KR20210010278A - 엔코더를 제작하는 방법 - Google Patents
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Abstract
일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법은, 격자 패턴을 갖는 몰드를 제작하는 단계; 베이스 기판 또는 상기 몰드에 경화성 수지를 도포하는 단계; 도포된 상기 수지에 상기 몰드의 상기 격자 패턴을 사용하여 임프린팅하는 단계; 및 임프린팅된 수지에 반사층 금속을 증착하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
이하의 설명은 엔코더를 제작하는 방법에 관한 것이다.
엔코더는 2개의 물체의 상대 위치를 측정하기 위한 장치로 특정 방향으로의 거리나 각도 등을 측정하는 장치이다. 리니어 엔코더는 선형 방향으로의 이동 거리를 정밀하게 측정하는 장치이고, 로터리 엔코더는 회전 방향으로의 회전 각도를 정밀하게 측정하는 장치이다.
엔코더에 있어서 측정 눈금을 갖는 부재를 스케일이라 하며, 특히 광학식 엔코더에 사용되는 스케일은 측정을 위한 격자 구조(grating)를 포함한다. amplitude grating은 반사 영역과 비반사 영역으로 나뉘어지고, phase grating은 반사 영역과 반사 영역으로 나뉘어진다. 엔코더의 광원에서 나온 빛은 스케일 그레이팅에서 회절이 한 번 되고, 회절된 빛이 스캐닝 유닛의 인덱스 그레이팅을 지나면서 한 번 더 회절이 되면서 위상차가 생기며, 이때 발생한 위상차에 의해 생기는 간섭무늬를 스캐닝 유닛에서 관측하여 거리를 측정하게 된다. 스캐닝 유닛에서는 포토 다이오드 어레이를 사용하여 빛의 세기를 전기적 신호로 변환하여 측정한다.
이러한 스케일의 격자 구조는 특정한 간격과 두께를 가지는 반복적인 미세 패턴으로 이루어져 있다. 이러한 미세 패턴의 경우, 일반적인 리소그래피 공정을 이용하여 제작이 가능하다. 기판 위에 금속을 원하는 두께로 증착한 이후, 금속 위에 포토레지스트를 도포한다. 포토레지스트에 UV 빛을 노광하고 현상한 후에, 증착한 금속을 특정 에칭용액에 담가 에칭하게 된다. 그 후에 도포한 포토레지스트를 제거해줌으로써 스케일의 미세 패턴 형성이 가능하다. 하지만 이러한 공정을 통해 스케일을 제작할 경우, 포토레지스트를 현상할 때와 금속을 에칭할 때 두 번의 화학 공정을 거치게 되는데 이때 패턴 로스가 발생하게 된다. 이러한 패턴 로스는 미세 패턴 자체의 정밀도와 전체적인 균일도의 성능 저하를 유발하는 원인이 될 수 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
일 실시 예의 목적은 엔코더를 제작하는 방법을 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법은, 격자 패턴을 갖는 몰드를 제작하는 단계; 베이스 기판 또는 상기 몰드에 경화성 수지를 도포하는 단계; 도포된 상기 수지에 상기 몰드의 상기 격자 패턴을 사용하여 임프린팅하는 단계; 및 임프린팅된 수지에 반사층 금속을 증착하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 몰드를 제작하는 단계는, 몰드 기판 상에 포토 레지스트를 상기 격자 패턴에 따라 패터닝하는 단계; 패터닝된 몰드 기판 상에 시드 금속을 증착하는 단계; 상기 포토 레지스트를 제거하여 상기 포토 레지스트 위에 증착된 시드 금속만 선택적으로 제거하는 리프트 오프 단계; 상기 몰드 기판 상에 전주 도금을 수행하는 단계; 및 도금된 몰드를 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 몰드를 제작하는 단계는, 상기 패터닝하는 단계 이전에 수행되고, 상기 몰드 기판 상에 전도성 금속을 증착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 몰드 기판은 전도성을 갖는 재질로 형성되고, 상기 전주 도금을 수행하는 단계에서, 상기 몰드 기판에 전류가 통전될 수 있다.
상기 리프트 오프 단계에서, 상기 포토 레지스트가 식각된 부분으로부터 상기 몰드 기판의 표면이 노출될 수 있다.
상기 임프린팅하는 단계에서 사용되는 몰드는, 상기 몰드를 제작하는 단계에서 제작된 몰드를 복제한 소프트 몰드일 수 있다.
일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법은, 격자 패턴을 갖는 몰드를 제작하는 단계; 베이스 기판 또는 상기 몰드에 경화성 수지를 도포하는 단계; 도포된 상기 수지에 상기 몰드의 상기 격자 패턴을 사용하여 임프린팅하는 단계; 임프린팅된 수지에 시드 금속을 증착하는 단계; 상기 시드 금속 상에 베이스 금속을 도금하는 단계; 도금된 상기 베이스 금속을 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 몰드를 제작하는 단계는, 몰드 기판 상에 포토 레지스트를 상기 격자 패턴에 따라 패터닝하는 단계; 패터닝된 몰드 기판 상에 시드 금속을 증착하는 단계; 상기 포토 레지스트를 제거하여 상기 포토 레지스트 위에 증착된 시드 금속만 선택적으로 제거하는 리프트 오프 단계; 상기 몰드 기판 상에 전주 도금을 수행하는 단계; 및 도금된 몰드를 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 베이스 금속을 도금하는 단계에서, 상기 베이스 금속은 철과 니켈의 합금을 포함하는 금속으로 도금될 수 있다.
상기 몰드 기판은 전도성을 갖는 재질로 형성되고, 상기 전주 도금을 수행하는 단계에서, 상기 몰드 기판에 전류가 통전될 수 있다.
일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법은, 상기 패터닝하는 단계 이전에 수행되고, 상기 몰드 기판에 전도성 금속을 증착하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 전주 도금을 수행하는 단계에서, 상기 전도성 금속에 전류가 통전될 수 있다.
상기 임프린팅하는 단계에서 사용되는 몰드는, 상기 몰드를 제작하는 단계에서 제작된 몰드를 복제한 소프트 몰드일 수 있다.
상기 베이스 금속을 도금하는 단계는, 상기 베이스 금속을 도금하기 전에 반사층 금속을 도금하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법은, 격자 패턴을 갖는 몰드를 제작하는 단계; 상기 몰드에 철과 니켈의 합금을 포함하는 베이스 금속으로 도금하는 단계; 및 도금된 상기 베이스 금속을 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 몰드를 제작하는 단계는, 몰드 기판 상에 포토 레지스트를 사용하여 상기 격자 패턴에 따라 패터닝하는 단계; 패터닝된 몰드 기판 상에 시드 금속을 증착하는 단계; 상기 포토 레지스트를 제거하여 상기 포토 레지스트 위에 증착된 시드 금속만 선택적으로 제거하는 리프트 오프 단계; 상기 몰드 기판 상에 전주 도금을 수행하는 단계; 및 도금된 몰드를 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법은, 상기 도금하는 단계 이전에 수행되고, 상기 몰드에 희생층 금속을 증착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예의 엔코더를 제작하는 방법에 의하면, 기존의 리소그래피 방식으로 격자 패턴(P)을 형성하는 방식이 아닌, 몰드를 통한 임프린팅 방식을 사용하기 때문에, 포토리소그래피 공정에서 수행되는 UV 노광, 현상 공정 및/또는 화학적 에칭 공정에 따라 미세한 격자 패턴(P)의 정밀도가 하락하는 문제점을 해소할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법의 순서도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 몰드를 제작하는 단계의 순서도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 몰드를 제작하는 단계에 따라 몰드를 형성하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법에 따라 엔코더를 제조하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법의 순서도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법에 따라 엔코더를 제조하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법의 순서도이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법에 따라 엔코더를 제조하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 몰드를 제작하는 단계의 순서도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 몰드를 제작하는 단계에 따라 몰드를 형성하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법에 따라 엔코더를 제조하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법의 순서도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법에 따라 엔코더를 제조하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법의 순서도이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법에 따라 엔코더를 제조하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법의 순서도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 몰드를 제작하는 단계의 순서도이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 몰드를 제작하는 단계에 따라 몰드를 형성하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법에 따라 엔코더를 제조하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법은 화학적 가공을 최소화하고, 몰드(M)를 통해 미세 패턴을 임프린팅 함으로써, 높은 스케일 정밀도를 갖는 엔코더(1)를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법은, 몰드를 제작하는 단계(51)와, 경화성 수지를 도포하는 단계(52)와, 임프린팅하는 단계(53)와, 반사층 금속을 증착하는 단계(54)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법에 의해 제작되는 엔코더(1)는 베이스 기판(11)과, 베이스 기판(11) 상에 도포된 이후 몰드(M)를 통해 임프린팅된 수지(12)와, 임프린팅된 수지(12) 상에 증착되는 반사층 금속(13)을 포함할 수 있다.
몰드를 제작하는 단계(51)를 통하여, 엔코더(1)의 스케일을 형성하는 미세 격자(grating) 패턴을 임프린팅 하기 위한 몰드(M)를 제작할 수 있다.
예를 들어, 몰드(M)를 제작하는 단계(51)는 몰드(M)를 형성하기 위한 몰드 기판(41)을 준비하는 단계(511)와, 몰드 기판(41)에 전도성 금속을 증착하는 단계(512)와, 몰드 기판(41) 상에 포토 레지스트(43)를 사용하여 격자 패턴(P)을 따라 패터닝하는 단계(513)와, 패터닝된 몰드 기판(41) 상에 시드 금속(44)을 증착하는 단계(514)와, 격자 패턴(P) 이외의 잔류 포토 레지스트(43)를 식각하는 리프트 오프 단계(515)와, 몰드 기판(41) 상에 전주 도금을 수행하는 단계(516)와, 도금된 몰드를 분리하는 단계(517)를 포함할 수 있다.
몰드 기판을 준비하는 단계(511)는 격자 패턴(P)을 갖는 몰드(M)를 형성하기 위한 몰드 기판(41)을 마련하는 단계일 수 있다. 예를 들어, 몰드 기판(41)은 전도성을 가질 수 있다.
전도성 금속을 증착하는 단계(512)는, 전도성을 갖는 금속층(42)을 몰드 기판(41)에 증착할 수 있다.
예를 들어, 몰드 기판(41)이 전도성을 가질 경우, 전도성 금속을 증착하는 단계(512)는 생략될 수 있다. 다시 말하면, 도 3과 달리, 금속층(42)이 생략된 상태로 나머지 층들이 적층될 수 있다는 점을 밝혀 둔다. 반면, 몰드 기판(41)이 반도체 또는 부도체일 경우에는 전도성 금속을 증착하는 단계(512)가 패터닝하는 단계(513) 이전에 수행되어 몰드 기판(41) 상에 전도성 금속층(42)이 증착될 수 있다. 물론, 단계 512는 몰드 기판(41)이 전도성을 가지는 경우에도 수행될 수 있다는 점을 밝혀 둔다. 다시 말하면, 단계 512는 몰드 기판(41)이 전도성을 가지지 않을 경우에는 필수적으로 수행되며, 몰드 기판(41)이 전도성을 가질 경우에는 선택적으로 수행될 수 있다.
패터닝하는 단계(513)는, 몰드 기판(41) 상에 포토 레지스트(43)를 도포한 상태에서, UV 노광 및 현상 과정을 통해 포토 레지스트(43)를 격자 패턴(P)을 갖도록 패터닝하는 단계일 수 있다.
패터닝하는 단계(513)에서 패터닝되는 포토 레지스트(43)의 격자 패턴(P)의 형상에 따라 엔코더(1) 스케일의 격자 패턴(P)의 형상이 결정될 수 있다.
예를 들어, 격자 패턴(P)의 간격은 20 um, 10 um 또는 8 um 등 매우 미세한 간격을 갖도록 설계될 수 있다.
예를 들어, 격자 패턴(P)의 높이는 광원에 의해 결정되며 제작될 엔코더(1)가 amplitude grating 방식일 경우 반사율이 60% 이상이 되도록 100 nm 이상의 크기를 가질 수 있고, phase grating 방식일 경우, 광원의 파장 λ에 대해 λ/4의 두께를 가지도록 패턴의 높이를 결정할 수 있다.
시드 금속을 증착하는 단계(514)는, 몰드 기판(41) 및 그 위에 격자 패턴(P)으로 이루어진 포토 레지스트(43) 상에 시드 금속(44)을 증착하는 단계일 수 있다.
시드 금속을 증착하는 단계(514)에서, 시드 금속(44)은 포토 레지스트(43)에 의해 마스킹되어, 격자 패턴(P)을 따라서 포토 레지스트(43) 상에 증착되고 격자 패턴(P)을 제외한 부분에는 몰드 기판(41)(단계 512가 생략된 경우) 또는 전도성 금속(42)(단계 512가 수행된 경우) 상에 적층될 수 있다.
도 3의 세번째 공정 도면에 도시된 것처럼, 시드 금속(44)의 높이는 포토 레지스트(43)의 높이보다 낮도록 증착됨으로써, 포토 레지스트(43)의 적어도 일부는 외부로 노출된 상태를 유지할 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 후술하는 것처럼 리프트 오프 단계(515)를 통하여, 포토 레지스트(43) 및 포토 레지스트(43) 상에 증착된 시드 금속(44)이 제거될 수 있다.
리프트 오프 단계(515)는 몰드 기판(41) 상에 증착된 포토 레지스트(43)를 용제에 녹여 제거함으로써 상기 시드 금속(44)이 격자 패턴(P)을 형성하도록 패터닝하는 리프트 오프(lift off) 공정을 수행할 수 있다.
리프트 오프 단계(515)에서, 포토 레지스트(43)가 식각된 부분으로부터 몰드 기판(41) 또는 전도성 금속층(42)의 표면이 노출될 수 있다.
리프트 오프 단계(515)에 의하면, 포토 레지스트(43)와 함께 포토 레지스트(43) 상에 증착된 시드 금속(44)까지 제거되기 때문에, 제거되지 않고 몰드 기판(41) 또는 전도성 금속층(42) 상에 증착된 시드 금속(44)이 격자 패턴(P)을 형성할 수 있다.
전주 도금을 수행하는 단계(516)는, 몰드 기판(41) 상에 패터닝된 시드 금속(44)에 전주 도금을 수행하여 격자 패턴(P)을 갖는 몰드(M)를 형성할 수 있다.
예를 들어, 전도성 금속을 증착하는 단계(512)가 생략될 경우, 전주 도금을 수행하는 단계(516)에서 몰드 기판(41)에 전주 도금을 위한 전류가 인가될 수 있다.
도금된 몰드를 분리하는 단계(517)는, 도금된 몰드(M)를 몰드 기판(41)으로부터 분리하여 격자 패턴(P)을 갖는 몰드(M)를 사용 가능하게 분리하는 단계일 수 있다.
예를 들어, 몰드를 제작하는 단계(51)에서 제작된 몰드(M)는 금속 도금을 위한 하드 몰드일 수 있다. 다른 예로, 몰드(M)는 하드 몰드를 플라스틱 소재 등으로 다시 복제하여 소프트 몰드로 형성된 몰드(M)일 수도 있다. 예를 들어, 몰드(M)는 평판 형태를 가질 수 있지만, 이와 달리 롤러의 형태로 제작될 수도 있다는 점을 밝혀둔다.
일 실시 예에 따른 몰드를 제작하는 단계(51)에 의하면 별도의 화학적 에칭(etching) 공정 없이 미세한 격자 패턴(P)이 형성된 몰드(M)를 제작할 수 있기 때문에, 격자 패턴(P)의 정밀도와 품질 균일성을 향상시킬 수 있다.
경화성 수지를 도포하는 단계(52)는, 경화성 수지(12)를 베이스 기판(11)에 도포하는 단계일 수 있다. 예를 들어, 경화성 수지(12)는 UV 경화성 수지 또는 열 경화성 수지일 수 있다. 예를 들어, 경화성 수지(12)는 수용성일수 있기 때문에 약품에 의한 제품의 오염을 방지할 수 있다.
다른 예로, 경화성 수지를 도포하는 단계(52)는 경화성 수지(12)를 몰드(M)에 도포하는 단계일 수 있다. 이 경우, 베이스 기판(11)은 경화성 수지(12)가 몰드(M)에 도포된 이후에 증착되어 형성될 수 있다는 점을 밝혀둔다.
임프린팅하는 단계(53)는, 몰드(M)를 제작하는 단계(51)에서 제작된 몰드(M)의 격자 패턴(P)를 사용하여 경화성 수지(12) 상에 임프린팅하고 경화시킴으로써 수지(12)의 표면 상에 격자 패턴(P)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 몰드(M)는 전술한 몰드를 제작하는 단계(51)에서 만들어진 몰드(M) 자체를 사용할 수 있지만, 상기 몰드(M)를 복제하여 만든 몰드(M)를 사용하는 것도 가능하다.
예를 들어, 경화성 수지(12)가 몰드(M)에 도포되는 경우에도 몰드(M)의 마스킹 패턴(P)을 사용하여 임프린팅을 수행하는 과정이 동일하게 수행될 수 있다는 점을 밝혀둔다.
반사층 금속(13)을 증착하는 단계(54)는, 임프린팅된 수지(12)로부터 몰드(M)를 제거한 이후, 엔코더(1)의 반사층으로 사용될 반사층 금속(13)을 증착하는 단계일 수 있다.
일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법에 의하면, 기존의 리소그래피 방식으로 격자 패턴(P)을 형성하는 방식이 아닌, 몰드를 이용하여 임프린팅하는 방식을 사용하기 때문에, 리소그래피 방식에서 수행되는 UV 노광, 현상 공정 및/또는 화학적 에칭 공정에 따라 미세한 격자 패턴(P)의 정밀도가 하락하는 문제점을 해소할 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법의 순서도이고, 도 6은 일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법에 따라 엔코더를 제조하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
구체적으로 도 5 및 도 6에 도시된 엔코더를 제작하는 방법은 도 1 내지 도 4에 도시된 엔코더(1)를 제작하는 방법과 다른 방법을 통해 엔코더(3)를 제조할 수 있다.
일 실시 예에 따른 엔코더(3)는, 몰드(M)를 통해 임프린팅된 기판 층(2)으로 형성되는 것이 아닌, 임프린팅된 기판 층(2)에 금속 도금을 수행하여 분리되는 베이스 금속(31)과, 베이스 금속(31)의 상층에 적층되는 반사층 금속(32)을 포함하는 구조를 가질 수 있다.
일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법은 몰드를 제작하는 단계(61), 수지를 도포하는 단계(62), 임프린팅하는 단계(63), 시드 금속 증착 단계(64), 베이스 금속을 도금하는 단계(65), 도금된 베이스 금속(31)을 분리하는 단계(66), 분리된 베이스 금속(31)에 반사층 금속(32)을 증착하는 단계(67)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 몰드를 제작하는 단계(61), 수지를 도포하는 단계(62) 및 임프린팅하는 단계(63)는 도 1 내지 도 4에서 전술한 몰드를 제작하는 단계(51), 수지를 도포하는 단계(52) 및 임프린팅하는 단계(53)와 동일한 공정을 포함하는 것으로 이해되어도 무방하기 때문에, 중복되는 설명은 도 1 내지 도 4의 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법을 참조하여 생략될 수 있다.
몰드를 제작하는 단계(61), 수지를 도포하는 단계(62) 및 임프린팅하는 단계(63)를 통해, 임프린팅된 기판 층(2)은 베이스 기판(21)과, 베이스 기판(21) 또는 몰드(M)에 도포된 이후 격자 패턴(P)을 갖도록 임프린팅된 수지(22)를 포함할 수 있다.
시드 금속을 증착하는 단계(64)는, 격자 패턴(P)으로 임프린팅된 수지(22) 상에 시드 금속(23)을 증착하는 단계일 수 있다.
베이스 금속을 도금하는 단계(65)는, 시드 금속(23)으로 증착된 수지(22) 상에 베이스 금속(31)으로 전주 도금하는 단계일 수 있다.
베이스 금속을 분리하는 단계(66)는, 도금된 베이스 금속(31)을 임프린팅된 기판층(2)으로부터 분리하는 단계일 수 있다. 예를 들어, 분리된 베이스 금속(31)은 임프린팅된 수지(22)의 격자 패턴(P)에 의해 그 역상의 격자 패턴(P)이 표면상에 형성될 수 있다.
반사층 금속을 증착하는 단계(67)는, 분리된 베이스 기판(21) 상에 엔코더(3)의 반사층으로 사용될 반사층 금속(32)을 증착하는 단계일 수 있다.
다른 예로, 엔코더(3)의 반사층 금속(32)은 베이스 금속을 도금하는 단계(65)에서 도금을 통해 형성될 수 있으며, 이 경우 반사층 금속을 증착하는 단계(67)는 생략될 수 있다는 점을 밝혀둔다.
예를 들어, 베이스 금속을 도금하는 단계(65)는, 베이스 금속(31)을 도금하기 전에 반사층 금속(32)을 도금하는 단계(미도시)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 베이스 금속(31)의 재질은 철과 니켈의 합금으로 형성되는 인바(invar) 금속을 포함할 수 있다. 인바 금속으로 형성되는 베이스 금속(31)에 의하면 열팽창계수가 현저히 낮은 글래스 기판과 동일한 열적 성능을 가지게 되어, 열에 의한 환경적인 변화에 대하여 높은 안정성을 달성할 수 있다.
일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법에 의하면, 기존의 포토리소그래피 공정을 임프린팅 공정으로 대체함으로써 UV 노광 및 현상 등 리소그래피에 소모되는 비용을 줄일 수가 있을 뿐만 아니라 제작된 제품들 간의 정밀도 또한 확보가 가능하기 때문에 양산 공정에 있어 유리할 수 있으며, 환경친화성 역시 확보할 수 있다.
더불어, 제작된 몰드(M)를 반 영구적으로 사용할 수 있기 때문에, 기존의 포토리소그래피 공정을 수행함에 따라 고가의 포토마스크가 손상되는 위험성을 배제할 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법의 순서도이고, 도 8은 일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법에 따라 엔코더를 제조하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
구체적으로 도 7 및 도 8에 도시된 엔코더를 제작하는 방법은 도 1 내지 도 7에 도시된 엔코더(1, 3)를 제작하는 방법과 다른 방법을 통해 엔코더(9)를 제조할 수 있다.
일 실시 예에 따른 엔코더(9)는, 몰드(M)를 통해 임프린팅된 기판 층(2)에 도금되어 형성되는 것이 아닌, 몰드(M)에 직접 베이스 금속(91)의 도금을 통해 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법은, 몰드를 제작하는 단계(71), 희생층 금속을 증착하는 단계(72), 도금을 수행하는 단계(73), 분리하는 단계(74), 분리된 베이스 금속(91)에 반사층 금속을 증착하는 단계(75)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 몰드를 제작하는 단계(71) 도 1 내지 도 4에서 전술한 몰드를 제작하는 단계(51)와 동일한 공정을 포함하는 것으로 이해되어도 무방하기 때문에, 중복되는 설명은 도 1 내지 도 4의 실시 예에 따른 엔코더를 제작하는 방법을 참조하여 생략될 것이다.
희생층 금속을 증착하는 단계(72)에서, 격자 패턴(P)이 형성된 몰드(M) 상에 희생층 금속(8)이 증착될 수 있다. 따라서, 도 8과 같이 희생층 금속(8)은 몰드(M)의 격자 패턴(P)의 부분 중, 지면과 수평한 음각 및 양각 부분 각각에 증착될 수 있다.
도금을 수행하는 단계(73)는, 희생층 금속(8)이 증착된 몰드(M) 상에 베이스 금속(91)으로 전주 도금을 수행하는 단계일 수 있다.
예를 들어, 베이스 금속(91)의 재질은 철과 니켈의 합금으로 형성되는 인바(invar) 금속을 포함할 수 있다.
분리하는 단계(74)는, 도금된 베이스 금속(91)을 몰드(M)로부터 분리하는 단계일 수 있다. 분리되는 베이스 금속(91)은 몰드(M)의 격자 패턴(P)에 의해 그 역상의 격자 패턴(P)이 표면상에 형성될 수 있다.
분리하는 단계(74)는, 도금된 베이스 금속(91)과 몰드(M) 사이에 개재된 희생층 금속(8)을 식각하는 단계를 포함할 수 있다.
반사층 금속을 증착하는 단계(75)는, 분리된 베이스 기판(91) 상에 엔코더(9)의 반사층으로 사용될 반사층 금속(미도시)을 증착하는 단계일 수 있다.
다른 예로, 엔코더(9)의 반사층 금속은 도금을 수행하는 단계(73)에서 도금을 통해 형성될 수 있으며, 이 경우 반사층 금속을 증착하는 단계(75)는 생략될 수 있다는 점을 밝혀둔다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
Claims (16)
- 격자 패턴을 갖는 몰드를 제작하는 단계;
베이스 기판 또는 상기 몰드에 경화성 수지를 도포하는 단계;
도포된 상기 수지에 상기 몰드의 상기 격자 패턴을 사용하여 임프린팅하는 단계; 및
임프린팅된 수지에 반사층 금속을 증착하는 단계를 포함하는 엔코더를 제작하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 몰드를 제작하는 단계는,
몰드 기판 상에 포토 레지스트를 상기 격자 패턴에 따라 패터닝하는 단계;
패터닝된 몰드 기판 상에 시드 금속을 증착하는 단계;
상기 포토 레지스트를 제거하여 상기 포토 레지스트 위에 증착된 시드 금속만 선택적으로 제거하는 리프트 오프 단계;
상기 몰드 기판 상에 전주 도금을 수행하는 단계; 및
도금된 몰드를 분리하는 단계를 포함하는 엔코더를 제작하는 방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 몰드를 제작하는 단계는,
상기 패터닝하는 단계 이전에 수행되고, 상기 몰드 기판 상에 전도성 금속을 증착하는 단계를 더 포함하는 엔코더를 제작하는 방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 몰드 기판은 전도성을 갖는 재질로 형성되고,
상기 전주 도금을 수행하는 단계에서, 상기 몰드 기판에 전류가 통전되는 것을 특징으로 하는 엔코더를 제작하는 방법.
- 제 4 항에 있어서,
상기 리프트 오프 단계에서, 상기 포토 레지스트가 제거된 부분으로부터 상기 몰드 기판의 표면이 노출되는 것을 특징으로 하는 엔코더를 제작하는 방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 임프린팅하는 단계에서 사용되는 몰드는,
상기 몰드를 제작하는 단계에서 제작된 몰드를 복제한 소프트 몰드인 것을 특징으로 하는 엔코더를 제작하는 방법.
- 격자 패턴을 갖는 몰드를 제작하는 단계;
베이스 기판 또는 상기 몰드에 경화성 수지를 도포하는 단계;
도포된 상기 수지에 상기 몰드의 상기 격자 패턴을 사용하여 임프린팅하는 단계;
임프린팅된 수지에 시드 금속을 증착하는 단계;
상기 시드 금속 상에 베이스 금속을 도금하는 단계; 및
도금된 상기 베이스 금속을 분리하는 단계를 포함하는 엔코더를 제작하는 방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 몰드를 제작하는 단계는,
몰드 기판 상에 포토 레지스트를 사용하여 상기 격자 패턴에 따라 패터닝하는 단계;
패터닝된 몰드 기판 상에 시드 금속을 증착하는 단계;
상기 포토 레지스트를 제거하여 상기 포토 레지스트 위에 증착된 시드 금속만 선택적으로 제거하는 리프트 오프 단계;
상기 몰드 기판 상에 전주 도금을 수행하는 단계; 및
도금된 몰드를 분리하는 단계를 포함하는 엔코더를 제작하는 방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 베이스 금속을 도금하는 단계에서,
상기 베이스 금속은 철과 니켈의 합금을 포함하는 금속으로 도금되는 것을 특징으로 하는 엔코더를 제작하는 방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 몰드 기판은 전도성을 갖는 재질로 형성되고,
상기 전주 도금을 수행하는 단계에서, 상기 몰드 기판에 전류가 통전되는 것을 특징으로 하는 엔코더를 제작하는 방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 패터닝하는 단계 이전에 수행되고, 상기 몰드 기판에 전도성 금속을 증착하는 단계를 더 포함하고,
상기 전주 도금을 수행하는 단계에서, 상기 전도성 금속에 전류가 통전되는 것을 특징으로 하는 엔코더를 제작하는 방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 임프린팅하는 단계에서 사용되는 몰드는,
상기 몰드를 제작하는 단계에서 제작된 몰드를 복제한 소프트 몰드인 것을 특징으로 하는 엔코더를 제작하는 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 베이스 금속을 도금하는 단계는,
상기 베이스 금속을 도금하기 전에 반사층 금속을 도금하는 단계를 포함하는 엔코더를 제작하는 방법.
- 격자 패턴을 갖는 몰드를 제작하는 단계;
상기 몰드에 철과 니켈의 합금을 포함하는 베이스 금속으로 도금하는 단계; 및
도금된 상기 베이스 금속을 분리하는 단계를 포함하는 엔코더를 제작하는 방법.
- 제 14 항에 있어서,
상기 몰드를 제작하는 단계는,
몰드 기판 상에 포토 레지스트를 사용하여 상기 격자 패턴에 따라 패터닝하는 단계;
패터닝된 몰드 기판 상에 시드 금속을 증착하는 단계;
상기 포토 레지스트를 제거하여 상기 포토 레지스트 위에 증착된 시드 금속만 선택적으로 제거하는 리프트 오프 단계;
상기 몰드 기판 상에 전주 도금을 수행하는 단계; 및
도금된 몰드를 분리하는 단계를 포함하는 엔코더를 제작하는 방법.
- 제 14 항에 있어서,
상기 도금하는 단계 이전에 수행되고, 상기 몰드에 희생층 금속을 증착하는 단계를 더 포함하는 엔코더를 제작하는 방법.
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| KR102267128B1 (ko) | 2021-06-23 |
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