한 후 노광 및 현상해서 제 2 도금패턴(18)과 기판(12) 중 적어도 하나를 노출시키는 제 2 포토레지스트패턴(34)을 형성한다.Next, as an exposure and development step, as shown in FIG. 14, the
이때, 제 2 마스크(50)는 역시 빛을 투과시키는 제 2 투과부(52)와 빛을 차단하는 제 2 차단부(54)로 구분되며, 포토레지스트가 포지티브 타입이라는 전제하에 노광 및 현상단계를 진행하면 제 2 투과부(52)에 대응되는 제 2 포토레지스트막(36)의 일부는 제거되어 하지의 기판(12) 또는 제 2 도금패턴(18) 중 적어도 하나를 노출시킨다.In this case, the
다음은 도금단계로서, 도 15와 같이 제 2 포토레지스트패턴(34)이 형성된 기판(12)을 대상으로 도금을 진행하여 제 2 포토레지스트패턴(34)의 잔존부분을 제외한 나머지, 예컨대 제 2 포토레지스트패턴(34) 사이로 노출된 기판(12)이나 제 2 도금패턴(18) 중 적어도 하나를 따라 도금층을 형성하는바, 이로써 제 3 도금패턴(도 16의 20 참조)이 얻어진다.Next, as a plating step, plating is performed on the
다음은 스트립 단계로서, 도 16과 같이 적절한 화학약품을 사용해서 제 2 포토레지스트패턴(34)을 제거한다. 그 결과, 도 11 및 도 12에서 살펴본 제 1 응용예에 따름 금형(10)이 얻어지며, 적어도 일면이 금속으로 이루어진 기판(12)과, 이러한 기판(12) 일면을 노출시키는 성형영역(16)을 정의하도록 상기 기판(12)의 일면에 형성된 제 1 도금패턴(14)과, 성형영역(16) 내에 위치하며 제 1 도금패턴(14)과 동일물질로 이루어진 제 2 도금패턴(18) 그리고 성형영역(16) 내에 위치하는 제 3 도금패턴(20)이 얻어진다.Next, as a stripping step, the
이후, 앞서의 도 9 및 도 10에서 살펴본 UV 경화수지도포 및 베이스플레이트(80)를 합착한 후 가압 및 경화시키는 단계가 이어지며, 베이스플레이트(80)와 UV 경화수지층(80)을 분리한 후 필요하다면 절단공정을 수행하여 복수의 압축성형물(60)을 얻을 수 있다.Subsequently, after the UV curable resin coating and the
제 2 2nd 응용예Application example
첨부된 도 17과 도 18은 각각 본 발명의 제 2 응용예에 따른 금형(10) 및 이를 통해 제조된 압축성형물(60)을 나타낸 분해사시도와 분해단면도이다. 이 역시 앞서와 동일한 역할을 하는 동일부분에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였다.17 and 18 are exploded perspective and exploded cross-sectional views, respectively, showing a
이들을 앞서 도 1 및 도 2와 비교할 경우, 금형(10)의 성형영역(16)에는 제 2 도금패턴(18)과 더불어 별도의 홀패턴(22)이 존재하며, 압축성형물(60)의 UV 경화수지층(61)에는 제 2 도금패턴(18)에 의한 제 1 패턴홀(62)과 함께 홀패턴(22)에 의한 별도의 돌기패턴(66)이 마련된다.1 and 2, in the forming
첨부된 도 19 내지 도 22는 본 발명의 제 2 응용예에 따른 금형(10)의 제조순서에 대한 공정단면도로서, 이들 역시 앞서 도 8에서 설명한 스트립 단계(st5)에 후속되며, 도 22 이후에는 도 9의 UV 경화수지도포 및 합착의 단계(st6)와 도 10의 가압 및 경화 단계(st7) 그리고 압축성형물(60)의 절단에 의한 분리공정(st8)이 차례로 이어질 수 있다. 이에 따라 앞서 살펴본 내용과 중복되는 설명은 생략하는 대신, 도 19에서부터 살펴본다.19 to 22 are process cross-sectional views of a manufacturing process of the
먼저, 도 8의 스트립 단계(st6)에 의해 도 1 및 도 2에 나타낸 금형(10)이 얻어진다.First, the
다음으로는 포토레지스트 도포단계로서, 도 19와 같이 기판(12) 일면에 포토레지스트를 도포해서 제 3 포토레지스트막(39)을 형성한다.Next, as a photoresist coating step, as shown in FIG. 19, a photoresist is coated on one surface of the
이때, 제 3 포토레지스트막(39)은 성형영역(16)을 비롯한 제 1 및 제 2 도금패턴(14,18) 전체를 덮으며, 포지티브 타입이나 네거티브 타입이 모두 가능하다.In this case, the
다음은 노광 및 현상단계로서, 도 20과 같이 제 3 포토레지스트막(39) 상부에 제 3 마스크(56)를 배치한 후 노광하고 현상해서 기판(12)과 제 2 도금패턴(18) 중 적어도 하나를 노출시키는 제 3 포토레지스트패턴(38)을 형성한다.Next, as an exposure and development step, as shown in FIG. 20, the
이때, 제 3 마스크(56)는 역시 빛을 투과시키는 제 3 투과부(58)와 빛을 차단하는 제 3 차단부(59)로 구분되며, 포토레지스트가 포지티브 타입이라는 전제하에 노광 및 현상단계를 진행하면, 제 3 투과부(58)에 대응되는 제 3 포토레지스트막(39)의 일부는 제거되어 하지의 제 2 도금패턴(18)이나 기판(12) 중 적어도 하나를 노출시킨다.In this case, the
다음은 식각단계로서, 도 21과 같이 제 3 포토레지스트패턴(38)이 형성된 기판(12)을 대상으로 식각을 실시하여 기판(12)이나 제 2 도금패턴(18) 중 적어도 하나를 식각한다. 이로써 홀패턴(22)이 얻어진다.Next, as an etching step, at least one of the
이때, 식각은 건식 또는 습식의 어느 방법이 사용되어도 무방하나 공정수율이나 설비 등을 고려해서 습식식각이 유리하며, 습식조건에 따라 홀패턴(22)의 깊 이가 결정된다.At this time, the etching may be any method of dry or wet, but wet etching is advantageous in consideration of process yield or equipment, and the depth of the
다음은 스트립 단계로서, 도 22와 같이 적절한 화학약품을 사용해서 제 3 포토레지스트패턴(38)을 제거한다. 그 결과 도 17 및 도 18에서 살펴본 제 2 응용예에 따름 금형(10)이 얻어지며, 적어도 일면이 금속으로 이루어진 기판(12)과, 이러한 기판(12) 일면을 노출시키는 성형영역(16)을 정의하도록 상기 기판(12)의 일면에 형성된 제 1 도금패턴(14)과, 성형영역(16) 내에 위치하며 제 1 도금패턴(14)과 동일물질로 이루어진 제 2 도금패턴(18) 그리고 성형영역(16) 내에 위치한 홀패턴(22)이 나타난다.Next, as a stripping step, the
이후, 앞서 도 9 및 도 10에서 살펴본 UV 경화수지도포 및 합착단계(st6)와 가압 및 경화단계(st7)가 이어지며, 베이스플레이트(80)를 UV 경화수지층(61)과 함께 분리한 후 절단공정을 후속해서 복수의 압축성형물(60)을 얻을 수 있는바, 이로써 도 17 및 도 18에서 살펴본 압축성형물(60)을 얻을 수 있다.Subsequently, the UV curable resin coating and bonding step (st6) and the pressurization and curing step (st7) described above with reference to FIGS. 9 and 10 are continued, and the
한편, 이상에서 살펴본 몇 가지 응용예 또한 본 발명의 여러 가지 실시예 중 일부 예시에 지나지 않으며, 필요하다면 별도의 포토리소그라피 공정과 도금 또는 식각공정을 거듭하여 보다 다양한 형태의 금형 및 압축성형물을 얻는 것도 가능함은 당업자에게는 자명한 사실일 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 사상은 앞서의 설명에 한정되지는 않으며, 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 모든 종류의 변형은 본 발명의 권리범위 내에 속한다 해야 할 것이다. On the other hand, some of the application examples described above are also only some examples of various embodiments of the present invention, if necessary, a separate photolithography process and plating or etching process is repeated to obtain more various molds and compression moldings The possibilities will be apparent to those skilled in the art. Therefore, the technical idea of the present invention is not limited to the above description, and all kinds of modifications without departing from the spirit of the present invention described in the following claims should be included within the scope of the present invention.
도 1과 도 2는 각각 본 발명에 따른 금형 및 이를 통해 제조된 압축성형물의 분해사시도와 분해단면도.1 and 2 are exploded perspective and exploded cross-sectional view of the mold according to the present invention and the compression molding produced therefrom, respectively.
도 3은 본 발명에 따른 금형제조 및 압축성형방법의 공정순서도.Figure 3 is a process flow chart of the mold manufacturing and compression molding method according to the present invention.
도 4 내지 도 11은 본 발명에 따른 금형제조 및 압축성형방법의 공정모식도.4 to 11 is a process schematic diagram of a mold manufacturing and compression molding method according to the present invention.
도 12와 도 13은 각각 본 발명의 제 1 응용예에 따른 금형 및 이를 통해 제조된 압축성형물의 분해사시도와 분해단면도.12 and 13 are exploded perspective and exploded cross-sectional view of the mold according to the first application example of the present invention and the compression molding produced therefrom, respectively.
도 14 내지 도 18은 본 발명의 제 1 응용예에 따른 금형제조방법의 공정모식도.14 to 18 is a process schematic diagram of a mold manufacturing method according to a first application example of the present invention.
도 19와 도 20은 각각 본 발명의 제 2 응용예에 따른 금형 및 이를 통해 제조된 압축성형물의 분해사시도와 분해단면도.19 and 20 are exploded perspective and exploded cross-sectional view, respectively, of a mold according to a second application of the present invention and the compression molding produced therefrom.
도 21 내지 도 24는 본 발명의 제 2 응용예에 따른 금형제조방법의 공정모식도.21 to 24 is a process schematic diagram of a mold manufacturing method according to a second application example of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 금형 12 : 기판10: mold 12: substrate
14,18,20 : 제 1 내지 제 3 도금패턴14,18,20: first to third plating patterns
16 : 성형영역 60 : 압축성형물16: molding area 60: compression molding
61 : UV 경화수지층 62 : 제 1 패턴홀61 UV
64 : 제 2 패턴홀64: second pattern hole
Claims (10)
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- 2007-09-21 KR KR1020070096442A patent/KR101041498B1/en not_active IP Right Cessation
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