KR20160091908A - 다이 구조물을 가지는 다이, 뿐만 아니라 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 또는 연성 다이 상에 마이크로 구조물 및/또는 나노 구조물을 도포하기 위한 다이 구조물을 가지는 구조적 다이의 제조 방법에 관한 것이며, 여기서 다이 구조물은 적어도 부분적으로 본 발명에 따라 낮은 접착 특성을 가지는 다이 재료로 구성된다.

Description

다이 구조물을 가지는 다이, 뿐만 아니라 이의 제조 방법 {MOULD WITH A MOULD PATTERN, AND METHOD FOR PRODUCING SAME}
본 발명은 제6항에 따르는 다이 구조물, 뿐만 아니라 제1항에 따른 구조적 다이를 가지는 다이의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 산업에서, 대응하는 기술적 요소를 제조할 수 있도록 재료에 대한 구조화 공정(structuring process)이 수행되어야 한다. 지난 십여 년 동안 여전히 가장 중요한 구조화 공정 중 하나가 포토리소그래피(photolithography)이다.
그러나, 최근 포토리소그래피 이외에도, 임프린트 기법(imprint technology)이 새로운 대안의 구조화 기법으로서 수용되었지만, 이는 전적으로 사용되지 않으며, 오히려 대개, 고도로 대칭인, 주로 반복적인 구조적 요소의 구조화를 위한 경우에 사용된다. 임프린트 기법에 의해, 엠보싱 재료에 표면 구조물이 다이 공정에 의해 직접적으로 생성될 수 있다. 이에 따라 생성된 이점은 명확하다. 포토리소그래피 공정에 여전히 필수적인 현상 및 에칭을 위한 화학 물질이 제거될 수 있다. 게다가, 현재에도 나노미터 범위의 구조물의 값은 엠보싱될 수 있고; 종래의 포토리소그래피를 사용한 이들의 제조는 오직 매우 복잡하고, 주로 고가의 유닛에 의해서만 고려될 수 있을 것이다.
임프린트 기법에서, 두 가지 유형의 다이, 경성 다이(hard die) 및 연성 다이(soft die) 사이에 구분이 이루어진다. 각각의 다이 공정은 이론적으로 경성 다이 또는 연성 다이를 사용하여 수행될 수 있다. 그러나, 경성 다이 그 자체만을 오직 소위 마스터 다이(master die)로서 사용하며 이러한 마스터 다이로부터, 필요할 때 마다, 실제 구조적 다이로서 이후 사용되는 연성 다이를 형성하는 몇 가지 기술적 및 경제적 이유가 존재한다. 이에 따라 경성 다이는 연성 다이의 네거티브(negative)이다. 경성 다이는 오직 몇 가지 연성 다이의 제조에만 요구된다. 연성 다이는 상이한 화학적, 물리적, 및 기술적 파라미터에 의해 경성 다이와 구별될 수 있다. 탄성 거동에 기초한 구별이 고려 될 수 있을 것이다. 연성 다이는 대개 엔트로피 탄성(entropy elasticity)에 기초한 변형 거동을 가지며, 경성 다이는 대개 에너지 탄성(energy elasticity)에 기초한 변형 거동을 가진다. 게다가, 두 가지 유형의 다이는 예를 들어, 이들의 경도에 의해 구별될 수 있다. 경도는 관통하는 물체에 대해 재료가 저항하는 저항력이다. 경성 다이가 대개 금속 또는 세라믹으로 이루어지기 때문에, 이에 상응하여 높은 경도 값을 가진다. 고체의 경도를 나타내는 다양한 방식이 존재한다. 매우 일반적인 방법은 비커스(Vickers)에 따른 경도의 표시이다. 자세히 설명하지는 않고, 대략 경성 다이가 500 HV 초과의 비커스 경도 값을 가지는 것으로 언급될 수 있다.
경성 다이는 특히 고강도 및 고 강성도(stiffness)를 가지는 재료로 만들어진 부품으로부터 적절한 공정, 예컨대 전자 빔 리소그래피 또는 레이저 빔 리소그래피에 의해 직접적으로 제조될 수 있는 이점을 가진다. 그러한 경성 다이는 매우 고도의 경도를 가지며 이에 따라 거의 내마모성(wear-resistant)이다. 그러나, 고강도 및 내마모성은 주로 그러한 경성 다이를 제조하는데 발생하는 높은 비용에 의해 상쇄된다. 경성 다이가 수백의 엠보싱 단계에 사용될 수 있더라도, 시간에 따른 상당한 마모를 겪을 것이다. 게다가, 엠보싱 재료로부터 경성 다이의 디몰딩(demolding)이 기술적으로 어렵다. 경성 다이는 상대적으로 높은 굽힙 저항을 가진다. 이들은 특히 쉽게 변형 가능하지 않아, 즉, 엠보싱 표면에서 수직 방향으로 들어올려져야 한다. 엠보싱 공정 이후 경성 다이의 디몰딩 단계에서, 이러한 경우 경성 다이가 매우 고 강성도를 가져 방금-몰딩된 엠보싱 재료의 마이크로 구조물 및/또는 나노 구조물을 파괴할 수 있기 때문에 규칙적으로 엠보싱된 나노 구조물 및/또는 마이크로 구조물의 파괴를 야기할 수 있다. 게다가, 기판은 이후 경성 다이의 손상 또는 파괴를 초래할 수 있는 결점을 가질 수 있다. 그러나, 경성 다이가 오직 마스터 다이로만 사용되는 경우, 마스터 다이로부터 연성 다이의 몰딩 공정은 매우 쉽게 제어 가능하고, 마스터 다이의 마모가 거의 없다.
연성 다이는 마스터 다이 (경성 다이)로부터 복제 공정에 의해 매우 간단하게 제조될 수 있다. 이러한 경우, 마스터 다이는 연성 다이에 대응하는 네거티브를 나타낸다. 이에 따라 연성 다이는 마스터 다이 상에 엠보싱되고, 이후 디몰딩되고, 이후 엠보싱 재료에 다이 구조물을 엠보싱하기 위한 구조적 다이로서 사용되며, 이는 대부분의 경우 기판 상에 적용된다. 연성 다이는 경성 다이 보다 기계적으로 더욱 간단하고, 부드럽게, 문제를 덜 일으키면서 엠보싱 재료로부터 제거될 수 있다. 게다가, 많은 다이는 마스터 다이에 의해 몰딩될 수 있다. 연성 다이가 특정한 마모를 겪은 이후, 연성 다이는 폐기되며 마스터 다이로부터 새로운 다이가 형성된다.
현재 상태의 기술의 문제점은 주로 연성 다이가 이들의 화학 구조로 인해 다른 분자 화합물의 매우 높은 흡수성을 가지는 것에 있다. 이에 따라 대개 금속, 세라믹, 또는 유리로 구성된 경성 다이와 달리, 연성 다이는 일반적으로 다른 분자 화합물에 침투될 수 있다. 특수한 경성 다이의 경우에, 분자 물질의 흡수를 야기할 수 있기 때문에 금속 및 세라믹 마이크로 구조물의 경우, 분자 물질의 흡수가 대부분의 경우 억제된다.
엠보싱 재료를 사용하는 엠보싱 공정 동안, 연성 다이는 종종 약간의 엠보싱 재료를 흡수한다. 흡수는 몇 가지 바람직하지 않은 효과를 초래한다.
우선, 엠보싱 재료의 문자 흡수로 인해, 연성 다이의 팽윤을 야기한다. 엠보싱 재료의 매우 소량의 분자가 마이크로 구조물 및/또는 나노 구조물을 왜곡시키기에 충분하기 때문에, 팽윤은 주로 연성 다이의 표면 상의 마이크로 구조물 및/또는 나노 구조물의 영역에서 문제가 된다. 연성 다이가 여러 번 사용되기 때문에, 이의 사용의 과정에서 증가하는 양의 엠보싱 재료 분자를 흡수한다. 엠보싱 재료 분자의 흡수는 결정적으로 연성 다이의 수명을 감소시킨다. 팽윤은 상이한 프로브, 가령, 예를 들어, 원자력 현미경(AFM), 주사 전자 현미경(SEM) 등에 의해 직접적으로, 또는 부피 및/또는 중량의 증가를 통해 간접적으로 측정될 수 있다. 그러나, 부피 및/또는 중량의 증가의 측정은 매우 고분해능의 측정 기기를 필요로 한다. 예를 들어, 마이크로 중량측정(microgravimetric) 및/또는 나노 중량측정(nanogravimetric) 방법에 의한 중량 증가의 측정이 고려 될 수 있다.
게다가, 엠보싱 재료는 열적으로 또는 전자기 복사에 의해 경화된다. 주로 전자기 복사에 의한 경화에서, 다이에 이미 부분적으로 침투된 엠보싱 재료 분자는 전체 엠보싱 재료의 노출 시간에 부정적인 영향을 미친다. 그 이유가, 연성 다이에 침투된 엠보싱 재료 분자의 경화에 있다. 연성 다이 중의 엠보싱 재료 분자가 경화되고, 이에 따라 덜 투명해져, 실제 엠보싱 재료를 침투하는 전자기 복사의 강도를 감소시킨다. 이러한 문제는 연성 다이 및 경성 다이에 있어 동일하게 중요하다.
연성 다이의 접착이 세 번째 문제로 나타난다. 연성 다이는 대개 중합체로 이루어지며, 상기 중합체는 엠보싱 재료와 유사한 물리적 및/또는 화학적 특성을 가진다. 따라서, 연성 다이의 표면과 엠보싱 재료의 접착을 초래하며, 이는 연성 다이의 디몰딩 특성에 부정적인 영향을 미친다.
따라서 본 발명의 목적은 최적의 다이 재료이 개시되는 것과 같은 방법으로 임프린트 기법에 있어서 구조적 다이의 제조를 개선하는 것이다.
본 발명은 제1항 및 제6항의 특징으로써 달성된다. 본 발명의 더욱 유리한 발전은 종속항으로 나타난다. 상세한 설명, 특허 청구 범위 및/또는 도면에 나타난 특징의 적어도 두 개로 구성된 모든 조합이 또한 본 발명의 범위 내에 속한다. 값의 범위가 지시되는 경우, 상기 언급된 한계 내에 속하는 값은 또한 경계 값으로 개시된 것으로 간주되며, 임의의 조합으로 청구될 수 있다.
본 발명은 다이, 바람직하게 연성 다이를 포함하며, 이는 엠보싱 재료로부터 다이의 디몰딩을 가능한 간단하게 하고, 가능한 적게 팽윤하며, 실제 엠보싱 재료에 의해 오염되지 않는 다이 재료로 구성된다. 따라서 본 발명에 따라 다이 재료는 엠보싱 재료에 비해 특별히 침투될 수 없다. 일반적으로, 본 발명에 따라 엠보싱 재료와 본 발명에 따른 구조적 다이의 다이 재료 사이에 친수성 및 소수성이 교차하는 경우 특히 유리하다. 엠보싱 재료가 소수성인 경우, 본 발명에 따른 구조적 다이의 다이 재료는 친수성이어야 하며 반대의 경우도 마찬가지이다. 그러나 아주 특별한 경우, 구조적 다이 및 엠보싱 재료가 모두 소수성이거나 모두 친수성인 경우가 특히 유리할 수 있다. 본 발명에 따른 구조적 다이의 다이 재료의 선택하는 가능성으로 인해, 엠보싱 재료에 비해 이러한 낮은 접착 특성을 가지는 재료가 항상 선택될 수 있다. 게다가, 따라서 본 발명에 따른 다이 재료가 엠보싱 재료의 분자에 침투될 수 없는 경우 본 발명에 따라 유리하다. 본 발명에 따른 또 다른 이점은, 특별히 구체적으로 조절 가능한 본 발명에 따른 다이 재료의 표면이다. 주로 연성 다이의 경우, 이의 표면은 극도의 높은 레벨의 거칠기를 가지며, 이는 엠보싱될 구조물에 부정적인 영향을 미칠 것이다. 본 발명에 따른 다이 재료를 사용함으로써, 우선, 엠보싱 재료와의 접촉 표면이 더욱 매끄러운 표면에 의해 최소화되며, 두 번째로, 포지티브-핏(positive-fit) 연결이 감소된다. 이에 따라, 또한 향상된 디몰딩을 야기한다. 향상된 더욱 효율적인 디몰딩은 주로 디몰딩에 필요한 힘이 더욱 낮은 사실에 기인한다. 따라서 본 발명에 따른 다이 재료의 거칠기는 1 ㎛ 미만, 바람직하게 100 nm 미만, 더욱 바람직하게 10 nm 미만, 및 가장 바람직하게는 1 nm 미만이다. 개시된 거칠기 값은 평균 거칠기 및/또는 이차 거칠기 및/또는 거칠기의 평균 깊이에 적용된다. 이러한 경우, 대략 2 ㎛ x 2 ㎛의 표면부를 사용하여 측정이 이루어진다.
아주 특별한 구체예에서, 본 발명에 따른 다이 재료는 전기 전도성이다. 결과적으로, 정전 대전(electrostatic charging)이 바람직하게 방지되거나 적어도 감소된다. 더욱 더 바람직하게, 본 발명에 따른 전기 전도성 다이 재료는 접지될 수 있어 이의 표면에 생성된 대전이 빠져나갈 수 있다. 전기적으로 중성인 표면으로 인해, 힘, 특히 정전기력이 입자에 의해 방해받거나 완전히 제거되어 연장된 기간에 걸쳐 다이의 청결도가 증가한다. 접지는 본 발명에 따른 다이 재료 및 이에 따른 다이와, 바람직하게 모서리에서 접촉하게 된다. 다이 재료의 전기 전도도는 타겟 방식으로 사용되고, 이미 이의 분자 특성으로 인한 전자의 전도성을 허용하는 화학적 구조에 의해, 또는 비전도성 다이 재료를 전도성으로 만드는 적어도 하나의 추가적인 요소의 첨가에 의해 생성될 수 있다. 이러한 경우 마이크로입자 및/또는 나노입자, 나노와이어, 특히 탄소 나노튜브, 그래핀, 그래파이트, 등의 사용이 특히 바람직하다. 첨가된 마이크로입자 및/또는 나노입자는 또한 엠보싱 재료의 경화가 실제로 바람직한, UV 광에 의한 것이 아니라 열적으로 일어나는 경우, 특히 바람직하게 다이를 가열하기 위해 사용될 수 있다. 마이크로입자 및/또는 나노입자에 의한 그러한 가열은 특허 명세서 EP 2286981B1에 개시되었다. 그러나, 인용된 특허 명세서는 마이크로입자 및/또는 나노입자가 엠보싱 재료 내 위치됨을 언급한다. 본 명세서에서는, 엠보싱 재료가 아닌 다이의 직접적 가열을 달성하기 위해 마이크로입자 및/또는 나노입자가 본 발명에 따른 다이 재료에 위치될 것이다. 엠보싱 재료의 가열은 이후 다이를 통해 간접적으로 수행된다. 특허 명세서 EP 2286981B1에서와 같이, 교번 자기장에 의해 마이크로입자 및/또는 나노입자를 가열하는 것을 고려할 수 있을 것이다; 마이크로입자 및/또는 나노입자가 자기장에 민감한 경우, 이에 따라 이들은 자성이다.
친수성은 물과 상호작용할 물질의 표면의 높은 능력으로서 정의된다. 친수성 표면은 대개 극성이며 이에 상응하여 유체 분자의 영구 쌍극자, 바람직하게 물과 충분히 상호작용한다. 표면의 친수성은 접촉각 측정 기기에 의해 정량화된다. 이러한 경우, 친수성 표면은 매우 작은 접촉각을 가진다. 엠보싱 재료로부터 가능한 용이하게 디몰딩될 수 있도록 본 발명에 따른 코팅이 친수성 표면을 가져야 하는 경우, 본 발명에 따라 다음의 범위의 값이 적용된다: 친수성 표면은 90°미만, 바람직하게 60°미만, 더욱 바람직하게 40°미만, 더욱 더 바람직하게 20°미만, 및 가장 바람직하게는 10°미만의 접촉각을 가진다.
이에 상응하여 소수성은 물과 상호작용할 물질의 표면의 낮은 능력으로서 정의된다. 소수성 표면은 대개 비극성이고 유체 분자의 영구 쌍극자와 거의 상호작용하지 않는다. 본 발명의 하나의 구체예에서 엠보싱 재료로부터 가능한 간단하게 제거될 수 있도록 본 발명에 따른 코팅이 소수성 표면을 가지는 경우, 본 발명에 따라 다음의 범위의 값이 적용된다: 소수성 표면은 90°초과, 바람직하게 100°초과, 더욱 바람직하게 120°초과, 더욱 더 바람직하게 140°초과, 및 가장 바람직하게는 160°초과의 접촉각을 가진다. 물에 대한 표면의 거동이 친수성 또는 소수성에 의해 특징지어지더라도, 상이한 재료 간 접착 특성은 상호적인 거동에 대한 정확한 정보를 획득하도록 직접적으로 측정되어야 함이 당업자에게 명백하다. 그러나, 물에 대한 표면의 접착 특성의 특성 분석은 이미 접착 거동을 통찰한다. 다이 재료와 엠보싱 재료 사이의 접착 특성의 특성 분석에서, 본 발병에 따른 접촉각 측정 방법은 물로 수행하지 않고, 엠보싱 재료의 방울로 직접적으로 수행하며, 이는 다이 상에 직접적으로 침착된다.
본 발명에 따른 다이는 특히 임프린트 기법에서의 사용을 위한 임프린트 다이이다. 다이는 연성 다이의 제조를 위한 경성 다이로서 또는 바람직하게 기판을 임프린트하기 위한 연성 다이로서 설계된다. 본 발명에 따른 다이 재료로 인해, 바람직하게 엠보싱 재료에 대하여 약간의 접착을 가지는 다이에 의해 구조물을 손상 및/또는 (부분적으로) 파괴하지 않고, 엠보싱 재료로부터 다이의 디몰딩이 가능해진다. 두 표면 사이의 접착력은 단위 표면당 에너지, 즉, 에너지 표면 밀도에 의해 가장 잘 설명될 수 있다. 이것은 단위 표면을 따라 서로 연결된 두 표면으로부터 다시 한번 서로 분리하는데 필요한 에너지를 지칭한다. 이러한 경우, 엠보싱 재료와 구조적 다이 간의 접착은 2.5 J/m2 미만, 바람직하게 1 J/m2 미만, 더욱 바람직하게 0.1 J/m2 미만, 더욱 더 바람직하게 0.01 J/m2 미만, 가장 바람직하게는 0.001 J/m2 미만, 가장 바람직하게는 0.0001 J/m2 미만, 및 가장 바람직하게는 0.00001 J/m2 미만이다. 이에 따라 디몰딩은 본 발명에 따른 다이 재료를 사용하지 않은 다이보다 더 용이하고, 빠르고, 및 더욱 효율적이며 더욱 경제적으로 가능하다. 상승된 디몰딩 속도로 인해, 단위 시간당 엠보싱 단계의 수가 증가될 수 있으므로 주로 더욱 경제적이다. 게다가, 다이의 수명이 급격하게 증가되어, 이러한 점에서, 제조 비용이 또한 감소될 수 있다.
바람직하게, 다이 재료는 이의 밀봉이 매우 견고하여 엠보싱 재료가 연성 다이로 침투할 수 없기 때문에 구조적 다이, 특히 연성 다이의 팽윤이 본 발명에 따른 구조적 재료에 의해 방지되도록 사용된다. 이에 상응하여, 다이 구조물의 왜곡이 최대한 범위까지 방지된다.
다이 재료는 바람직하게 1 내지 2,500 mPas, 바람직하게 10 내지 2,500 mPas, 더욱 바람직하게 100 내지 2,500 mPas, 및 가장 바람직하게는 150 내지 2,500 mPas의 점도를 가진다.
게다가, 엠보싱 재료의 노출 시간은 엠보싱 재료의 흡수가 본 발명에 따른 다이 재료에 의해 차단되거나 적어도 감소되는 한 다이의 다이 재료에 의해 감소된다. 이는 주로 엠보싱 재료가 구조적 다이에 의해 노출되는 경우 필수적이다. 이에 따라 본 발명에 따른 엠보싱 재료는 바람직하게 대개 사용되는 전자기 복사에 대해 투과성이다. 대부분의 엠보싱 재료가 UV 광에 의해 경화됨에 따라, 본 발명에 따른 다이 재료는 바람직하게 UV 광에 투과성이다. 본 발명에 따른 다이 재료는 특히 5,000 nm 내지 10 nm, 바람직하게 1,000 nm 내지 100 nm, 더욱 바람직하게 700 nm 내지 200 nm, 및 가장 바람직하게는 500 nm 내지 300 nm의 파장 범위에서 투과성이다.
도 1a는 바람직한 아크릴레이트 실리콘의 화학적 구조식을 나타내며,
도 1b는 바람직한 에폭시 실리콘의 화학적 구조식을 나타낸다.
본 발명에 따른 다이 재료, 다이 구조물 및/또는 구조적 다이 그 자체는 특히 적어도 대개, 바람직하게 완전히, 다음의 재료 중 적어도 하나로 구성된다:
○ 실리콘,
■ 바이닐-관능성 중합체
* 바이닐-말단의 폴리다이메틸실록세인, 특히 CAS: 68083-12-2
* 바이닐-말단의 다이페닐실록세인-다이메틸실록세인 공중합체, 특히 CAS: 68951-96-2
* 바이닐-말단의 폴리페닐메틸실록세인, 특히 CAS: 225927-21-9
* 바이닐페닐-메틸-말단의 바이닐페닐실록세인-페닐메틸실록세인 공중합체, 특히 CAS: 8027-82-1
* 바이닐-말단의 플루오로프로필메틸실록세인-다이메틸실록세인 공중합체, 특히 CAS: 68951-98-4
* 바이닐메틸실록세인-다이메틸실록세인 공중합체, 트리메틸실록시-말단의, 특히 CAS: 67762-94-1
* 바이닐메틸실록세인 - 다이메틸실록세인 공중합체, 실란올-말단의, 특히 CAS 67923-19-7
* 바이닐메틸실록세인-다이메틸실록세인 공중합체, 바이닐-말단의, 특히 CAS: 68083-18-1
* 바이닐 고무
* 바이닐 Q 수지 분산물, 특히 CAS: 68584-83-8
* 바이닐메틸실록세인 동종 중합체, 특히 CAS: 68037-87-6
* 바이닐 T-구조 중합체, 특히 CAS: 126681-51-9
* 대칭 또는 비대칭인 모노바이닐-관능성 폴리다이메틸실록세인, 특히 CAS: 689252-00-1
* 바이닐메틸실록세인 삼원 중합체, 특히 CAS: 597543-32-3
* 바이닐메톡시실록세인 동종 중합체, 특히 CAS: 131298-48-1
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■ 지환족 에폭시실레인 및 실리콘
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* 에폭시사이클로헥실에틸-말단의 폴리다이메틸실록세인, 특히 CAS: 102782-98-9
■ 카빈올-관능성 실리콘
* 카빈올(하이드록실)-말단의 폴리다이메틸실록세인, 특히 CAS: 156327-07-0, CAS: 104780-66-7, CAS: 68937-54-2, CAS: 161755-53-9, CAS: 120359-07-1
* Bis(하이드록시에틸)아민)-말단의 폴리다이메틸실록세인
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* 모노카빈올-말단의 폴리다이메틸실록세인, 특히 CAS: 207308-30-3
* 모노다이카빈올-말단의 폴리다이메틸실록세인, 특히 CAS: 218131-11-4
■ 메타크릴레이트 및 아크릴레이트-관능성 실록세인
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* 메타크릴옥시프로필메틸실록세인-다이메틸실록세인 공중합체, 특히: CAS: 104780-61-2
* 아크릴옥시프로필메틸실록세인-다이메틸실록세인 공중합체, 특히 CAS: 158061-40-6
* (3-아크릴옥시-2-하이드록시프로폭시프로필)메틸실록세인-다이메틸실록세인 공중합체
* 메타크릴옥시프로필 T-구조화된 실록세인, 특히 CAS: 67923-18-6
* 아크릴옥시프로필 T-구조화된 실록세인
■ 다면체 올리고머 실세스퀴옥세인 (POSS)
■ 테트라에틸 오쏘실리케이트 (TEOS)
■ 폴리(유기)실록세인
다이 재료는 바람직하게 에폭시-실리콘 및/또는 아크릴레이트-실리콘으로 구성된다. 본 발명에 따른 다이 재료의 기본적인 화학 구조는 따라서 폴리다이메틸실록세인이고, 여기서 메틸 기는 에폭사이드 기 및/또는 아크릴레이트 기에 의해 규칙적 또는 불규칙적 간격으로 대체된다. 이러한 화학적 기는 바람직하게 UV 광에 의해 본 발명에 따른 다이 재료가 경화하도록 한다. UV-경화 공정을 시작하기 위해, 상응하는 라디칼 및/또는 양이온 개시제가 본 발명에 따른 다이 재료에 첨가될 수 있다.
게다가, 상기 언급된 재료의 조합 재료로부터 다이, 특히 다이 구조물을 제조하는 것이 고려될 수 있다. 직렬의 다이 및 백플레인의 사용이 또한 고려될 수 있으며, 여기서 다이 및 백플레인은 일반적으로 상이한 재료로 구성된다. 몇 가지 상이한 재료의 사용은 하이브리드 다이로서 지칭되는, 이로부터 제조된 개별적 또는 복합적 다이를 야기한다. 이러한 경우, 백플레인은 다이의 보강재로서 역할을 할 수 있다. 그러나, 극도로 가요성이며, 다이를 위한 지지대로서만 작용하는 백플레인이 또한 고려될 수 있다. 그렇다면, 백플레인은 특히 2,000 ㎛ 미만, 바람직하게 1,000 ㎛ 미만, 더욱 바람직하게 500 ㎛ 미만, 및 가장 바람직하게는 100 ㎛ 미만인 두께를 가진다.
특별히 바람직한 구체예에서, 본 발명에 따른 다이 재료와 엠보싱 재료 사이 접착력의 감소를 추가로 달성하도록 다이는 접착 방지 레이어로 코팅된다. 접착 방지 레이어는 바람직하게 이에 상응하여 엠보싱 재료에 대한 낮은 접착 특성을 가지는 유기 분자이다. 이미 다이가 엠보싱 재료의 분자에 침투될 수 없는 경우, 예를 들어, 금속, 세라믹 또는 유리 다이에 대한 대부분의 경우에 그러한 바와 같이, 확산 장벽으로서 본 발명에 따른 코팅은 제거될 수 있으며, 다이는 이러한 경우 본 발명에 따른 코팅으로서 접착 방지 레이어를 사용하여 직접적으로 코팅될 수 있다. 이에 따라, 디몰딩 특성에 관한 적어도 하나의 긍정적인 효과가 접착에 기초하여 생성된다. 그러한 코팅은 이러한 관점에서 이미 특허 명세서 PCT/EP2013/062922에 언급되었으며, 이러한 관점에 대하여 참조한다.
엠보싱 재료의 UV 경화에서, 본 발명에 따른 다이 재료는 바람직하게 엠보싱 재료가 가교하는 전자기 복사의 파장 범위에 대하여 적어도 부분적으로 투과성이다. 이러한 경우, 광투과성은 0% 초과, 바람직하게 20% 초과, 더욱 바람직하게 50% 초과, 가장 바람직하게는 80% 초과, 및 가장 바람직하게는 95% 초과이다. 광투과성에 대한 파장 범위는 특히 100 nm 내지 1,000 nm, 바람직하게 150 nm 내지 500 nm, 더욱 바람직하게 200 nm 내지 400 nm, 및 가장 바람직하게는 250 nm 내지 350 nm의 값을 가진다.
엠보싱 재료가 열적으로 경화되는 경우, 다이 - 특히 본 발명에 따른 코팅 -은 가능한 높은 열전도도를 가진다. 이러한 경우, 열전도도는 0.1 W/(m*K) 초과, 바람직하게 1 W/(m*K) 초과, 바람직하게 10 W/(m*K) 초과, 가장 바람직하게는 100 W/(m*K) 초과, 및 가장 바람직하게는 1,000 W/(m*K) 초과이다.
코팅을 가지는 구조적 다이는 특히 온도-안정적이도록 설계된다. 특히 구조적 다이는 25 ℃ 초과, 바람직하게 100 ℃ 초과, 더욱 바람직하게 250 ℃ 초과, 가장 바람직하게는 500 ℃ 초과, 및 가장 바람직하게는 750 ℃ 초과의 온도에서 사용될 수 있다.
탄성 계수(E-modulus)는 물질의 탄성을 특성화한다. 이론적으로는, 구조적 다이가 어떠한 탄성 계수도 가질 수 있다. 그러나, 구조적 다이 변형 가능하도록 유지하여 이에 따라 엠보싱 재료로부터 더욱 용이하게 분리할 수 있도록 가능한 최소 탄성 계수가 바람직하다. 탄성은 대개 엔트로피 탄성이다. 따라서 탄성 계수는 특히 10,000 MPa 미만, 바람직하게 1,000 MPa 미만, 더욱 바람직하게 100 MPa 미만, 가장 바람직하게는 1 내지 50 MPa, 및 가장 바람직하게는 1 내지 20 MPa이다.

Claims (7)

  1. 다이 구조물을 가지는 다이, 여기서 다이 구조물은 다이 재료로서 적어도 부분적으로 실리콘으로부터 형성됨.
  2. 제1항에 있어서, 다이 재료는 에폭시 및/또는 아크릴 기를 가지는 다이.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 다이 재료는 아래의 언급된 재료 중 하나 이상으로부터 형성되는 다이:
    - 아크릴레이트 또는 에폭시 실리콘,
    - 다면체 올리고머 실세스퀴옥세인 (POSS),
    - 테트라에틸 오쏘실리케이트 (TEOS), 및/또는
    - 폴리(유기)실록세인.
  4. 전술하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 다이 재료는 UV 복사에 의해 또는 열 조사에 의해 경화되거나 경화될 수 있는 다이.
  5. 전술하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 다이 재료는 5,000 nm 내지 10 nm, 바람직하게 1,000 nm 내지 100 nm, 더욱 바람직하게 700 nm 내지 200 nm, 및 가장 바람직하게는 500 nm 내지 400 nm의 파장 범위에서 투과성인 다이.
  6. 다이 구조물을 설계하는 방법, 여기서 다이 구조물은 다이 재료로서 적어도 부분적으로 실리콘으로부터 형성됨.
  7. 제6항에 있어서, 다이 구조물의 다이 재료는 UV 조사에 의해 또는 열 조사에 의해 경화되는 방법.
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