KR20160138237A - 진공의 순차 적용 및 기계적 힘에 의한 경질 기판의 적층을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

적층 생산물을 제조하기 위하여 기판들의 적층, 예를 들어 경질 플라스틱 층들을 위한 방법 및 장치가 개시된다. 본 방법은 하나 이상의 힘 생산 행정 실린더들을 갖는 적층 장치에 의해서 실행되는 2 행정 프로세스를 통해서 진공 및 기계적 힘의 순차 인가를 포함한다. 제 1 행정을 생산하는 실린더의 작동은 장치 내에 밀봉 챔버를 생성하여, 적층될 기판들의 스택을 봉입한다. 밀봉 챔버는 진공의 인가에 의해서 공기가 배출될 수 있다. 제 2 행정을 생산하는 실린더의 후속 작동은 밀봉 챔버에 기계적 힘을 인가하고, 이는 기판을 실질적으로 공기 거품 또는 기공없는 적층 생산물로 압축한다.

Description

진공의 순차 적용 및 기계적 힘에 의한 경질 기판의 적층을 위한 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUS FOR LAMINATION OF RIGID SUBSTRATES BY SEQUENTIAL APPLICATION OF VACUUM AND MECHANICAL FORCE}
본 발명의 실시예들은 일반적으로 경질 기판의 적층을 위한 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 적층 미소유체 장치를 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
생물학 및 화학 유체들의 미세 용적의 조작 기술은 광범위하게 미소 유체(micro fluidic)로 칭한다. 미소 유체들의 실현된 및 잠재적인 적용들은 질병 진단, 생명 과학 조사, 생물학 및/또는 화학 센서 개발 및 당업자가 이해할 수 있는 기타 분야를 포함한다.
하나 이상의 미소유체 채널 또는 경로와 커버 플레이트를 갖는 기판 또는 상호연결되거나 또는 상호연결되지 않은 유체 경로들를 갖는 둘 이상의 기판들을 포함하는 미소유체 구조는 일반적으로 미소유체 칩 또는 카트리지로 칭한다. 고도로 집적된 미소유체 칩들은 가끔 "랩스 온 어 칩(labs on a chip)"으로 불리운다.
미소유체 구조들 또는 장치들은 일반적으로 중합성 "플라스틱" 재료로 제조된다. 중합성 미소유체 구조는 저비용 재료 및 대량 생산을 위한 가능성의 장점을 가진다. 그러나, 중합성 미소유체 칩들의 제조는 여러 도전적 문제를 나타낸다. 예를 들어, 미소유체 칩들은 밀봉 미소구조를 수용할 수 있다. 이들은 3차원 유체 네트워크를 형성하기 위하여 사전제작된 유체 경로 또는 다른 미소형태를 갖는 기판을 얇은 커버 플레이트 또는 하나 이상의 추가 기판들로 동봉함으로써 형성될 수 있다. 경로들 또는 다른 미소구조들은 마이크로미터 내지 밀리미터 범위의 통상적인 치수를 가진다. 이 다층 미소유체 구조는 다양한 종래 기술에 의해서 통합되거나 또는 함께 연결된다. 이들 기술은 서멀, 초음파 및 용해 접합을 포함한다. 불행하게도, 이들 기술들은 종종 정합된 표면을 변경하고 예를 들어, 상술한 접합 조건 하에서 중합 재료의 낮은 치수 강도로 인하여 왜곡 또는 완전 차단된 미소유체 경로를 생산한다.
접착 적층의 사용은 과도한 열 에너지 또는 강한 유기 용매의 사용을 회피함으로써 이들 임의의 잠재적인 난제들을 피할 수 있다. 종래의 적층 시스템들은 마주하는 원통형 롤러들을 사용한다. 적층을 위한 기판 재료는 2개의 이동 롤러들 사이의 갭을 통해서 공급되고, 상기 2개의 이동 롤러들은 적층 재료의 선단 에지에 압력을 인가하고 이들이 시스템을 통과할 때 적층 재료들을 함께 접합한다. 이 프로세스는 적층 생산물을 최소로 변형시키면서 공기 거품의 발생없이 기판에 가요성 막을 접합시키는 효과적인 수단이다. 그러나, 롤러 기반 시스템의 곡선면들은 경질 기판의 적층에 최적이 아니다. 예를 들어, 이러한 기판은 통합 미소유체 형태들의 일체성을 보장하기 위해 중요한 정확한 기판 등재(registration)를 유지하는 방식으로 이동 롤러를 통해서 공급하는데 필요한 가요성이 부족할 수 있다.
경질 기판의 적층을 위한 대안 시스템 및 방법들은 적층힘의 인가 전에 상부 및 하부 플랫폼들 사이에 기판들이 스택되거나 또는 "개재되는" "힌지" 시스템 또는 평면형 프레스를 포함한다. 미소유체 장치의 제작 시에 이러한 접근방안에 대한 하나의 고려가능한 결점은 적층 중에 스택된 기판들 사이의 공기 발생이고, 결과적으로 최종 생산물에 거품 또는 기공과 같은 변형을 유발한다. 이러한 변형은 특히 이들이 유체 채널 또는 광학 디스플레이 윈도우와 같은 형태에서 발생할 때 적층 미소유체 장치의 기능을 상당히 손상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들은 현재의 기술 상태의 이들 인식된 단점을 처리하고 당업자가 이해하는 추가 장점 및 잇점을 제공하는 경질 구조체의 적층을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은 진공 및 기계적 힘의 순차 인가에 의해서 기판들의 적층을 위한 방법 및 장치를 제공한다.
상기 방법 및 장치의 장점들은 실질적으로 공기 포켓 또는 기공이 없는 경질 적층 생산물의 제조를 포함한다.
일 형태에서, 상기 방법은 적층 장치의 베이스 부분 상에 경질 기판 부재들의 한 스택을 제공하는 단계, 커버 부분을 상기 베이스 부분 상의 가스켓과 밀봉식으로 접촉시켜서 상기 베이스 부분 및 상기 커버 부분 사이에 밀봉 챔버를 생성하기 위하여 상기 적층 장치의 커버 부분에 제 1 힘을 제공하는 단계, 상기 챔버로부터 공기를 배출하기 위하여 상기 밀봉 챔버에 진공을 인가하는 단계, 그리고 상기 가스켓 및 상기 기판들의 스택을 압축하여 실질적으로 공기 거품 또는 기공들이 없는 적층 생성물을 제조하기 위하여 상기 장치의 커버 부분에 제 2 힘을 제공하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 힘은 장행정 실린더에 의해서 제공되고 상기 제 2 힘은 단행정 실린더에 의해서 제공된다. 대안 실시예에 있어서, 상기 제 1 힘 및 상기 제 2 힘은 동일 실린더에 의해서 제공된다. 또다른 실시예에 있어서, 상기 방법은 상기 제 1 힘에 저항력을 제공하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 저항력은 상기 진공을 상기 밀봉 챔버에 인가하는 단계 이전에 상기 가스켓의 압축을 방지한다. 임의의 실시예들에 있어서, 상기 저항력은 스프링에 의해서 제공된다.
다른 실시예에 있어서, 상기 경질 기판 부재들은 실질적으로 평탄하고 중합성 재료들일 수 있다. 또다른 실시예에 있어서, 상기 경질 기판 부재들은 미소 유체 장치의 층들이고 접착층일 수 있는 적어도 하나의 가요성 층을 추가로 포함할 수 있다.
또다른 실시예들에 있어서, 상기 방법은 또한 상기 밀봉 챔버에 열을 인가하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예는 경질 기판 부재들을 적층하기 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 적층 장치는 경질 기판들의 한 스택을 지지하도록 구성된 베이스 부분으로서, 압축성 가스켓 및 적어도 하나의 정렬핀을 포함하는 상기 베이스 부분; 상기 경질 기판 부재들의 스택을 봉입하는 밀봉 챔버를 형성하기 위하여 상기 압축성 가스켓과 밀봉식으로 접촉하도록 구성된 커버 부분; 상기 커버 부분으로 연장되고 상기 밀봉 챔버를 형성하도록 상기 커버 부분을 상기 정렬핀 및 상기 베이스 부분의 가스켓과 접촉시키기 위하여 제 1 힘을 인가하도록 구성된 적어도 하나의 행정 생산 실린더; 및 진공원에 부착하도록 구성된 진공 포트를 포함한다.
임의의 실시예에 있어서, 상기 장치는 상기 밀봉 챔버로 연장되고 적층 생산물을 제조하도록 상기 경질 기판들의 스택 및 상기 가스켓을 압축하기 위하여 제 2 힘을 제공하도록 구성된 제 2 행정 생산 실린더를 추가로 포함한다. 대안 실시예에 있어서, 상기 장치는 상기 행정 생산 실린더에 저항력을 제공하도록 구성된 적어도 하나의 스프링을 추가로 포함하고 상기 행정 생산 실린더는 상기 밀봉 챔버의 형성 후에 상기 저항력을 극복하고 적층 생산물을 제조하기 위하여 상기 경질 기판들의 스택 및 상기 가스켓을 압축하도록 추가로 구성된다.
또다른 실시예에 있어서, 상기 장치는 열원을 추가로 포함한다.
도 1a는 실린더가 후퇴한 부하 위치에 있는 본 발명의 적층 장치의 일 실시예의 절취도.
도 1b는 정렬핀 및 가스켓을 향하여 연장되는 장행정 실린더를 갖는 본 발명의 적층 장치의 일 실시예의 폐쇄도.
도 2a는 가스켓으로 연장되는 장행정 실린더를 갖는 본 발명에 따른 적층 장치의 일 실시예의 절취도.
도 2b는 가스켓으로 연장되어, 밀봉 챔버를 생성하는 장행정 실린더를 갖는 본 발명의 적층 장치의 일 실시예의 폐쇄도.
도 2c는 가스켓을 연장시키고 압축하는 단행정 실린더를 갖는 본 발명의 적층 장치의 일 실시예의 폐쇄도.
도 3은 적층 기판을 적층 생산물로 연장시키고 압축하는 단행정 실린더를 갖는 본 발명의 적층 장치의 일 실시예의 폐쇄도.
도 4는 실린더들이 후퇴하고 스프링이 이완 구성에 있는 부하 위치에 있는 본 발명의 적층 장치의 다른 실시예의 폐쇄도.
도 5는 저항력을 제공하는 스프링을 갖는 가스켓 및 정렬핀으로 연장되는 실린더를 갖는 본 발명의 적층 장치의 다른 실시예의 폐쇄도.
도 6은 적층 생산물로의 기판들의 스택의 압축 및 스프링 저항력 극복을 갖는 본 발명의 적층 장치의 다른 실시예의 폐쇄도.
도 1a 및 도 1b는 부하 위치에 있는 본 발명의 적층 장치(100)의 일 실시예의 각각의 절취도 및 폐쇄도를 도시한다. 이 구성에서, 실린더(110) 및 실린더(120)는 후퇴 위치에 있다. 임의의 실시예에 있어서, 실린더(110)는 "장행정 실린더(long-stroke cylinder)"로 칭하고 실린더(120)는 "단행정 실린더(short-stroke cylinder)"로 칭해질 수 있다. 본 실시예에 있어서, 본 발명의 상부면은 "상단 진공 척(top vacuum chuck)"으로 칭해지는 커버 부분(130)에 의해서 제공되고 하부면은 "하단 진공 척(bottom vacuum chuck)"으로 칭해지는 베이스 부분(140)에 의해서 제공된다. 이 설명에서, 상기 장치는 적층될 기판의 스택을 수용하도록 구성된다. 상단 진공 척은 순응성 실리콘 압력 패드(135)를 선택적으로 구비할 수 있다. 하단 진공 척(140)은 적층 중에 기판 및 표면들의 정확한 등재 및 정렬을 유지하기 위하여 하나 이상의 정렬핀(145)을 구비할 수 있다. 가스켓(150)은 상단 진공 척(130) 및 하단 진공 척(140) 사이에 기밀 밀봉을 제공한다. 가스켓(150)은 압축 동안 상단 및 하단 진공 척들 사이의 기밀 밀봉을 유지하는 재료로 제조될 수 있다. 도시된 가스켓 재료는 임의의 고무 또는 PVC 재료, 예를 들어, 실리콘, 부틸, 네오프렌, 니트릴, 비닐 등을 포함한다. 작동 시에, 적층을 위한 기판(200,300)은 실린더(110,120)가 후퇴하는 동안 상단 및 하단 진공 척들(130,140)에 배치된다. 다른 실시예에 있어서, 기판은 서로 직접 스택되고 진공 척에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 2 이상의 기판의 적층이 고려된다. 임의의 실시예에 있어서, 적어도 3개의 기판들의 적층이 고려되고 본원에 추가로 기술되는 접착 재료를 추가로 포함할 수 있는 필름과 같은 가요성 기판을 포함할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 연장 구성에 있는 장행정 실린더(110)를 갖는 본 발명에 따른 적층 장치(100)의 일 실시예의 각각의 절취도 및 폐쇄도를 도시한다. 작동 시에, "장행정"으로 기술되는 제 1 실린더 행정은 상단 진공 척(130)이 하단 진공 척(140)의 가스켓(150)과 접촉시켜서 밀봉 챔버를 형성하도록 실린더(110)를 연장시킨다. 상단 기판(200) 및 하단 기판(300)은 밀봉 챔버의 형성 중에 하나 이상의 정렬 핀(145)에 의해서 정확한 등재로 유지된다. 단행정 실린더(120)는 밀봉 챔버의 형성 중에 작동되지 않는다. 밀봉 챔버는 진공 소스로부터 진공의 인가에 의해서 공기가 배출될 수 있다. 본 발명과 연계되어 사용된 바와 같이, 용어 "진공"은 주위 압력과 비교되는 음압을 기술하고 있다. 용어는 절대 음압 또는 극단의 음압이 인출되거나 또는 유지되어야 한다는 것을 요구하지 않는다. 비록, 임의의 예들에서, 이는 큰 음압이 본 발명과 연계하여 달성되는 것이 가능하고 그리고/또는 바람직하다. 작동 시에, 진공은 밀봉 챔버에서 기판들(200,300) 사이의 실질적인 모든 공기를 제거하기에 충분할 것이다. 본 방식에서, 모든 공기는 기판들의 적층 이전에 제거되어서, 최종 적층 생산물에서 공기 거품 또는 기공의 문제성 형성을 방지한다. 도 2c는 단행정 실린더(120)의 작동에 의해서 그리고/또는 밀봉 챔버에서의 공기 압력을 감소시킴으로써 달성될 수 있는, 압축 하의 가스켓(150)을 도시한다.
도 3은 연장 구성에 있는 단행정 실린더(120)를 갖는 본 발명의 적층 장치(100)의 일 실시예의 폐쇄도를 도시한다. 작동 시에, 본원에서 "단행정"으로서 기술되는 제 2 행정은 단행정 실린더(120)를 작동시키고, 이는 상단 진공 척(130) 및 하단 진공 척(140)에 기계적인 힘을 인가하여 기판을 적층 생산물(500)로 압축시킨다. 기판 적층을 달성하는데 필요한 기계적인 힘의 양은 기판의 물리적 특성에 의존한다는 것은 당업자에게는 자명한 사실이다. 적층 프로세스를 완료하기 위하여 장치에 인가된 압력 또는 힘의 예시적인 양은 최대 약 10 psi, 특히 0 내지 2.5psi이다. 적층 프로세스의 예시적인 압축 시간은 수초 내지 수분이다. 본원에 기술된 바와 같이, 장행정 및 단행정 실린더들의 순차 작동은 기판들을 적층시키기 위하여 기계적인 힘에 의해서 챔버의 압축이 따르는 진공에 의해서 공기가 배출될 수 있는 밀봉 챔버의 초기 형성을 가능하게 한다. 본원에 기술된 진공 및 기계적 힘의 순차 인가는 적층 생산물에 기공 또는 결함을 생성하는 공기 거품들의 발생을 방지한다.
도 4는 부하 위치에 있는 본 발명의 적층 장치(600)의 대안 실시예의 폐쇄도를 도시한다. 실린더(610)는 후퇴되고 저항 스프링(615)은 압축 상태에 있지 않다. 상단 진공 척(630) 및 하단 진공 척(640)은 개방 구성에 있다. 하단 진공 척(640)에는 하나 이상의 진공 정렬핀(620) 및 가스켓(645)이 제공된다. 본 실시예에서, 적층될 모든 기판은 실린더(615)가 후퇴될 때 하단 진공 척(140) 상의 스택(650)으로서 제공된다.
도 5는 연장부에서 실린더(610)를 갖는 적층 장치(600)의 폐쇄도를 도시한다. 본 구성에서, 스프링(615)은 압축되지 않고 저항력을 실린더(610)에 제공한다. 작동 시에, 실린더(610)를 연장시키면, 상단 진공 척(630)을 하단 진공 척(640) 상의 가스켓(645)과 접촉시켜서, 밀봉 챔버를 생성한다. 상단 진공 척 및 하단 진공 척은 적층 이전에 스택된 기판들의 적당한 정렬 및 등재를 유지하는, 하나 이상의 정렬핀(645)에 의해서 정렬된다. 스프링(615)은 상단 및 하단 진공 척들 사이에 접촉이 이루어질 때 실린더(610)에 저항력을 제공하고, 이는 임시로 실린더(610)의 하향 이동을 중지시켜서 밀봉 챔버를 생성한다. 밀봉 챔버는 그 다음 본원에 기술된 진공의 인가에 의해서 공기가 배출될 수 있다.
도 6은 완전 연장시에 실린더(610)를 갖는 적층 장치(600)의 폐쇄도를 도시한다. 작동 시에, 스프링(615)에 의해서 제공된 저항력은 실린더(610)에 의해서 극복되었고, 상기 실린더는 연장 힘을 상단 진공 척(630) 및 하단 진공 척(640)에 인가하여 밀봉 챔버를 압축시키고 기판 적층을 완료한다. 실린더(610)의 완전한 연장 이전에 밀봉 챔버로부터의 공기 배출은 적층 생산물(650)에서 공기 거품의 발생을 방지하므로, 종래 기술에서의 명확한 진보이다.
본원에 기술된 방법 및 장치는 적어도 하나의 경질 기판층에 포함된 임의의 생산물의 제조 시에 적당하다. 본 발명의 하나의 예시적 실시예는 적층된 중합성 미소 유체 구조를 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "미소유체 구조체"는 일반적으로 약 0.1 마이크로미터 내지 약 1000 마이크로미터의 범위에 있는 적어도 하나의 치수를 갖는 벽들을 구비한 미소유체 기판 구성요소 상의 구조적 형태를 지칭한다. 이들 형태들은 미소채널, 미소유체 경로, 미소저장소, 미소밸브 또는 미소 필터일 수 있지만, 이들에 국한되지 않는다.
미소유체 구조체, 예를 들어, 미소유체 카트리지 또는 카드들은 기판층들의 접합 프로세스에 의해서 제조되는 플라스틱 몸체들에 포함된다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 층들을 함께 접합하는 것은 적층에 의해서 달성된다. 각각의 카트리지는 한쌍의 기판 부재들 또는 층들 또는 함께 접합된 복수의 층들에 의해서 형성될 수 있다. 용어 "층"은 카트리지를 포함하는 임의의 하나 이상의 일반적인 평면, 고체 기판을 지칭한다. "층들" 또는 "기판들"은 일반적으로 경질 구조체이지만, 또한 접착층 또는 가요성 시트, 필름, 압력 민감성 접착제(PSA) 또는 열적 접착제를 포함할 수 있다.
용어 "중합성"은 중합 반응에 의해서 제조되는 구성 단량체보다 실질적으로 큰 분자량을 갖는 재료 또는 거대분자 구조를 지칭한다. "플라스틱" 재료로 본원에 일반적으로 지칭되는 모든 재료는 중합성 재료이다. 플라스틱은 본 발명의 미소유체 장치를 제조하기 위한 양호한 재료이다. 사용될 수 있는 플라스틱은 일반적으로 올레핀, 올레핀, 주기성 폴리올레핀, 주기성 올레핀 공중합체, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리에테르 술폰, 폴리비닐 염화물, 폴리비닐 아세테이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸메타클릴레이트(PMMA), 폴리테트라풀루오로에틸렌, 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리실란, 셀룰로스 트리아세테이트, 서모플라스틱 등을 포함한다. 복합재 및 공중합체도 역시 종종 사용된다. 플라스틱 또는 다른 고체 기판 및 종래 접착제를 선택하는 지식은 관련 기술에서 널리 공지되어 있다.
선행하는 특정 실시예들은 본 발명의 실시를 예시하고 있다. 본 발명의 범주 내에서 본 발명의 다양한 변형 및 변경은 당업자에게는 자명한 사실이고, 본 발명은 본원에 설명된 예시적인 실시예들에 국한되지 않는다는 것을 이해해야 한다.

Claims (16)

  1. 경질 기판 부재들의 적층물의 제조 방법으로서,
    a) 적층 장치의 베이스 부분 상에 경질 기판 부재들의 한 스택을 제공하는 단계;
    b) 상기 적층 장치의 커버 부분을 상기 베이스 부분 상의 가스켓과 밀봉식으로 접촉시켜서 상기 베이스 부분 및 상기 커버 부분 사이에 밀봉 챔버를 생성하기 위하여 상기 커버 부분에 제 1 힘을 제공하는 단계;
    c) 상기 챔버로부터 공기를 배출하기 위하여 상기 밀봉 챔버에 진공을 인가하는 단계; 그리고
    d) 상기 가스켓 및 상기 기판들의 스택을 압축하여 실질적으로 공기 거품들 또는 기공들이 없는 적층 생성물을 제조하기 위하여 상기 장치의 커버 부분에 제 2 힘을 제공하는 단계를 포함하는, 적층물의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 힘은 장행정 실린더에 의해서 제공되고 상기 제 2 힘은 단행정 실린더에 의해서 제공되는, 적층물의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 힘 및 상기 제 2 힘은 동일 실린더에 의해서 제공되는, 적층물의 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 힘에 저항력을 제공하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 저항력은 상기 진공을 상기 밀봉 챔버에 인가하는 단계 이전에 상기 가스켓의 압축을 방지하는, 적층물의 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 저항력은 스프링에 의해서 제공되는, 적층물의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 경질 기판 부재들은 실질적으로 평탄한, 적층물의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 경질 기판 부재들은 중합성 재료들을 포함하는, 적층물의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 경질 기판 부재들은 미소 유체 장치의 층들을 포함하는, 적층물의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 미소 유체 장치의 층들은 적어도 하나의 가요성 층을 추가로 포함하는, 적층물의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가요성 층은 접착층을 포함하는, 적층물의 제조 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀봉 챔버에 열을 인가하는 단계를 추가로 포함하는, 적층물의 제조 방법.
  12. 경질 기판 부재들을 적층하기 위한 장치로서,
    a) 경질 기판들의 스택을 지지하도록 구성된 베이스 부분으로서, 압축성 가스켓 및 적어도 하나의 정렬핀을 포함하는 상기 베이스 부분;
    b) 상기 경질 기판 부재들의 스택을 봉입하는 밀봉 챔버를 형성하기 위하여 상기 압축성 가스켓과 밀봉식으로 접촉하도록 구성된 커버 부분;
    c) 상기 커버 부분으로 연장되고 상기 밀봉 챔버를 형성하도록 상기 커버 부분을 상기 정렬핀 및 상기 베이스 부분의 가스켓과 접촉시키기 위하여 제 1 힘을 인가하도록 구성된 적어도 하나의 행정 생산 실린더; 및
    d) 진공원에 부착하도록 구성된 진공 포트를 포함하는, 적층 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 밀봉 챔버로 연장되고 적층 생산물을 제조하도록 상기 경질 기판들의 스택 및 상기 가스켓을 압축하기 위하여 제 2 힘을 제공하도록 구성된 제 2 행정 생산 실린더를 추가로 포함하는, 적층 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 행정 생산 실린더에 저항력을 제공하도록 구성된 적어도 하나의 스프링을 추가로 포함하는, 적층 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 행정 생산 실린더는 상기 밀봉 챔버의 형성 후에 상기 저항력을 극복하고 적층 생산물을 제조하기 위하여 상기 경질 기판들의 스택 및 상기 가스켓을 압축하도록 구성되는, 적층 장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    열원을 추가로 포함하는, 적층 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180086131A (ko) 2017-01-20 2018-07-30 토요잉크Sc홀딩스주식회사 점착제 및 점착 시트
CN110091539A (zh) * 2019-04-29 2019-08-06 南通精丰智能设备有限公司 一种用于开式压力机的悬臂式吸风机构

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201704769D0 (en) * 2017-01-03 2017-05-10 Illumina Inc Flowcell cartridge with floating seal bracket
DE102017102940A1 (de) * 2017-02-14 2018-08-16 Bundesdruckerei Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Laminieren von mehreren in einem Stapel angeordneten Schichten zu einem Laminatverbund
JP6766734B2 (ja) * 2017-04-03 2020-10-14 トヨタ自動車株式会社 ヒートシンクの製造方法
US10497667B2 (en) 2017-09-26 2019-12-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Apparatus for bond wave propagation control
JP6374132B1 (ja) * 2018-04-06 2018-08-15 信越エンジニアリング株式会社 貼合デバイスの製造装置及び貼合デバイスの製造方法
CN110605864A (zh) * 2018-06-14 2019-12-24 台山市世昌纸业有限公司 一种纸板回收系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05269777A (ja) * 1992-03-27 1993-10-19 Hitachi Ltd ホットプレス
JP2004330291A (ja) * 2003-05-12 2004-11-25 Mikado Technos Kk プレス装置を用いた低加圧力真空加工方法と装置
US20070139451A1 (en) * 2005-12-20 2007-06-21 Somasiri Nanayakkara L Microfluidic device having hydrophilic microchannels
JP2008055510A (ja) * 2006-08-29 2008-03-13 Robert Buerkle Gmbh 圧力と熱により板状の被加工物を積層するためのプレス機および方法
KR20100117592A (ko) * 2008-01-18 2010-11-03 로크웰 콜린스 인코포레이티드 기판 적층 시스템 및 방법
KR20110029008A (ko) * 2009-09-14 2011-03-22 (주)후세메닉스 적층장치 및 그 제어방법

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4681649A (en) 1985-04-15 1987-07-21 Fazlin Fazal A Multi-layer printed circuit board vacuum lamination method
US5088400A (en) * 1991-01-25 1992-02-18 John T. Hepburn, Limited Adjusting press platen clearance
US5718791A (en) * 1995-06-05 1998-02-17 R + S Stanztechnik Gmbh Method of laminating a trim panel and folding a cover sheet edge around the panel rim
CN1287203A (zh) * 2000-06-23 2001-03-14 徐彬 回收利用型家用节水器
JP3937129B2 (ja) 2001-04-06 2007-06-27 ソニー株式会社 熱プレス装置及びカード製造装置
US20030047288A1 (en) * 2001-09-12 2003-03-13 Thaddeus Soberay Low profile vacuum press
JP3737059B2 (ja) * 2002-03-14 2006-01-18 芝浦メカトロニクス株式会社 基板貼り合わせ装置および基板貼り合わせ方法
JP3472963B1 (ja) * 2002-05-30 2003-12-02 ミカドテクノス株式会社 高温用真空プレス装置
US6892769B2 (en) * 2003-06-30 2005-05-17 Lg.Philips Lcd Co., Ltd. Substrate bonding apparatus for liquid crystal display device panel
JP3984575B2 (ja) * 2003-08-20 2007-10-03 日精樹脂工業株式会社 ラミネート装置
US7658217B2 (en) 2006-12-28 2010-02-09 United Technologies Corporation High temperature lamination tool
CN103282121B (zh) * 2010-11-30 2015-11-25 康特姆斯集团有限公司 用于核酸提取和分级分离的微流体装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05269777A (ja) * 1992-03-27 1993-10-19 Hitachi Ltd ホットプレス
JP2004330291A (ja) * 2003-05-12 2004-11-25 Mikado Technos Kk プレス装置を用いた低加圧力真空加工方法と装置
US20070139451A1 (en) * 2005-12-20 2007-06-21 Somasiri Nanayakkara L Microfluidic device having hydrophilic microchannels
JP2008055510A (ja) * 2006-08-29 2008-03-13 Robert Buerkle Gmbh 圧力と熱により板状の被加工物を積層するためのプレス機および方法
KR20100117592A (ko) * 2008-01-18 2010-11-03 로크웰 콜린스 인코포레이티드 기판 적층 시스템 및 방법
KR20110029008A (ko) * 2009-09-14 2011-03-22 (주)후세메닉스 적층장치 및 그 제어방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180086131A (ko) 2017-01-20 2018-07-30 토요잉크Sc홀딩스주식회사 점착제 및 점착 시트
CN110091539A (zh) * 2019-04-29 2019-08-06 南通精丰智能设备有限公司 一种用于开式压力机的悬臂式吸风机构

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Publication number Publication date
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