KR20080072298A - Pattern roll and method of forming light guide using pattern roll - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 엠보싱 방법에 사용되는 기존의 패턴 롤의 사용 상태를 나타내는 단면도1 is a cross-sectional view showing a state of use of a conventional pattern roll used in the embossing method
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 패턴 롤을 적용한 엠보싱 방법으로 제조되는 광도파로 제조과정을 나타내는 개략도Figure 2 is a schematic diagram showing a manufacturing process of the optical waveguide manufactured by the embossing method applying the pattern roll according to an embodiment of the present invention
도 3은 엠보싱 방법에 사용되는 본 발명의 일 구현예에 따른 패턴 롤의 사용 상태를 나타내는 단면도3 is a cross-sectional view showing a state of use of the pattern roll according to an embodiment of the present invention used in the embossing method
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 베이스 필름 11 : 1차 클래딩 물질10: base film 11: primary cladding material
12 : 코어 코팅액 13 : 패턴 롤12 core coating liquid 13 pattern roll
14 : 2차 클래딩 물질 15 : 탑 필름14: secondary cladding material 15: top film
16 : 메인 코팅 영역 17 : 서브 코팅 영역16: main coating area 17: sub coating area
18 : 메인 코어 구간 19 : 서브 코어 구간18: main core section 19: sub core section
20 : 롤 단부 영역20: roll end area
본 발명은 광도파로의 제조를 위한 패턴 롤과 이 패턴 롤을 이용하여 연속적으로 길이가 긴 광도파로를 생산성 있게 제조하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엠보싱 과정에서 코팅액을 수용할 수 있는 패턴 롤을 적용하여 잉여 코팅액이 옆으로 흘러나오는 것을 방지함으로써, 코팅액 오염으로 인해 공정이 중단되는 것을 막을 수 있고, 따라서 연속공정 확보에 따른 생산성을 높일 수 있는 패턴 롤 및 이것을 이용한 광도파로 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a pattern roll for manufacturing an optical waveguide and a method for producing a long optical waveguide continuously in length using the pattern roll, and more particularly, a pattern roll that can accommodate a coating liquid in an embossing process. By applying to prevent the excess coating liquid flows out to the side, it is possible to prevent the process is stopped due to the coating liquid contamination, and thus relates to a pattern roll and an optical waveguide manufacturing method using the same to increase the productivity according to the continuous process secured .
일반적으로 인쇄회로기판을 포함한 여러 종류의 전기적 배선을 이용한 정보의 전달수단은 20세기 전자시대를 이끌며 컴퓨터, 자동차, 휴대폰 등 대부분에 산업에 응용되고 있다. In general, information transmission means using various types of electrical wiring including printed circuit boards leads the electronic age of the 20th century and is applied to most industries such as computers, automobiles and mobile phones.
최근 인터넷 사용의 증가와 더불어 정보의 고속화와 대용량화가 진행되는 되고 있는데, 속도의 한계와 전기선로 간의 누화 특성 및 실장 밀도의 제약, 잡음(EMS;Electro Magnetic Susceptibility) 등의 문제를 해결할 수 있는 새로운 정보전달 수단을 필요로 하고 있다. Recently, with the increase of the Internet usage, information has been accelerated and the capacity has been increased, and new information that can solve problems such as speed limitations, crosstalk characteristics between electric lines, constraints on mounting density, and noise (EMS) There is a need for delivery.
이러한 요구에 따라 최근 전기적 배선의 한계를 극복하기 위하여 광 연결을 이용하는 방식이 많이 적용되고 있는 추세이다. In order to overcome the limitations of electrical wiring in recent years, a method of using an optical connection has been widely applied.
따라서, 전술한 바와 같이 전기적 배선의 한계를 극복하기 위하여 광도파로를 삽입한 인쇄회로기판에 대한 기술 개발이 급속히 발전하고 있다. Therefore, in order to overcome the limitations of electrical wiring as described above, the development of technology for a printed circuit board having an optical waveguide inserted therein has been rapidly developed.
특히, 차세대 고속 병렬 컴퓨터에 응용하거나 시스템 간의 정보 전달, 백 플랜에 광 연결을 이용하기 위해서는 긴 길이의 광도파로를 필요로 하고 있다. In particular, long-wavelength optical waveguides are required for applications in next-generation high-speed parallel computers, information transfer between systems, and optical connections for back plans.
보통 광도파로는 화영가수분해증착(FHD), 화학기상증착(PECVD) 등에 의해 실리카를 증착시키고 식각 공정을 수행하는 방법으로 제조된다. In general, an optical waveguide is manufactured by depositing silica and performing an etching process by chemical hydrodeposition (FHD), chemical vapor deposition (PECVD), or the like.
이러한 실리카 공정에 의한 광도파로 제조방법은 좋은 특성을 구현할 수는 있으나, 생산단가가 비싸고 제조 공정이 복잡하여 상업적 대량 생산에 적합하지 않을 뿐 아니라, 광도파로 길이도 포토 마스크 사이즈로 제한적일 수 밖에 없다. Although the optical waveguide manufacturing method using the silica process can realize good characteristics, the production cost is expensive and the manufacturing process is complicated, so it is not suitable for commercial mass production, and the optical waveguide length is limited to the photo mask size.
그래서 최근 폴리머를 이용한 광도파로 제조에 대한 연구가 활발하게 일어나고 있다. Therefore, research into the manufacture of optical waveguides using polymers has been actively conducted recently.
폴리머는 빠른 제작이 가능하고, 가격이 효율적이며, 높은 수율과 적은 광 손실을 가지고 있어 광도파로 재료에 적합하다고 할 수 있다. Polymers can be quickly manufactured, cost-effective, and have high yields and low light losses, making them suitable for optical waveguide materials.
폴리머를 이용하여 광도파로를 제작하는 대표적인 방식은 습식 식각 방식, 건식 식각 방식, 엠보싱 방식 등이 있다. Representative methods of manufacturing an optical waveguide using a polymer include a wet etching method, a dry etching method, and an embossing method.
각각은 장단점을 가지고 있으나 상업적인 대량생산 측면이나 포토 마스크 사이즈를 벗어나는 긴 길이의 광도파로 제조에는 한계를 가지고 있다. Each has advantages and disadvantages, but has limitations in the manufacture of long length optical waveguides beyond commercial mass production and photomask sizes.
이러한 방식으로 광도파로를 제조하기 위해서는 포토리소그라피를 위한 마스크나 엠보싱을 위한 마스터를 필요로 하는데, 이는 광도파로 제조에 있어 공정이 복잡해지거나 길이의 한계를 가질 수 밖에 없다. In order to manufacture an optical waveguide in this manner, a mask for photolithography or a master for embossing is required, which complicates the process or limits the length of the optical waveguide.
길이가 긴 광도파로를 제조하기 위해서는 그 만한 사이즈의 포토 마스크나 마스터를 필요로 한다. In order to manufacture a long optical waveguide, a photo mask or a master of that size is required.
하지만 큰 사이즈의 포토리소그라피 방식이 쉽지가 않고, 마스터를 제작하는 대표적인 방법인 리가공정이나, 포토레지스트 패터닝, 식각 방법, 전기 도금 방법들은 웨이퍼 사이즈를 벗어나는 긴 길이의 마스터를 제작하는데 어려움을 가지고 있다. However, the large size photolithography method is not easy, and the representative methods of manufacturing the master, the Riga process, the photoresist patterning, the etching method, and the electroplating method have difficulty in producing a long length master beyond the wafer size.
이를 해소하기 위하여, 도 1에 도시한 바와 같이, 연속적인 공정을 위하여 롤 타입의 마스터, 즉 패턴 롤(100)을 이용한 엠보싱 방법이 제시되고 있다. In order to solve this problem, as illustrated in FIG. 1, an embossing method using a roll-type master, that is, a
여기서, 미설명 부호 110은 베이스 필름이고, 120은 코어 코팅액을 나타낸다. Here,
하지만, 기존 롤 타입의 마스터를 사용한 엠보싱 방법의 경우 10um 이하로 코어 코팅하는 엠보싱 과정에서 엠보싱 후 남은 코어 코팅액이 옆으로 흘러 패턴 롤을 오염시키는 등 연속 공정을 방해하는 요인으로 작용하면서 생산성을 떨어뜨리는 문제가 있다. However, in the case of the embossing method using the conventional roll-type master, the core coating liquid remaining after embossing flows to the side during the embossing process of core coating to less than 10 μm, which contaminates the pattern roll and lowers productivity. there is a problem.
예를 들면, 코팅액 오염시 공정을 멈추고 중간 중간에 패턴 롤에 뭍은 코팅액을 제거해야 하므로, 전체적으로 효율성이 떨어지는 문제가 있다. For example, when coating liquid is contaminated, the process must be stopped and the coating liquid on the pattern roll must be removed in the middle, thereby reducing the overall efficiency.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 엠보싱 과정에서 코팅액을 수용할 수 있는 방식을 적용한 새로운 형태의 광도파로 제조시스템을 구현함으로써, 잉여 코팅액이 옆으로 흘러서 공정을 방해하는 요인을 제거할 수 있고, 따라서 연속공정을 가능하게 하여 생산성을 높일 수 있는 패턴 롤 및 이것을 이용한 광도파로 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention has been made in view of the above, by implementing a new type of optical waveguide manufacturing system applying a method that can accommodate the coating liquid in the embossing process, the excess coating liquid flows to the side to interfere with the process It is an object of the present invention to provide a pattern roll and a method for manufacturing an optical waveguide using the same, which can be removed and, thus, enable a continuous process to increase productivity.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 패턴 롤을 이용한 광도파로 제조방법은 베이스 필름에 1차 클래딩 물질을 도포한 후 자외선 경화시키는 제1단계와, 1차 클래딩 물질이 도포된 베이스 필름에 코어 코팅액을 도포한 후 패턴 롤을 이용하여 엠보싱한 다음 자외선 경화시키는 제2단계와, 코어 코팅액이 엠보싱된 베이스 필름에 2차 클래딩 물질을 도포한 후 탑 필름을 적층한 다음 자외선 경화시키는 제3단계를 포함하는 광도파로 제조방법에 있어서, 상기 제2단계는 코어를 성형하는 메인 코어 영역 이외의 영역에 코팅액을 수용할 수 있는 서브 코어 영역을 가지는 패턴 롤을 적용하여 실제 광이 도파되는 메인 코어 구간 이외의 구간에도 광이 도파되지 않는 서브 코어 구간이 형성되게 하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다. The optical waveguide manufacturing method using the pattern roll of the present invention for achieving the above object is a first step of applying ultraviolet curing after applying the primary cladding material to the base film, and the core coating liquid to the base film coated with the primary cladding material After applying the embossed using a pattern roll and then UV curing, and a second step of applying a secondary cladding material to the base film embossed core coating solution, and then laminating the top film and then UV curing In the optical waveguide manufacturing method, the second step is a section other than the main core section where actual light is guided by applying a pattern roll having a sub-core section capable of accommodating the coating liquid to a region other than the main core section for forming the core. Edo is characterized in that it comprises a step of forming a sub-core section is not guided light.
또한, 상기 제2단계에서는 패턴 롤의 서브 코어 영역을 메인 코어 영역 사이사이에 배치하여 실제 광이 도파되는 메인 코어 구간 사이사이에 광이 도파되지 않는 서브 코어 구간이 위치되게 하는 것을 특징으로 한다. In the second step, the sub core region of the pattern roll may be disposed between the main core regions such that the sub core region where light is not guided is positioned between the main core sections where actual light is guided.
또한, 상기 제2단계에서 형성되는 서브 코어 구간의 폭은 0.01~50mm인 것을 특징으로 한다. In addition, the width of the sub-core section formed in the second step is characterized in that the 0.01 ~ 50mm.
또한, 상기 제2단계에서 형성되는 메인 코어 구간 및 서브 코어 구간의 각 채널 수는 2~100개인 것을 특징으로 한다. In addition, the number of each channel of the main core section and the sub-core section formed in the second step is characterized in that 2 to 100.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광도파로 제조용 패턴 롤은 실 제 광이 도파되는 메인 코어 구간을 성형하는 메인 코어 영역 이외의 영역에 광이 도파되지 않는 서브 코어 구간을 성형하는 서브 코어 영역을 포함하는 것을 특징으로 한다. On the other hand, the optical waveguide manufacturing pattern roll of the present invention for achieving the above object is a sub-core region for forming a sub-core section in which light is not guided in a region other than the main core region for forming the main core section to which the actual light is guided Characterized in that it comprises a.
또한, 상기 서브 코어 영역은 메인 코어 영역 사이사이에 배치되거나, 또는 롤 단부 영역에 배치되는 것을 특징으로 한다. In addition, the sub-core region is characterized in that disposed between the main core region, or in the roll end region.
또한, 상기 서브 코어 영역의 폭은 0.01~50mm인 것을 특징으로 한다. In addition, the width of the sub-core region is characterized in that the 0.01 ~ 50mm.
또한, 상기 메인 코어 영역의 채널 수는 2~100개인 것을 특징으로 한다. In addition, the number of channels in the main core region is characterized in that 2 to 100.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 패턴 롤을 적용한 엠보싱 방법으로 제조되는 광도파로 제조과정을 나타내는 개략도이고, 도 3은 엠보싱 방법에 사용되는 본 발명의 일 구현예에 따른 패턴 롤의 사용 상태를 나타내는 단면도이다. Figure 2 is a schematic diagram showing a manufacturing process of the optical waveguide manufactured by the embossing method to which the pattern roll according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a state of use of the pattern roll according to an embodiment of the present invention used in the embossing method It is sectional drawing which shows.
도 2에 도시한 바와 같이, 여기서는 광도파로를 제조하는 전체적인 공정의 흐름을 보여준다. As shown in Fig. 2, the flow of the overall process of manufacturing the optical waveguide is shown here.
광도파로 제조공정은 크게 로워 클래딩 물질 코팅 공정, 코어 물질 패터닝 공정, 어퍼 클래딩 물질 코팅 공정으로 구분할 수 있다. The optical waveguide manufacturing process can be roughly divided into a lower cladding material coating process, a core material patterning process, and an upper cladding material coating process.
상기 로워 클래딩 코팅 공정은 언로드되는 베이스 필름(10)에 1차 클래딩 물질(11)을 도포한 후 자외선(UV) 조사를 통해 경화시키는 공정이며, 여기서 베이스 필름상에 1차 클래딩 물질이 적층된 형태가 만들어지게 된다. The lower cladding coating process is a process of applying a
상기 코어 물질 패터닝 공정은 베이스 필름(10)상에 적층 경화되어 있는 1차 클래딩 물질(11) 위에 코어 코팅액(12)을 도포한 후 소정의 패턴 롤, 즉 본 발명에 서 제공하는 패턴 롤(13)을 이용하여 엠보싱 방식으로 패턴을 구현하는 공정이며, 여기서 엠보싱되는 코어에 의해 광도파로가 만들어지게 된다. In the core material patterning process, the
예를 들면, 유리기판과 같은 투과 특성을 가지는 패턴 롤과 코어 코팅액, 즉 폴리머를 접촉시켜 엠보싱한 후, 폴리머가 투과 특성을 가지는 패턴 롤에 엠보싱 된 상태에서 패턴 롤 위에 자외선을 조사시켜 경화시킴으로써 소정의 패턴을 가지는 코어로 이루어진 광도파로가 만들어지게 된다. For example, a pattern roll having a transmissive property, such as a glass substrate, and a core coating liquid, i.e., a polymer are contacted and embossed, and then irradiated with ultraviolet rays on the pattern roll while the polymer is embossed on a pattern roll having a transmissive property, thereby curing a predetermined amount. An optical waveguide made of a core having a pattern of is formed.
상기 어퍼 클래딩 물질 코팅 공정은 베이스 필름(10)상에 차례로 적층(코팅) 경화된 1차 클래딩 물질(11) 및 코어 코팅액(12) 위에 2차 클래딩 물질(14)을 도포한 후 자외선(UV) 조사를 통해 경화시키는 공정이며, 여기서는 2차 클래딩 물질(14) 위에 탑 필름(15)까지 얹혀진 형태의 최종 POCB용 광도파로가 만들어지게 된다. In the upper cladding material coating process, after applying the
특히, 상기 코어 물질 패터닝 공정, 즉 코어 코팅액에 대한 엠보싱을 수행하는 공정은 소정의 패턴 롤을 적용하여 코어(실제 광이 도파하는 코어) 구간 이외의 구간에서도 코어(광이 도파하지 않는 코어)를 형성하여 줌으로써, 10um 이상의 두께로 코팅 후 엠보싱 방법 적용 후에도 남는 코어 코팅액이 발생하지 않아 연속 공정을 가능케 하는 과정을 포함한다. In particular, the core material patterning process, that is, the process of embossing the core coating liquid, applies a predetermined pattern roll to the core (core without light guide) even in a section other than the core (core where the actual light guides). By forming, after the coating to a thickness of 10um or more, the remaining core coating solution does not occur even after the embossing method is applied to include a process that enables a continuous process.
도 3에 도시한 바와 같이, 여기서는 베이스 필름(10)상의 코어 코팅액(12)이 패턴 롤(13)에 의해 엠보싱되는 개략적인 과정만을 보여준다. As shown in FIG. 3, only a schematic process is shown here in which the
베이스 필름(10)에 도포된 코어 코팅액(12)은 패턴 롤(13)에 의해 엠보싱된 후 자외선 경화되는 과정을 거치게 되는데, 이때 패턴 롤(13)에는 코어를 성형하는 메인 코어 영역(16)과 코팅액을 수용하는 서브 코어 영역(17)이 구비되며, 이러한 형태의 패턴 롤(13)이 적용됨에 따라 코어 코팅액(12)은 실제 광이 도파되는 메인 코어 구간(18)과 광이 도파되지 않는 서브 코어 구간(19)으로 엠보싱된다. The
여기서, 상기 서브 코어 구간(19)은 광도파를 위한 메인 코어 구간(18)을 성형하고 남은 여분의 코팅액이 모여져서 만들어지게 된 코어 구간을 의미하며, 제품에 적용시 이 부분은 광도파 부분으로 사용되지 않게 된다. Here, the
즉, 메인 코어 영역(16)과 서브 코어 영역(17)을 가지는 패턴 롤(13)을 사용하여 베이스 필름(10)상의 코어 코팅액(12)을 엠보싱하는 경우, 메인 코어 영역(16)에 의해 메인 코어 구간(18)이 성형되는 동시에 서브 코어 영역(17)으로는 잔여 코팅액이 수용되면서 서브 코어 구간(19)이 만들어지게 되고, 이렇게 서브 코어 구간으로 성형되는 부분에 의해 엠보싱 과정에서의 잉여 코팅액이 패턴 롤 바깥쪽으로 흘러 나가는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다. That is, when the
이때, 상기 서브 코어 영역(17)은 메인 코어 영역(16)의 사이사이 또는 양쪽 끝에 해당되는 롤 단부 영역(20) 등에 배치될 수 있으며, 이에 따라 실제 광이 도파되는 메인 코어 구간(18)의 사이사이나 양쪽 끝에 광이 도파되지 않는 서브 코어 구간(19)이 위치되는 엠보싱 형태를 구현할 수 있게 된다. At this time, the
또한, 상기 서브 코어 영역(19)의 폭은 코팅액이 옆으로 새지 않을 정도로 설계할 수 있으며, 보통 0.01~50mm 정도가 바람직하다. In addition, the width of the
예를 들면, 서브 코어 영역의 폭은 FOCB용 광도파로의 채널 수와 채널 간의 간격에 따라 결정될 수 있다. For example, the width of the sub core region may be determined according to the number of channels of the optical waveguide for FOCB and the distance between the channels.
보통 코어 코팅 면적과 FOCB용 광도파로의 패턴된 코어 면적의 비율을 계산하면, A(코어 코팅 면적)>B(패턴된 코어 면적)이 되어 잉여액이 발생하는데, 본 발명에서는 서브 코어를 A(코어 코팅 면적)≤B(패턴된 코어 면적)+C(패턴된 서브 코어 면적)이 되도록 설계함으로써, 잉여액이 발생하지 않도록 할 수 있다. When calculating the ratio of the core coating area and the patterned core area of the optical waveguide for FOCB, A (core coating area)> B (patterned core area) is generated and a surplus is generated. By designing such that the core coating area) ≦ B (patterned core area) + C (patterned sub core area), it is possible to prevent excess liquid from occurring.
또한, 결정된 서브 코어 면적에 따라 서브 코어의 폭을 설계할 수 있다. In addition, the width of the sub core can be designed according to the determined sub core area.
또한, 상기 메인 코어 영역(16)은 2~100개 정도의 채널수를 가질 수 있다.In addition, the
본 발명의 일 구현예에서는 4개의 채널수를 갖는 패턴 롤(13)을 제공하고 있으며, 보통 4 채널의 경우 50~60×50~60um 정사각형 모양의 코어를 성형할 수 있게 된다. In one embodiment of the present invention provides a
따라서, 기존의 패턴 롤을 적용한 경우 코어를 10um로 코팅을 하여도 코팅 면적(코어 코팅액 도포면적)이 패턴 부분(코어 형성 부분)의 면적보다 크게 되므로 옆으로 나오는 잉여 코팅액이 발생하게 되지만, 본 발명의 패턴 롤을 적용한 경우 코팅 면적이 패턴 부분의 면적과 같아 지거나 작아지게 되므로 코팅액이 옆으로 흐르는 현상을 방지할 수 있게 되는 것이다. Therefore, in the case of applying the existing pattern roll, the coating area (core coating liquid coating area) becomes larger than the area of the pattern portion (core forming portion) even when the core is coated with 10 μm, so that the excess coating liquid that occurs laterally occurs, but the present invention When the pattern roll is applied, the coating area becomes equal to or smaller than the area of the pattern portion, so that the coating liquid can be prevented from flowing sideways.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 엠보싱 과정에서 코팅액을 수용할 수 있는 패턴 롤을 포함하는 광도파로 제조방법을 구현함으로써, 잉여 코팅액이 옆으로 흘러서 공정을 방해하는 문제를 해소할 수 있는 장점이 있으며, 이에 따라 연속공정을 가능하게 하여 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention implements an optical waveguide manufacturing method including a pattern roll that can accommodate a coating liquid in the embossing process, and has an advantage of eliminating the problem of surplus coating liquid flowing to the side and hindering the process. As a result, it is possible to increase the productivity by enabling a continuous process.
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2007
- 2007-02-02 KR KR1020070010827A patent/KR20080072298A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR102275058B1 (en) * | 2019-12-31 | 2021-07-08 | 한국화학연구원 | Method for manufacturing patterned perovskite films and apparatus using the same |
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