KR101549006B1 - A production method and a manufacturing appartus for a stamper having a curved surface - Google Patents

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Abstract

본 발명은 곡면을 갖는 스탬퍼의 제작방법 및 곡면을 갖는 스탬퍼의 제작장치에 관한 것으로서, 곡면을 갖는 스탬퍼 제작시 미세패턴의 손상을 방지함은 물론, 복잡한 미세패턴이 형성된 스탬퍼를 얻을 수 있는 방법을 제공할 수 있는 발명에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a stamper having a curved surface and an apparatus for manufacturing a stamper having a curved surface, and more particularly, to a method for manufacturing a stamper having a curved surface, To an invention which can be provided.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 스탬퍼에 소정의 미세패턴을 형성하는 단계와;미세패턴이 형성된 평면을 갖는 스탬퍼를 압축하여 중간단계 곡면을 갖는 스탬퍼를 형성하는 제1차 성형단계와; 상기 제1차 성형단계에서 형성된 스탬퍼가 최종단계 곡면을 갖도록 상기 스탬퍼에 압력을 가하는 제2차 성형단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면을 갖는 스탬퍼의 제작방법을 제공하고 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a predetermined fine pattern on a stamper; compressing a stamper having a plane formed with fine patterns to form a stamper having an intermediate- And a second shaping step of applying pressure to the stamper so that the stamper formed in the first shaping step has a final step curved surface.

스탬퍼, 미세패턴, 중간단계곡면, 최종단계곡면, 프레스금형, 사출금형 Stamper, fine pattern, intermediate step surface, final step surface, press mold, injection mold

Description

곡면을 갖는 스탬퍼의 제작방법 및 제작장치{ A production method and a manufacturing appartus for a stamper having a curved surface}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a stamper having a curved surface and a stamper having a curved surface,

본 발명은 곡면을 갖는 스탬퍼의 제작방법 및 제작장치에 관한 것으로서, 상세하게는 평면을 갖는 스탬퍼에 소정의 압력을 가하여 곡면을 갖는 스탬퍼로 변형시키되, 그 변형이 신속하고도 용이하게 수행될 수 있도록 하는 발명에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing a stamper having a curved surface and an apparatus for manufacturing the stamper. More particularly, the present invention relates to a stamper having a curved surface by applying a predetermined pressure to a stamper having a flat surface, Lt; / RTI >

현대의 정밀 가공기술, 예를 들어 MEMS(Micro Electro Mechanical System)와 같은 기술의 발달과 더불어 미세패턴이 형성된 스탬퍼를 이용하여 다양한 형태의 미세사출물이 제작되고 있으며, 이러한 미세사출물들은 우주항공기술이나 정밀의료기기등에 널리 적용되고 있다. In addition to the development of modern precision machining technologies such as MEMS (Micro Electro Mechanical System), various types of microemulsions are manufactured by using a stamper formed with fine patterns. These microemulsions are used in aerospace technology, Medical devices and the like.

소정의 제품에 원하는 미세패턴을 형성시키기 위해서는 그러한 패턴을 구비하는 스탬퍼를 이용하여 제작하는 것이 일반적이다. Generally, in order to form a desired fine pattern on a predetermined product, a stamper having such a pattern is used.

보통 그런데 보통 이러한 스탬퍼를 제작하기 위한 마스터 패턴이 형성되는 기판은 평면인 경우가 대부분이므로, 이러한 기판위에서 제작되는 스탬퍼의 면도 평면일 수 밖에 없다. Usually, the substrate on which the master pattern for fabricating such a stamper is formed is mostly planar, and therefore the surface of the stamper produced on such a substrate is inevitably a flat surface.

그러나, 최근에 들어서 초정밀 가공기술에 있어서, 곡면에 미세패턴을 갖는 사출물에 대한 수요가 증대되는 경향이 있는데, 상술한 평면 스탬퍼로서는 그러한 곡면에 배치된 미세패턴을 구현하는데 어려움이 있었다.However, recently, in the ultra-precision processing technology, there is a tendency that the demand for an injection molded article having a fine pattern on a curved surface tends to increase. However, as the above-mentioned flat stamper, it has been difficult to realize a fine pattern arranged on such a curved surface.

또한, 평면을 갖는 스탬퍼를 변형시켜 곡면을 갖는 스탬퍼를 구현한다고 하더라도, 스탬퍼에 형성된 미세패턴의 손상이 발생할 수 있다는 문제점이 있으며, 곡면을 갖는 스탬퍼의 곡면부분의 곡률이 불균일하게 된다는 문제점도 있었다. Further, even if a stamper having a curved surface is implemented by deforming a stamper having a flat surface, there is a problem that a fine pattern formed on the stamper may be damaged, and the curvature of a curved portion of the stamper having a curved surface is uneven.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 마련된 것으로서, 스탬퍼의 패턴을 손상시키지 않으면서도 용이하고도 신속하게 곡면을 갖는 스탬퍼를 생산할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a stamper having a curved surface easily and rapidly without damaging the pattern of the stamper.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 스탬퍼에 소정의 미세패턴을 형성하는 단계와; 미세패턴이 형성된 평면을 갖는 스탬퍼를 압축하여 중간단계 곡면을 갖는 스탬퍼를 형성하는 제1차 성형단계와; 상기 제1차 성형단계에서 형성된 스탬퍼가 최종단계 곡면을 갖도록 상기 스탬퍼에 압력을 가하는 제2차 성형단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면을 갖는 스탬퍼의 제작방법을 제공한다. To achieve these objects and other advantages and in accordance with the purpose of the invention, as embodied and broadly described herein, A first molding step of compressing a stamper having a plane in which a fine pattern is formed to form a stamper having an intermediate-stage curved surface; And a second shaping step of applying pressure to the stamper so that the stamper formed in the first shaping step has a final step curved surface.

또한, 제1차 성형단계는 상기 스탬퍼의 미세패턴의 손상을 방지하기 위하여 상기 미세패턴이 수용되는 소정의 캐비티를 포함하는 프레스금형의 압축작용에 의하여 수행되는 것을 특징으로 한다. The first molding step is performed by a compression action of a press mold including a predetermined cavity in which the fine pattern is received in order to prevent damage to the fine pattern of the stamper.

상기 제1차 성형단계에 사용되는 프레스금형은 상기 중간단계 곡면형태의 제1 캐비티를 구비하며 상기 평면을 갖는 스탬퍼가 안착되는 제1프레스금형과;Wherein the press mold used in the first molding step includes a first press mold having the first cavity having the intermediate curved surface shape and on which the stamper having the plane is seated;

상기 제1프레스금형과 이격되어 배치되며 상기 제1캐비티로 삽입되는 돌출부 및 상기 돌출부에 형성되어 제1차 성형시 상기 스탬퍼의 미세패턴이 수용되어 보호되는 제2캐비티를 포함하는 제2프레스금형을 포함하되,A second press mold disposed at a distance from the first press mold and including a protrusion inserted into the first cavity and a second cavity formed in the protrusion to receive and protect the fine pattern of the stamper during the first molding, Including,

상기 제1차 성형단계는 상기 제2프레스금형을 상기 제1프레스금형방향으로 이동시킴으로써 상기 미세패턴이 형성되는 스탬퍼부분이 상기 제1차 캐비티에 대응되는 중간단계곡면형태로 변형되도록 하는 것을 특징으로 한다.Wherein the first molding step causes the second press die to move in the first press die direction so that the stamper part in which the fine pattern is formed is deformed into an intermediate step curved surface shape corresponding to the first cavity, do.

상기 제1차 성형단계는 상기 제2프레스금형의 돌출부가 상기 제1프레스 금형의 제1캐비티에 삽입된 후 상기 돌출부와 상기 제1캐비티의 내벽면 사이의 거리가 상기 곡면을 갖는 스탬퍼의 두께에 대응되는 상태가 되면 완료되는 것을 특징으로 한다.The first molding step may be such that the distance between the protrusion and the inner wall surface of the first cavity after the protrusion of the second press die is inserted into the first cavity of the first press die is smaller than the thickness of the stamper having the curved surface And is completed when a corresponding state is reached.

상기 제2차 성형단계는 상기 최종단계곡면에 대응되는 형상이 형성된 금형에 제1차 성형단계를 거친 중간단계곡면을 갖는 스탬퍼를 장착하는 단계와;Wherein the second forming step includes the steps of: mounting a stamper having a intermediate curved surface through a first molding step on a mold having a shape corresponding to the final step curved surface;

상기 최종단계곡면이 형성된 금형에 소정의 유체를 사출시켜 상기 중간단계곡면이 상기 최종단계곡면으로 변형되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.And injecting a predetermined fluid into the mold having the final-stage curved surface so that the intermediate-stage curved surface is deformed into the final-stage curved surface.

한편, 상기 제2차 성형단계에 사용되는 금형은 상기 최종단계곡면에 대응되는 형상이 형성되는 제1사출캐비티를 구비하는 제1사출금형과;Meanwhile, the mold used in the second molding step may include a first injection mold having a first injection cavity in which a shape corresponding to the final-stage curved surface is formed;

상기 제1사출금형의 제1사출캐비티와 함께 상기 유체의 이동을 안내하는 유체유동통로를 형성하는 제2사출캐비티를 구비하는 제2사출금형을 포함하되,A second injection mold having a first injection cavity of the first injection mold and a second injection cavity forming a fluid flow passage for guiding the movement of the fluid together with the first injection cavity of the first injection mold,

상기 제2차 성형단계는 상기 제1사출금형에 상기 제1차 성형단계에서 형성된 곡면을 갖는 스탬퍼를 장착하는 단계와;Wherein the second molding step comprises: mounting a stamper having a curved surface formed in the first molding step on the first injection mold;

상기 제1사출금형과 상기 제2사출금형을 밀착시켜 제1사출캐비티와 제2사출캐비티에 의하여 유체유동통로를 형성하는 단계와;Forming a fluid flow passage by a first injection cavity and a second injection cavity by bringing the first injection mold and the second injection mold into close contact with each other;

상기 유체유동통로 방향으로 유체를 분사하여 상기 중간단계곡면을 갖는 스 탬퍼가 상기 제1사출캐비티에 밀착되게 함으로서 최종단계곡면을 갖도록 변형시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. And deforming the stamper having the intermediate-stage curved surface so as to be in close contact with the first injection cavity by spraying a fluid in the direction of the fluid flow passage so as to have a final-stage curved surface.

상기 유체는 압축공기인 것을 특징으로 한다. And the fluid is compressed air.

또한 본 발명은 소정의 미세패턴을 구비하며 평면형태로 형성된 스탬퍼에 기계적인 힘을 가하여 중간단계 곡면을 갖는 스탬퍼로 변환하는 제1차 성형단계를 수행하는 프레스금형과;According to another aspect of the present invention, there is provided a press molding method, comprising: a press mold for performing a first molding step of converting a stamper formed into a flat shape into a stamper having an intermediate curved surface by applying a mechanical force to a predetermined fine pattern;

상기 프레스 금형에 의하여 변형되어 상기 중간단계곡면을 갖는 스탬퍼가 소정의 유체압력에 의하여 최종단계곡면을 갖도록 변형되는 제2차 성형단계를 수행하기 위한 압축공기가 주입되는 사출금형을 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면을 갖는 스탬퍼의 제작장치를 제공한다. And an injection mold for injecting compressed air for performing a second molding step in which the stamper deformed by the press mold and deformed to have a final stage curved surface by a predetermined fluid pressure is injected into the stamper. The present invention also provides an apparatus for manufacturing a stamper having a curved surface.

상기 프레스 금형은 상기 중간단계곡면에 대응되는 형상을 갖는 제1캐비티를 구비하며 상기 평면형태로 형성된 스탬퍼가 안착되는 제1프레스금형과;Wherein the press mold comprises: a first press mold having a first cavity having a shape corresponding to the intermediate-stage curved surface and on which a stamper formed in a planar shape is seated;

상기 제1프레스금형과 이격되어 배치되며 상기 제1캐비티로 삽입되는 돌출부 및 상기 돌출부 사이에 형성되어 제1차 성형시 상기 스탬퍼의 미세패턴이 수용되어 보호되는 제2캐비티를 포함하는 제2프레스금형을 포함하는 것을 특징으로 한다. A second press mold disposed between the first press mold and a protrusion inserted into the first cavity and a second cavity formed between the protrusions to receive and protect a fine pattern of the stamper during first molding, And a control unit.

상기 돌출부는 상기 제2캐비티를 둘러싸는 형태로 마련되어, 상기 제1차 성형단계 수행시 상기 미세패턴이 형성되지 않은 스탬퍼의 면과 접촉하는 것을 특징으로 한다. The protruding portion is provided so as to surround the second cavity and is in contact with the surface of the stamper on which the fine pattern is not formed during the first molding step.

상기 사출금형은 최종단계곡면에 대응되는 형상이 형성되는 제1사출캐비티를 구비하는 제1사출 금형과;Wherein the injection mold comprises: a first injection mold having a first injection cavity in which a shape corresponding to a final stage curved surface is formed;

상기 제1사출금형의 제1사출캐비티와 함께 상기 유체의 이동을 안내하는 유체유동통로를 형성하는 제2사출캐비티를 구비하는 제2사출금형을 포함하는 것을 특징으로 한다. And a second injection cavity for forming a fluid flow path for guiding the movement of the fluid together with the first injection cavity of the first injection mold.

상기 사출금형에 사용되는 유체는 압축공기인 것을 특징으로 한다. The fluid used in the injection mold is compressed air.

상기 제1사출금형은 상기 유체유동통로와 연결되어 상기 유체가 유입되는 유체유입구를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The first injection mold may further include a fluid inlet connected to the fluid flow passage to receive the fluid.

이와 같은 본 발명에 의하여 곡면을 갖는 스탬퍼가 신속하고도 용이하게 생산될 수 있으므로 곡면을 갖는 스탬퍼에 대한 생산성이 제고될 수 있는 효과를 기대할 수 있다.According to the present invention, since the stamper having a curved surface can be produced quickly and easily, the productivity of the stamper having a curved surface can be improved.

또한, 곡면을 갖는 스탬퍼 형성시 미세패턴을 보호하기 위한 별도의 캐비티를 형성함으로써 패턴부분의 변형을 방지하여 패턴의 정밀도가 보존될 수 있는 효과를 기대할 수 있다.Further, when forming the stamper having a curved surface, a separate cavity for protecting the fine pattern is formed, thereby preventing the deformation of the pattern portion and preserving the accuracy of the pattern.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 알아보기로 하겠다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도1에서는 미세패턴을 구비하는 스탬퍼를 제작하는 공정에 대하여 알아보기로 하겠다.1, a step of manufacturing a stamper having a fine pattern will be described.

도1(a)에서 개시된 바와 같이, 우선 원하는 패턴을 형성하기 위하여 소정의 평면기판(120)위에 감광액(130)을 도포한다. 그리고, 도1(b)에서 개시된 바와 같 이, 소정의 패턴이 그려진 마스크(140)를 상기 평면기판(120)위에 배치하고, 상기 마스크(140)의 상면 부분에서 노광을 시킨다. As shown in FIG. 1 (a), first, the photosensitive liquid 130 is applied on a predetermined plane substrate 120 to form a desired pattern. 1 (b), a mask 140 on which a predetermined pattern is drawn is placed on the flat substrate 120, and the upper surface portion of the mask 140 is exposed.

그렇게 되면, 도1(c)에서 도시한 것처럼, 상기 평면기판(120)의 상면에는 상기 마스크(140)에 프린트된 패턴에 대응되는 패턴(160)이 형성된다.1C, a pattern 160 corresponding to the pattern printed on the mask 140 is formed on the upper surface of the flat substrate 120. [

여기서 패턴(160)은 나노크기 또는 마이크로 크기의 미세패턴으로 구성되는 것이 바람직하다. Here, the pattern 160 is preferably composed of a nano-sized or micro-sized fine pattern.

그리고, 도2(a)에서 개시된 바와 같이, 스탬퍼 제작을 위해 필요한 도금을 위하여 기판(120)과 패턴(160) 위에 일정 두께의 금속 씨앗층(Seed layer)(170)를 도포한다. 2 (a), a metal seed layer 170 having a predetermined thickness is coated on the substrate 120 and the pattern 160 for plating necessary for manufacturing the stamper.

그리고, 도2(b)에서 개시된 바와 같이, 금속씨앗층(170)이 도포된 패턴 위에 미세패턴 위에 이들을 덮는 니켈(Ni)이나 구리(Cu)와 같은 사출물을 도금(electroforming)공정을 통하여 형성한다. 2 (b), an injection material such as nickel (Ni) or copper (Cu) that covers them on a fine pattern on the patterned metal seed layer 170 is formed through an electroforming process .

이후 도2(c)와 같이 그 도금사출물을 상기 기판으로부터 떼어내면 소정의 패턴을 스탬퍼(190)가 제작되는 것이다.Then, as shown in FIG. 2 (c), when the plating injection article is detached from the substrate, a predetermined pattern is formed on the stamper 190.

여기서 상기 스탬퍼(190)는 그 몸체를 구성하는 스탬퍼몸체부(190a)와, 그 스탬퍼 몸체부(190a)의 표면에 마련되어 상기 기판(120)의 패턴(160)이 모사되는 형태의 미세패턴(190b)과, 상기 미세패턴들 사이에 형성되는 소정의 공간부(190c)를 포함하고 있다.The stamper 190 includes a stamper body 190a constituting the body and a fine pattern 190b provided on the surface of the stamper body 190a to simulate the pattern 160 of the substrate 120 And a predetermined space 190c formed between the fine patterns.

이와 같은 공정을 LIGA(Lithographie, Galvanoformug, Abformung in German) 공정이라고 한다. This process is called LIGA (Lithographie, Galvanoformug, Abformung in German) process.

이와 같은 공정에 의하여 얻어진 스탬퍼에 곡면을 형성하는 과정에 대하여 알아보기로 하겠다.A process of forming a curved surface on the stamper obtained by such a process will be described.

여기서 곡면형성과정은 중간단계의 곡면을 형성하는 제1차 성형단계와, 최종단계 곡면을 형성하는 제2차 성형단계로 이루어진다.Here, the curved surface forming process includes a first forming step of forming an intermediate curved surface and a second forming step of forming a final curved surface.

이와 같이 두번의 성형단계로 나누어서 제작하는 이유는 다음과 같다. 즉, 한번의 과정으로 최종단계의 곡면을 형성하는 경우에는 외부의 물리적인 힘이 평면을 갖는 스탬퍼에 급격하게 가해짐으로써 스탬퍼의 파단이 발생하게 될 뿐더러 미세패턴이 형성된 부분이 손상될 가능성도 있다.The reasons for making the mold in two molding steps are as follows. That is, in the case of forming the curved surface of the final stage in a single process, the external physical force is suddenly applied to the flat stamper, resulting in the breakage of the stamper and the possibility of damage to the fine patterned portion .

따라서, 스탬퍼 형상의 순차적인 변형을 위하여, 중간단계곡면상태와 최종단계곡면상태로 나누어서 변형부분의 파단과 미세패턴의 손상을 방지하는 것이다. Therefore, in order to sequentially deform the stamper shape, it is divided into an intermediate-stage curved surface state and a final-stage curved surface state to prevent the deformation of the deformed portion and damage to the fine pattern.

우선 최종단계의 곡면을 얻기 이전에 중간단계의 곡면을 갖는 곡면을 갖는 스탬퍼를 제작하기 위하여 도3에서 도시한 바와 같이 소정의 미세패턴(190b)이 형성되는 상기 스탬퍼(190)를 소정의 프레스 금형(200)에 안착시킨다.3, the stamper 190, in which a predetermined fine pattern 190b is formed, is formed into a predetermined press mold (not shown) so as to manufacture a stamper having a curved surface having an intermediate-stage curved surface, (200).

여기서, 상기 프레스금형(200)은 중간단계곡면의 형상을 갖는 제1캐비티(213)를 구비하며 상기 평면을 갖는 스탬퍼가 안착되는 제1프레스 금형(210)과, 상기 제1프레스 금형(210)과 이격되어 배치되는 제2프레스 금형(230)을 포함한다.The press mold 200 includes a first press mold 210 having a first cavity 213 having an intermediate curved shape and on which a stamper having the plane is seated, And a second press mold 230 spaced apart from the first press mold 230.

여기서, 상기 제2프레스금형(230)은 상기 제1캐비티(213)로 삽입되는 돌출부(233)와, 상기 돌출부(233) 사이에 형성되어 제1차 성형시 상기 스탬퍼(190)의 미세패턴(190b)이 수용되어 보호되는 제2캐비티(236)를 포함하고 있다.The second press mold 230 is formed between the protrusion 233 inserted into the first cavity 213 and the protrusion 233 to form a fine pattern of the stamper 190 And a second cavity 236 in which the first and second cavities 190a and 190b are received and protected.

여기서, 상기 돌출부(233)의 테두리부는 제2캐비티(236)를 둘러싸는 형태로 마련된다. 그리고, 상기 돌출부(233)의 테두리부는 제1차 성형단계 수행시 상기 미세패턴(190b)이 형성되지 않은 스탬퍼(190)의 면과 접촉하는 것을 특징으로 한다. Here, the rim of the protrusion 233 is provided so as to surround the second cavity 236. The rim of the protrusion 233 is in contact with the surface of the stamper 190 on which the fine pattern 190b is not formed during the first molding step.

상기 돌출부(233)의 테두리부는 상기 제2캐비티(236)에 비하여 하방으로 더 돌출되는 형태를 취하고 있다.The rim of the protrusion 233 protrudes further downward than the second cavity 236.

제1차 성형단계 수행시 상기 돌출부(233) 및 상기 제2캐비티(236)가 상기 제1캐비티(213) 내에 들어갈 수 있도록, 상기 돌출부(233)의 폭은 상기 제1캐비티(213)의 폭보다 작게 형성되어야 한다. The width of the protrusion 233 may be greater than the width of the first cavity 213 so that the protrusion 233 and the second cavity 236 may enter the first cavity 213. [ .

그리고, 상기 돌출부(233)의 테두리부 사이에 형성되는 제2캐비티(236)의 폭은 상기 스탬퍼(190)에 형성된 미세패턴(190b)의 폭보다 넓어야 하고, 상기 제2캐비티(236)의 높이 또한 상기 미세패턴(190b)의 높이보다 높게 형성되어야 한다. The width of the second cavity 236 formed between the rim of the protrusion 233 should be greater than the width of the fine pattern 190b formed on the stamper 190 and the height of the second cavity 236 And must be higher than the height of the fine pattern 190b.

이는 상기 제2캐비티(236)에 상기 미세패턴(190b)이 수용되게 함으로서 상기 제1성형단계 수행시 상기 미세패턴(190b)이 손상되는 것을 방지하기 위함이다. This is to prevent the fine pattern 190b from being damaged during the first forming step by allowing the fine pattern 190b to be accommodated in the second cavity 236. [

한편, 상기 제1캐비티(213)의 하면은 상기 평면을 갖는 스탬퍼(190)에 성형되어야 할 중간단계 곡면에 대응되는 형상을 띠고 있다. Meanwhile, the lower surface of the first cavity 213 has a shape corresponding to an intermediate-stage curved surface to be formed in the stamper 190 having the plane.

따라서, 도4에서 도시한 바와 같이, 상기 제2프레스금형(230)이 하방으로 이동하고, 이에 따라 상기 제2프레스금형(230)의 돌출부(233)의 테두리부가 상기 평면을 갖는 스탬퍼(190)를 누르게 되면, 상기 미세패턴(190b)이 형성된 평면을 갖는 스탬퍼(190) 부분과 그 주위 부분이 상기 돌출부(233)와 함께 상기 제1캐비티(213) 내부로 들어간다.4, the second press die 230 moves downward, so that the rim of the protrusion 233 of the second press die 230 is pressed against the stamper 190 having the flat surface, The portion of the stamper 190 having a plane on which the fine pattern 190b is formed and the surrounding portion thereof enter the inside of the first cavity 213 together with the protrusion 233.

이에 따라 상기 스탬퍼(190)에서는 소성변형이 일어나고, 상기 스탬퍼(190)는 상기 제1캐비티(213)에 형성된 곡면과 동일한 중간단계 곡면을 갖는 곡면을 갖는 스탬퍼가 된다.Thus, plastic deformation occurs in the stamper 190, and the stamper 190 becomes a stamper having a curved surface having the same intermediate-stage curved surface as the curved surface formed in the first cavity 213.

여기서, 상기 스탬퍼(190)의 테두리부는 실질적인 수직상태로 절곡이 되고, 상기 미세패턴(190b)이 형성되어 있는 스탬퍼(190)의 중앙부는 상기 제1캐비티(213)에 형성된 곡면에 대응되는 중간단계곡면형태로 변형된다. The central portion of the stamper 190 having the fine pattern 190b formed thereon is folded in an intermediate stage corresponding to the curved surface formed in the first cavity 213, And is deformed into a curved surface shape.

상기 제1차 성형단계는 상기 제2프레스금형(230)의 돌출부(233)가 상기 제1캐비티(213)에 삽입된 후 상기 돌출부(233)의 테두리부의 단부와 상기 제1캐비티(213)의 내벽면 사이의 거리가 상기 스탬퍼(190)의 두께에 대응되는 상태가 되면 완료되는 것이 특징이다.The first molding step may be performed such that the protrusion 233 of the second press mold 230 is inserted into the first cavity 213 and then the end of the rim of the protrusion 233 and the end of the first cavity 213 And when the distance between the inner wall surfaces corresponds to the thickness of the stamper 190, the process is completed.

이는 제1차 성형단계 수행 중 스탬퍼(190)가 파손되거나 상기 스탬퍼(190)에 천공이 발생하는 것을 방지하기 위함이다. This is to prevent the stamper 190 from being broken or the stamper 190 from being punctured during the first molding step.

이와 같이 제1차 성형단계가 완료되고 상기 프레스 금형(200)으로부터 상기 스탬퍼(190b)를 꺼내면 도5에서 도시한 바와 같이 중간단계곡면을 구비한 스탬퍼가 형성되는 것이다.When the first molding step is completed and the stamper 190b is taken out of the press mold 200, a stamper having an intermediate curved surface is formed as shown in FIG.

상술한 바와 같이 제1차 성형단계가 완료되면 상기 스탬퍼(190)에는 테두리부에 소정의 절곡부(P)가 형성되고, 그 중앙부에는 중간단계곡면(C1)이 형성된다. As described above, when the first molding step is completed, the stamper 190 is formed with a predetermined folded portion P at the rim portion, and an intermediate curved surface C1 is formed at the center portion thereof.

그리고, 상기 중간단계곡면(C1) 부분에 상기 미세패턴(190b)이 위치한다. The fine pattern 190b is positioned on the intermediate curved surface C1.

이하에서는 스탬퍼(190)를 변형하여 상기 중간단계곡면(C1) 형태가 최종단계곡면(C2) 형태로 소성변형되는 제2차 성형단계과정에 대하여 알아보기로 하겠다. Hereinafter, the second molding step in which the stamper 190 is deformed to deform the intermediate-stage curved surface C1 into a final-stage curved surface C2 is described.

상기 제2차 성형단계에서는 소정의 유체를 이용하여 상기 스탬퍼(190)를 변형하는 과정을 거친다.In the second molding step, the stamper 190 is deformed using a predetermined fluid.

이를 위하여, 도6에서 도시한 바와 같이, 유체가 투입될 수 있는 사출금형(300)이 사용된다.For this purpose, as shown in FIG. 6, an injection mold 300 into which a fluid can be injected is used.

상기 사출금형(300)의 구성을 보면 최종단계곡면(C2)이 형성되는 제1사출캐비티(313)를 구비하는 제1사출금형(310)과, 상기 제1사출캐비티(313)와 함께 상기 유체의 이동을 안내하는 유체유동통로(316)를 형성하는 제2사출캐비티(333)를 구비하는 제2사출금형(330)을 포함하는 것을 특징으로 한다. The structure of the injection mold 300 includes a first injection mold 310 having a first injection cavity 313 in which a final stage curved surface C2 is formed and a second injection mold 310 having a first injection cavity 313, And a second injection cavity (333) forming a fluid flow passage (316) for guiding movement of the second injection mold (330).

상기 제1사출금형(310)에는 상기 유체가 유입될 수 있는 유체유입구(318)가 형성되어 있다.The first injection mold 310 has a fluid inlet 318 into which the fluid can flow.

상기 유체유입구(318)는 상기 제1사출금형(310)과 제2사출금형(330)이 상호 부착되어 상기 제1,2사출캐비티(313,333)에 의하여 밀폐된 유체유동통로(316)가 형성되는 경우, 상기 유체유동통로(316)와 연통되어 상기 유체유동통로(316) 방향으로 상기 스탬퍼(190)를 변형시키기 위한 유체를 안내하는 역할을 한다.  The fluid inlet 318 is formed by the first injection mold 310 and the second injection mold 330 being attached to each other to form a fluid flow passage 316 sealed by the first and second injection cavities 313 and 333 And serves to guide the fluid for communicating with the fluid flow passage 316 and deforming the stamper 190 in the direction of the fluid flow passage 316.

상기 제1사출금형(310)과 상기 제2사출금형(330)이 이격된 상태에서 상기 제1사출금형(310)의 최종단계곡면(C2)이 형성되는 제1사출캐비티(313)에 상기 스탬퍼(190)를 안착시킨다.The first injection cavity 313 in which the final stage curved surface C2 of the first injection mold 310 is formed in a state where the first injection mold 310 and the second injection mold 330 are separated from each other, (190).

그리고, 도7에서 도시한 바와 같이, 상기 제1사출금형(310)과 상기 제2사출금형(330)을 밀착시키면, 상기 제1사출캐비티(310)와 상기 제2사출캐비티(330)가 밀폐된 유체유동통로(316)를 형성하고, 상기 유체유동통로(316)는 상기 유체유입 구(318)와 연통된다.7, when the first injection mold 310 and the second injection mold 330 are brought into close contact with each other, the first injection cavity 310 and the second injection cavity 330 are sealed , And the fluid flow passage (316) communicates with the fluid inlet (318).

이 상태에서 상기 유체유입구(318) 방향으로 유체(F)를 고압으로 분사하게 되면, 상기 유체(F)는 상기 유체유입구(316)와 상기 유체유동통로(316)로 이동하여 순식간에 상기 스탬퍼(190)에 압력을 가하여 이를 변형시키게 된다.When the fluid F is injected at a high pressure in the direction of the fluid inlet 318 in this state, the fluid F moves to the fluid inlet 316 and the fluid flow passage 316, 190 to deform it.

이에 따라서 상기 스탬퍼(190)는 상기 제1사출캐비티(313)에 형성된 최종단계곡면(C2)을 갖도록 변형이 되는 것이다. Accordingly, the stamper 190 is deformed to have a final-stage curved surface C2 formed in the first injection cavity 313.

상기 제2성형단계에서 사용되는 유체(F)는 압축공기인 것이 바람직하다. The fluid F used in the second molding step is preferably compressed air.

이후, 상기 유체(F)에 의한 상기 최종단계곡면(C2)을 갖는 스탬퍼(190)의 변형이 완료되면, 도8에서 도시한 바와 같이 상기 제1사출금형(310)과 상기 제2사출금형(330)을 이격시킨다.8, when the deformation of the stamper 190 having the final stage curved surface C2 by the fluid F is completed, the first injection mold 310 and the second injection mold 330).

이후, 상기 제1사출금형(310)에서 상기 스탬퍼(190)를 떼어내면 도9에서와 같은 최종단계곡면(C2)을 갖는 스탬퍼(190)가 얻어지게 된다. Thereafter, when the stamper 190 is detached from the first injection mold 310, a stamper 190 having a final-stage curved surface C2 as shown in Fig. 9 is obtained.

상기 스탬퍼(190)의 구성을 보면 그 테두리부에 형성되는 절곡부(P)와, 상기 절곡부 사이에 형성된 최종단계곡면(C2)을 포함하고 있다. 그리고, 상기 최종단계곡면에는 상기 미세패턴(190b)이 형성되어 있다. The stamper 190 includes a bent portion P formed at a rim portion thereof and a final stage curved surface C2 formed between the bent portion. The fine pattern 190b is formed on the final-stage curved surface.

이하에서는 이러한 곡면을 갖는 스탬퍼(190)를 이용하여 소정의 사출물을 제작하는 과정에 대하여 알아보기로 하겠다. Hereinafter, a process of manufacturing a predetermined injection product using the stamper 190 having such a curved surface will be described.

도10에서 개시된 바와 같이, 본 발명에 의한 최종단계곡면을 갖는 스탬퍼를 사용하는 사출장치(1)의 구성은 다음과 같다. As shown in Fig. 10, the construction of the injection apparatus 1 using the stamper having the final-stage curved surface according to the present invention is as follows.

우선 상기 사출장치에는 제1금형부(10)와, 제2금형부(20)를 포함하며, 상기 제1금형부(10) 내부에는 용융수지가 유입되는 공간을 형성하는 캐비티(11)가 형성된다.  First, the injection apparatus includes a first mold part 10 and a second mold part 20, and a cavity 11 for forming a space through which the molten resin flows into the first mold part 10 is formed do.

여기서 상기 제1금형부(10)의 내부에는 사출성형시 수지가 응고되지 않도록 제 1 히터(13)와 같은 가열장치 및 냉각수가 유동하는 냉각수 유로(12)가 내장되는 것이 바람직하다.In the first mold part 10, it is preferable that a heating device such as the first heater 13 and a cooling water flow path 12 through which the cooling water flows are built in to prevent the resin from solidifying during injection molding.

상기 제2금형부(20)는 그 내부에 상기 제2금형부(20)의 온도를 가열시킬 수 있는 제2히터(22)가 마련되어 있으며, 상기 제2히터(22)의 후방에는 상기 제2금형부(20)을 냉각시킬 수 있는 냉각금형(30)이 마련된다.The second mold part 20 is provided therein with a second heater 22 capable of heating the temperature of the second mold part 20 and the second heater 22 is provided at the rear of the second mold part 20, A cooling metal mold 30 capable of cooling the mold section 20 is provided.

상기 냉각금형(30)은 상기 제2금형부(20) 내부에 마련되는 별도의 수용부(25)에 이동가능하게 배치되며, 상기 수용부(25) 내부에는 상기 냉각금형(30)의 이동을 안내하는 가이드부재(40)가 마련된다.The cooling mold 30 is movably disposed in a separate accommodating portion 25 provided inside the second mold portion 20 and the movement of the cooling mold 30 is accommodated in the accommodating portion 25 A guide member 40 is provided.

상기 냉각금형(30)과 상기 제2금형부(20)에는 각각 전자석(35)과 영구자석(59)이 배치되는데, 이와 같이 전자석(35)과 영구자석(59)을 배치하고, 전자석(35)에 일정한 전류를 걸어주게 되면, 전자석(35)과 영구자석(59) 사이에 인력 또는 척력이 발생하게 되며, 인력이 발생하게 되면, 냉각금형(30)과 제2금형부(20)가 접하게 되며, 상기 제2금형부(20)가 냉각된다. The electromagnet 35 and the permanent magnet 59 are disposed in the cooling metal mold 30 and the second metal mold 20, respectively. The electromagnet 35 and the permanent magnet 59 are disposed in this manner, An attractive force or a repulsive force is generated between the electromagnet 35 and the permanent magnet 59. When the attraction is generated, the cooling metal mold 30 and the second metal mold 20 are brought into contact with each other And the second mold portion 20 is cooled.

상기 냉각금형(30) 내부에는 냉각수가 흐를 수 있는 냉각수 유로(33)가 마련되어, 제2금형부(20)의 냉각이 필요한 경우 상기 냉각수 유로(33)로 냉각수를 유입시키면 제2금형부(20) 및 상기 제2금형부(20)에 장착되는 상기 스탬퍼(190)의 온도가 급속도로 냉각된다. A cooling water flow path 33 through which cooling water can flow is provided in the cooling metal mold 30. When cooling of the second metal mold part 20 is required, cooling water flows into the cooling water flow path 33, And the temperature of the stamper 190 mounted on the second mold part 20 are rapidly cooled.

이로 인하여 상기 제1,2금형부(10,20) 내부에 충진되는 수지가 응고되어 성형물이 형성되는 것이다. As a result, the resin to be filled in the first and second mold parts 10 and 20 solidifies to form a molded product.

상기 제1금형부(10)의 일측에는 상기 제1금형부(10)를 지지하는 제1금형지지블록(58)이 마련되고, 상기 제1금형지지블록(58)과 일정간격 이격된 부분에는 상기 제2금형부(20)를 지지하는 제2금형지지블록(60)이 마련된다.A first mold supporting block 58 for supporting the first mold portion 10 is provided on one side of the first mold portion 10 and a second mold supporting block 58 for holding the first mold supporting portion 58 A second mold supporting block 60 for supporting the second mold part 20 is provided.

상기 제2금형부(20)의 후방에는 상기 제2금형지지블록(60)에서 돌출되어 상기 제2금형부(20)를 상기 제1금형부(10)로 이동시키거나 제1금형부(10)로부터 이격시키는 금형이동부(38)가 마련된다. The second mold support block 60 protrudes from the rear of the second mold part 20 to move the second mold part 20 to the first mold part 10 or to move the first mold part 10 The mold moving portion 38 is provided.

상기 제1금형지지블록(58)의 일측에는 용융수지를 상기 제1금형부(10) 방향으로 이동시키는 수지공급장치(80)가 마련되고, 상기 수지공급장치의 상부에는 용융수지가 수용되는 호퍼(70)가 마련된다.A resin supply device (80) for moving the molten resin in the direction of the first mold part (10) is provided at one side of the first mold support block (58), and a hopper (70).

이때, 상기 호퍼(70)의 출구 부분에서 상기 제1금형부(10)까지 용융수지를 안내하도록 상기 수지공급장치(80)와 상기 제1금형지지블록(60) 및 상기 제1금형부(10)를 관통하는 수지유로(82)가 마련되며 수지유로(82)에는 용융수지를 제1금형부(10)로 급속하게 이동시키는 스크류(83)가 배치되는 것이 바람직하다. At this time, the resin supply device 80, the first mold supporting block 60 and the first mold part 10 (10) are arranged to guide the molten resin from the outlet part of the hopper 70 to the first mold part 10, And a screw 83 for rapidly moving the molten resin to the first mold part 10 is disposed in the resin flow path 82. [

그리고, 상기 제1,2금형지지블록(58,60) 및 상기 수지공급장치(80)의 하부에는 이들을 지지하는 베이스블록(84)이 마련된다. A base block 84 for supporting the first and second mold support blocks 58 and 60 and the resin supply device 80 is provided below the first and second mold support blocks 58 and 60.

한편, 상기 제2금형부(20)의 일측에는 상기 스탬퍼(190)가 장착될 수 있는 스탬퍼 부착부(23)가 마련되며, 상기 스탬퍼 부착부(23)의 후방에는 스탬퍼(190)를 진공흡착방법으로 흡착할 수 있도록 흡착공간(24)이 마련된다.On the other hand, a stamper attaching portion 23 to which the stamper 190 can be mounted is provided on one side of the second mold portion 20. A stamper 190 is vacuum-sucked to the rear side of the stamper attaching portion 23 The adsorption space 24 is provided so that it can be adsorbed by the adsorption method.

그리고, 상기 흡착공간(24)의 일측에는 상기 진공이 형성되도록 소정의 컴프레셔(미도시)와 연결되는 진공유로(24a)가 마련된다. A vacuum passage 24a connected to a predetermined compressor (not shown) is formed at one side of the adsorption space 24 so that the vacuum is formed.

한편, 상기 스탬퍼 부착부(23)의 근처에는 상기 곡면을 갖는 스탬퍼(190)를 고정시킬 수 있는 고정클램프(26)가 마련되어 있다. On the other hand, a stationary clamp 26 for fixing the stamper 190 having the curved surface is provided near the stamper attaching portion 23.

본 도면에서 스탬퍼의 미세패턴(190b)은 이를 명확하게 나타내기 위하여 크게 그렸으나, 실제적으로는 육안으로는 식별되지 않는다. In this drawing, the fine pattern 190b of the stamper is largely drawn to clearly show it, but is not actually recognized by the naked eye.

상기 스탬퍼(190)는 일반적으로 니켈 등과 같은 금속재료로 구성되기 때문에 사출성형시 사용되는 용융수지보다 그 표면온도가 현저하게 낮은 것이 일반적이다. Since the stamper 190 is generally made of a metal material such as nickel or the like, the surface temperature of the stamper 190 is generally lower than that of a molten resin used in injection molding.

따라서, 상대적으로 낮은 온도의 스탬퍼(190)와 높은 온도의 용융수지가 접촉하게 되는 경우에, 미세패턴(190b)이 성형물에 완전하게 패터닝 되기 전에 굳어버리는 문제점이 있기 때문에 상기 스탬퍼(190)를 수지를 구성하는 중합체의 유리전이온도이상으로 유지해야할 필요성이 생긴다. Therefore, when the stamper 190 having a relatively low temperature and the molten resin having a high temperature come into contact with each other, there is a problem that the fine pattern 190b is hardened before being completely patterned on the molded product. It is necessary to maintain the temperature at or above the glass transition temperature of the polymer constituting the polymer.

여기서 유리전이온도란 고분자 물질이 온도에 의하여 활성을 가지며 움직이기 시작하는 시점을 의미하며, 유리전이 온도 이하가 되면 고분자의 수지가 고체상태가 되고 유리전이 온도 이상이 되면 고무와 같이 유동성이 있는 물질로 변하다가 궁극적으로 액상상태가 된다.Here, the glass transition temperature means the time when the polymer material is activated by temperature and begins to move. When the glass transition temperature is below the glass transition temperature, the resin of the polymer becomes a solid state. If the glass transition temperature is above the glass transition temperature, And ultimately becomes liquid.

따라서, 액상상태의 수지가 상기 스탬퍼(190)와 접촉함으로서 그 수지에 의하여 형성되는 사출물에 스탬퍼에 형성된 미세패턴과 동일한 패턴이 정확하게 형성되기 위해서는 수지의 액상상태가 소정시간동안 유지되어야 한다. Accordingly, in order for the resin in the liquid state to contact the stamper 190, the liquid phase state of the resin must be maintained for a predetermined time in order to accurately form the same pattern as the fine pattern formed on the stamper in the molded article formed by the resin.

따라서, 그 시간동안에는 상기 스탬퍼의 표면온도가 유리전이온도 상태가 되어야 하는 것이다.Therefore, during this time, the surface temperature of the stamper must be in the glass transition temperature state.

한편, 상기 사출장치의 베이스블록(84) 부분에는 온도제어장치(85)가 마련된다.On the other hand, a temperature control device 85 is provided in the base block 84 of the injection apparatus.

특히, 상기 제2금형부(20)에 마련되는 냉각금형(30) 및 제2히터(22)는 상기 스탬퍼(9)의 급속가열 및 급속냉각을 수행하는 것이 주목적이므로, 상기 온도제어장치(85)는 상기 스탬퍼(190) 표면의 급속온도 조절을 위주로 그 역할을 수행하게 되는 것이다. Particularly, since the cooling metal mold 30 and the second heater 22 provided in the second mold part 20 are mainly used for rapid heating and rapid cooling of the stamper 9, the temperature control device 85 Serves to control the rapid temperature of the surface of the stamper 190.

이하에서는 상기 스탬퍼(190)를 이용하여 그러한 미세패턴이 전사되어야 하는 사출물을 사출성형하는 경우에 대하여 알아보기로 하겠다.Hereinafter, a case where the injection molding is to be injection-molded such that the fine pattern is transferred using the stamper 190 will be described.

도10에서 개시된 바와 같이, 우선 상기 미세패턴(190b)이 형성되는 스탬퍼(190)를 상기 제2금형부(20)의 스탬퍼 부착부(23)에 장착한다.10, the stamper 190 on which the fine pattern 190b is formed is first mounted on the stamper attaching portion 23 of the second mold portion 20. Then, as shown in FIG.

그리고, 상기 컴프레셔(미도시)를 구동시키면, 상기 진공공간(24)에 진공상태가 형성되어 상기 스탬퍼(190)가 상기 제2금형부(20)에 고정된다.When the compressor (not shown) is driven, a vacuum state is formed in the vacuum space 24, and the stamper 190 is fixed to the second mold part 20.

그리고 상기 고정클램프(26)을 움직여 상기 스탬퍼(190)의 단부를 고정시켜 상기 스탬퍼(190)의 위치가 변경되지 않도록 한다. The fixed clamp 26 is moved to fix the end of the stamper 190 so that the position of the stamper 190 is not changed.

그 후, 별도의 조작버튼을 입력하여 상기 스탬퍼(190)의 표면온도와 상기 제1,2금형부(10,20)가 일정온도 이상이 되도록 명령하면, 상기 제1,2 히터부(13,22)에 전류가 흘러 열저항에 의하여 상기 제1,2금형부(10,20)가 가열되고, 아울러 상기 스탬퍼(190) 또한 가열되어 일정온도 이상이 된다. Thereafter, when a separate operation button is input to command the surface temperature of the stamper 190 and the first and second mold parts 10 and 20 to be equal to or higher than a predetermined temperature, the first and second heater parts 13, 22, the first and second mold parts 10, 20 are heated by the thermal resistance, and the stamper 190 is also heated to a predetermined temperature or higher.

상기 스탬퍼(190)가 일정한 온도, 예를 들면 유리전이온도까지 도달하는 시간은 히터가 작동된 직후부터 1분 정도 소요되는 것이 보통이다. The time for the stamper 190 to reach a certain temperature, for example, the glass transition temperature, usually takes about one minute from immediately after the heater is operated.

이때, 상기 전자석(35)에는 일정한 전류가 흘러서 상기 영구자석(28)과 전자석 사이에 척력이 발생하기 때문에 상기 제2금형부(20)와 상기 냉각금형(30)이 이격상태를 유지하게 된다. At this time, since a constant current flows in the electromagnet 35, a repulsive force is generated between the permanent magnet 28 and the electromagnet, so that the second mold section 20 and the cooling mold 30 are kept apart from each other.

이와 같이 제2금형부(20)와 상기 냉각금형(30)이 이격상태를 유지하고, 상기 제1,2금형부(10,20)과 상기 스탬퍼(9)가 가열된 상태를 유지하면서, 도10에서 개시된 바와 같이, 상기 제2금형부(20)가 상기 제1금형부(10) 방향으로 이동하여 양자가 결착하게 되면, 상기 제1금형부(10)와 상기 스탬퍼(190) 사이에 사출물 형태의 밀폐된 캐비티(11)가 형성된다.As the second mold portion 20 and the cooling mold 30 are kept apart from each other and the first and second mold portions 10 and 20 and the stamper 9 are kept heated, 10, when the second mold part 20 moves in the direction of the first mold part 10 and the two are bonded together, the first mold part 10 and the stamper 190 are pressed against each other, Shaped cavity 11 is formed.

도11에서 개시된 바와 같이, 상기 제1,2금형부(10,20)가 밀착되어 밀폐 캐비티(11)를 형성한 상태에서 상기 수지유로(82) 내의 상기 스크류(83)의 작동을 통하여 용융수지(R)가 상기 캐비티(11) 내부로 유입되어 상기 캐비티(11) 내부를 충진시키고, 상기 용융수지(R)는 상기 스탬퍼(190)의 미세패턴(190b)의 사이사이에 유입되어 상기 미세패턴(190b)을 그대로 모사하게 된다.11, the first and second mold parts 10 and 20 are closely contacted with each other to form the closed cavity 11, and through the operation of the screw 83 in the resin flow path 82, The molten resin R flows into the cavity 11 to fill the cavity 11 and the molten resin R flows into the space between the fine patterns 190b of the stamper 190, (190b).

이후, 상기 제1,2 히터(13,22)의 작동을 정지시키고, 상기 전자석(35)과 영구자석(59) 사이에 인력을 발생시키면, 상기 냉각금형(30)이 상기 제2금형부(20)에 접하게 된다. When the operation of the first and second heaters 13 and 22 is stopped and a force is generated between the electromagnet 35 and the permanent magnet 59, 20).

동시에 상기 냉각금형(30)의 냉각수 유로부(33)와 상기 제1금형부(10)의 냉각수유로부(12)에 냉각수가 유입되면 상기 제1,2금형부(10,20) 및 상기 스탬 퍼(190)가 냉각되고, 이에 따라서 상기 캐비티(11)에 충진된 수지가 고화된다.At the same time, when cooling water flows into the cooling water passage portion 33 of the cooling metal mold 30 and the cooling water flow passage portion 12 of the first metal mold portion 10, the first and second metal mold portions 10, The fins 190 are cooled, whereby the resin filled in the cavity 11 is solidified.

이후, 도12에서 개시된 바와 같이, 상기 제2금형부(20)를 상기 제1금형부(10)와 이격시키면 상기 개방된 캐비티(11)에는 상기 스탬퍼(190)의 미세패턴부(190b)가 패터닝된 고정의 사출물(700)이 얻어지게 되는 것이다.12, when the second mold part 20 is separated from the first mold part 10, the fine pattern part 190b of the stamper 190 is inserted into the opened cavity 11 The patterned fixed injection product 700 is obtained.

여기서, 상기 사출물(700)은 몸체부(700a)와, 상기 몸체부(700a)로부터 돌출되어 상호 이격되어 형성되는 미세패턴(700b)을 구비한다.The molded article 700 includes a body portion 700a and a fine pattern 700b protruding from the body portion 700a and spaced apart from each other.

이와 같이 상기 사출물(700)에 상기 미세패턴(700b)을 형성하는 이유는 상기 사출물(700)의 전방측에서 상기 사출물(700)방향으로 향하는 빛의 굴절 및 간섭현상을 일으킴으로써 상기 사출물(700)의 외면상에서 홀로그램효과를 구현하기 위함이다.The reason why the fine pattern 700b is formed on the molded article 700 is that it causes refraction and interference of light toward the molded article 700 from the front side of the molded article 700, In order to realize the hologram effect.

여기서, 상술한 빛의 간섭 및 굴절효과를 구현하기 위하여 상기 스탬퍼(190)의 미세패턴(190b)과 상기 사출물(700)의 미세패턴(700b) 간의 간격은 200nm~2μm 정도로 형성되는 것이 바람직하다. The distance between the fine pattern 190b of the stamper 190 and the fine pattern 700b of the injection molded article 700 may be about 200 nm to 2 μm in order to realize the light interference and refraction effect.

한편, 상기 스탬퍼(190) 미세패턴(190b)의 간격을 조절하여 상기 사출물(700)에 형성되는 미세패턴(700b)의 간격을 넓히거나 좁히면 빛의 경로가 바뀌게 된다.Meanwhile, when the spacing of the fine pattern 700b formed on the molded article 700 is widened or narrowed by adjusting the interval of the fine patterns 190b of the stamper 190, the light path is changed.

이에 따라 상기 사출물(700)의 미세패턴(700b)상에서 굴절 및 간섭되는 빛의 파장도 바뀌어 색상이 변하게 되는 것이다. Accordingly, the wavelength of the light refracted and interfered with on the fine pattern 700b of the injection molded article 700 is changed to change the color.

상술한 과정에 의한 사출물의 제작방법을 간략하게 설명하면 다음과 같다. 즉, 도13에서 도시한 바와 같이, 우선 사출성형을 위한 명령이 입력되면 제2금형부 에 마련된 진공공간에 진공상태가 형성되어 스탬퍼가 진공압착이 되는 동시에 고정클램프의 고정작용에 의하여 스탬퍼가 제2금형부에 고정된다(S100).A method of manufacturing an injection molding product by the above-described process will be briefly described below. 13, when a command for injection molding is first input, a vacuum state is formed in a vacuum space provided in the second mold part so that the stamper is vacuum-pressed, and at the same time, 2 mold portion (S100).

상기 제1금형을 제1히터를 이용하여 가열하고(S101), 한편 스탬퍼의 온도가 올라가도록 상기 온도조절장치가 구동되는데(S102) 이때 제2히터도 작동을 하여 상기 제2금형부와 상기 스탬퍼가 가열된다. The first mold is heated by using a first heater (S101), and the temperature controller is driven so that the temperature of the stamper is raised (S102). At this time, the second heater also operates so that the second mold portion and the stamper Is heated.

이때, 상기 냉각금형은 상기 제2금형과 이격된 상태를 유지하고 있어서, 상기 제2히터의 열이 상기 스탬퍼로 방해받지 않고 전달될 수 있도록 한다.At this time, the cooling mold is kept spaced apart from the second mold so that the heat of the second heater can be transmitted without being disturbed by the stamper.

그 상태에서 상기 제2금형부가 이동하여 상기 제1금형부와 결착되고(S103), 그 상태에서 상기 스탬퍼의 온도가 수지의 유리전이온도(Tg) 미만인지 확인하여 미만이라고 판단되면, 계속적으로 상기 스탬퍼로 열이 전달되도록 하고, 유리전이온도(Tg) 이상이라고 판단되면(S104), 온도조절장치를 정지시켜 상기 스탬퍼로의 열공급을 중단하고(S105) 수지를 캐비티 내부로 공급한다(S108).When the temperature of the stamper is less than the glass transition temperature (Tg) of the resin in the state, and it is judged that the temperature is less than the glass transition temperature (Tg) of the resin, If it is determined that the temperature is higher than the glass transition temperature (Tg) (S104), the temperature regulating device is stopped to stop the heat supply to the stamper (S105) and the resin is supplied into the cavity (S108).

이는 상기 스탬퍼로의 열공급이 중단되더라도 상기 스탬퍼에 남아있는 잔류열에 의하여 수지의 유동성이 확보되기 때문이고, 일반적으로 사출성형에 의하여 수지가 유입되고 고화되는 시간이 비교적 짧기 때문이다. This is because, even if the supply of heat to the stamper is stopped, the fluidity of the resin is secured by the residual heat remaining in the stamper, and the time for the resin to flow and solidify by injection molding is generally relatively short.

이후, 수지공급이 완료되었는지 여부를 판단하고(S109) 이후, 수지가 완전하게 충진되도록 공기를 추가적으로 공급하는 보압과정을 거친후(S110), 제1히터를 정지시키고(S112), 이후 상기 제1금형부와 제2금형부를 냉각한다(S114).Thereafter, it is determined whether or not the resin supply is completed (S109). Thereafter, the resin is subjected to a holding process of additionally supplying air so as to be completely filled (S110), then the first heater is stopped (S112) The mold section and the second mold section are cooled (S114).

여기서 제1금형부의 냉각은 상기 제1금형부에 마련된 냉각수 유로로 냉각수를 공급하여 이루어지고, 제2금형부 및 스탬퍼의 냉각은 상기 냉각수 유로가 마련 되는 상기 냉각금형이 상기 제2금형부와 접촉하여 이루어지게 된다.Wherein cooling of the first mold part is performed by supplying cooling water to the cooling water flow path provided in the first mold part, and cooling of the second mold part and the stamper is performed by cooling the cooling mold provided with the cooling water flow path in contact with the second mold part .

이후, 냉각이 일정정도 이루어졌다고 판단되면, 상기 제1금형부와 제2금형부를 분리한 뒤에(S116), 상기 미세패턴이 전사된 구조물을 상기 제1금형부에서 인출하면 사출공정이 완료된다(S118). Thereafter, if it is determined that cooling has been performed to a certain extent, the first mold portion and the second mold portion are separated (S116), and the injection process is completed when the structure transferred with the fine pattern is drawn out from the first mold portion S118).

도1과 도2는 본 발명에 사용되기 위한 평면을 갖는 스탬퍼를 제작하는 공정을 도시한 것이다.Figs. 1 and 2 show a step of manufacturing a stamper having a plane for use in the present invention.

도3와 도4는 중간단계곡면을 갖는 스탬퍼를 제작하는 공정을 도시한 것이다.FIGS. 3 and 4 show a process of manufacturing a stamper having an intermediate-stage curved surface.

도5는 중간단계곡면을 구비한 스탬퍼의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of a stamper having an intermediate-stage curved surface.

도6내지 도8은 최종단계곡면을 갖는 스탬퍼를 제작하는 공정을 도시한 것이다.Figs. 6 to 8 show a process of manufacturing a stamper having a final-stage curved surface.

도9는 최종단계곡면을 갖는 스탬퍼의 단면도이다. 9 is a sectional view of a stamper having a final-stage curved surface.

도10내지 도13은 상기 최종단계곡면을 갖는 스탬퍼 및 사출장치를 이용하여 소정의 사출물을 제작하는 과정을 도시한 것이다. FIGS. 10 to 13 illustrate a process of manufacturing a predetermined injection molding using the stamper having the final-stage curved surface and the injection apparatus.

도14는 소정의 사출물을 제작하는 제작흐름도를 도시한 것이다. Fig. 14 shows a production flow chart for producing a predetermined injection product.

< 도면의 주요부분에 대한 설명>DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

190: 스탬퍼 190b: 미세패턴190: stamper 190b: fine pattern

210: 제1프레스금형 230: 제2프레스금형210: first press die 230: second press die

213: 제1캐비티 236: 제2캐비티213: first cavity 236: second cavity

310: 제2사출금형 330: 제2사출금형310: second injection mold 330: second injection mold

Claims (13)

스탬퍼에 소정의 미세패턴을 형성하는 단계와;Forming a predetermined fine pattern on the stamper; 미세패턴이 형성된 평면을 갖는 스탬퍼를 압축하여 중간단계 곡면을 갖는 스탬퍼를 형성하는 제1차 성형단계와;A first molding step of compressing a stamper having a plane in which a fine pattern is formed to form a stamper having an intermediate-stage curved surface; 상기 제1차 성형단계에서 형성된 스탬퍼가 최종단계 곡면을 갖도록 상기 스탬퍼에 압력을 가하는 제2차 성형단계를 포함하고,And a second molding step of applying pressure to the stamper so that the stamper formed in the first molding step has a final step curved surface, 상기 제1차 성형단계는 상기 스탬퍼의 미세패턴의 손상을 방지하기 위하여 상기 미세패턴이 수용되는 소정의 캐비티를 포함하는 프레스금형의 압축작용에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 곡면을 갖는 스탬퍼의 제작방법. Wherein the first molding step is performed by a compression action of a press mold including a predetermined cavity in which the fine pattern is received to prevent damage to the fine pattern of the stamper. . 삭제delete 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1차 성형단계에 사용되는 프레스금형은 상기 중간단계 곡면형태의 제1 캐비티를 구비하며 상기 평면을 갖는 스탬퍼가 안착되는 제1프레스금형과;Wherein the press mold used in the first molding step includes a first press mold having the first cavity having the intermediate curved surface shape and on which the stamper having the plane is seated; 상기 제1프레스금형과 이격되어 배치되며 상기 제1캐비티로 삽입되는 돌출부 및 상기 돌출부에 형성되어 제1차 성형시 상기 스탬퍼의 미세패턴이 수용되어 보호되는 제2캐비티를 포함하는 제2프레스금형을 포함하되,A second press mold disposed at a distance from the first press mold and including a protrusion inserted into the first cavity and a second cavity formed in the protrusion to receive and protect the fine pattern of the stamper during the first molding, Including, 상기 제1차 성형단계는 상기 제2프레스금형을 상기 제1프레스금형 방향으로 이동시킴으로써 상기 미세패턴이 형성되는 스탬퍼부분이 상기 제1차 캐비티에 대응되는 중간단계곡면형태로 변형되도록 하는 것을 특징으로 하는 곡면을 갖는 스탬퍼의 제작방법. Wherein the first molding step causes the second press die to move in the first press die direction so that the stamper part in which the fine pattern is formed is deformed into an intermediate step curved surface shape corresponding to the first cavity, Of the stamper. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 제1차 성형단계는 상기 제2프레스금형의 돌출부가 상기 제1프레스 금형의 제1캐비티에 삽입된 후 상기 돌출부와 상기 제1캐비티의 내벽면 사이의 거리가 상기 곡면을 갖는 스탬퍼의 두께에 대응되는 상태가 되면 완료되는 것을 특징으로 하는 곡면을 갖는 스탬퍼의 제작방법. The first molding step may be such that the distance between the protrusion and the inner wall surface of the first cavity after the protrusion of the second press die is inserted into the first cavity of the first press die is smaller than the thickness of the stamper having the curved surface Wherein the step of completing the stamper is completed when the corresponding state is reached. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제2차 성형단계는 상기 최종단계곡면에 대응되는 형상이 형성된 금형에 제1차 성형단계를 거친 중간단계곡면을 갖는 스탬퍼를 장착하는 단계와;Wherein the second forming step includes the steps of: mounting a stamper having a intermediate curved surface through a first molding step on a mold having a shape corresponding to the final step curved surface; 상기 최종단계곡면이 형성된 금형에 소정의 유체를 사출시켜 상기 중간단계곡면이 상기 최종단계곡면으로 변형되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면을 갖는 스탬퍼의 제작방법.And injecting a predetermined fluid into the mold having the final-stage curved surface to deform the intermediate-stage curved surface to the final-stage curved surface. 제5항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 제2차 성형단계에 사용되는 금형은 상기 최종단계곡면에 대응되는 형상이 형성되는 제1사출캐비티를 구비하는 제1사출금형과;Wherein the mold used in the second molding step includes a first injection mold having a first injection cavity in which a shape corresponding to the final stage curved surface is formed; 상기 제1사출금형의 제1사출캐비티와 함께 상기 유체의 이동을 안내하는 유체유동통로를 형성하는 제2사출캐비티를 구비하는 제2사출금형을 포함하되,A second injection mold having a first injection cavity of the first injection mold and a second injection cavity forming a fluid flow passage for guiding the movement of the fluid together with the first injection cavity of the first injection mold, 상기 제2차 성형단계는 상기 제1사출금형에 상기 제1차 성형단계에서 형성된 곡면을 갖는 스탬퍼를 장착하는 단계와;Wherein the second molding step comprises: mounting a stamper having a curved surface formed in the first molding step on the first injection mold; 상기 제1사출금형과 상기 제2사출금형을 밀착시켜 제1사출캐비티와 제2사출캐비티에 의하여 유체유동통로를 형성하는 단계와;Forming a fluid flow passage by a first injection cavity and a second injection cavity by bringing the first injection mold and the second injection mold into close contact with each other; 상기 유체유동통로 방향으로 유체를 분사하여 상기 중간단계곡면을 갖는 스탬퍼가 상기 제1사출캐비티에 밀착되게 함으로서 최종단계곡면을 갖도록 변형시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면을 갖는 스탬퍼의 제작방법.And deforming the stamper so as to have a final stage curved surface by causing the stamper having the intermediate stage curved surface to adhere to the first injection cavity by injecting fluid in the direction of the fluid flow passage. 제5항 또는 제6항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 유체는 압축공기인 것을 특징으로 하는 곡면을 갖는 스탬퍼의 제작방법. Wherein the fluid is compressed air. 소정의 미세패턴을 구비하며 평면형태로 형성된 스탬퍼에 기계적인 힘을 가하여 중간단계곡면을 갖는 스탬퍼로 변환하는 제1차 성형단계를 수행하는 프레스금형과;A press mold for performing a first molding step of applying a mechanical force to a stamper having a predetermined fine pattern and formed in a planar shape and converting the stamper into a stamper having an intermediate curved surface; 상기 프레스 금형에 의하여 변형되어 상기 중간단계곡면을 갖는 스탬퍼가 소정의 유체압력에 의하여 최종단계곡면을 갖도록 변형되는 제2차 성형단계를 수행하기 위한 압축공기가 주입되는 사출금형을 포함하고,And an injection mold for injecting compressed air for performing a second molding step in which the stamper deformed by the press mold and deformed to have a final stage curved surface by a predetermined fluid pressure, 상기 사출금형은, 최종단계곡면에 대응되는 형상이 형성되는 제1사출캐비티를 구비하는 제1사출 금형과;The injection mold includes: a first injection mold having a first injection cavity in which a shape corresponding to a final-stage curved surface is formed; 상기 제1사출금형의 제1사출캐비티와 함께 상기 유체의 이동을 안내하는 유체유동통로를 형성하는 제2사출캐비티를 구비하는 제2사출금형을 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면을 갖는 스탬퍼의 제작장치. And a second injection cavity for forming a fluid flow passage for guiding the movement of the fluid together with the first injection cavity of the first injection mold. . 제8항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 프레스 금형은 상기 중간단계곡면에 대응되는 형상을 갖는 제1캐비티를 구비하며 상기 평면형태로 형성된 스탬퍼가 안착되는 제1프레스금형과;Wherein the press mold comprises: a first press mold having a first cavity having a shape corresponding to the intermediate-stage curved surface and on which a stamper formed in a planar shape is seated; 상기 제1프레스금형과 이격되어 배치되며 상기 제1캐비티로 삽입되는 돌출부 및 상기 돌출부 사이에 형성되어 제1차 성형시 상기 스탬퍼의 미세패턴이 수용되어 보호되는 제2캐비티를 포함하는 제2프레스금형을 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면을 갖는 스탬퍼의 제작장치. A second press mold disposed between the first press mold and a protrusion inserted into the first cavity and a second cavity formed between the protrusions to receive and protect the fine pattern of the stamper during first molding, Wherein the stamper has a curved surface. 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 돌출부는 상기 제2캐비티를 둘러싸는 형태로 마련되어, 상기 제1차 성형단계 수행시 상기 미세패턴이 형성되지 않은 스탬퍼의 면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 곡면을 갖는 스탬퍼의 제작장치. Wherein the protrusion is provided so as to surround the second cavity and is in contact with the surface of the stamper on which the fine pattern is not formed during the first molding step. 삭제delete 제8항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 사출금형에 사용되는 유체는 압축공기인 것을 특징으로 하는 곡면을 갖는 스탬퍼의 제작장치. Wherein the fluid used in the injection mold is compressed air. 제8항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 제1사출금형은 상기 유체유동통로와 연결되어 상기 유체가 유입되는 유체유입구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면을 갖는 스탬퍼의 제작장치. Wherein the first injection mold further includes a fluid inlet connected to the fluid flow passage and through which the fluid flows.
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