KR20220100570A - 마이크로 및/또는 나노구조를 엠보싱하는 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조를 엠보싱 재료로 엠보싱하기 위한 구조 펀치(4, 4', 4", 4"', 4iv, 4v, 4vi, 4vii, 4viii)를 갖는 엠보싱 재료에 구조를 엠보싱하기 위한 장치(1)에 관한 것으로, 구조 펀치(4, 4', 4", 4"', 4iv, 4v, 4vi, 4vii, 4viii)는 엠보싱 및 엠보싱 재료로부터의 분리 동안 일정한 국부 팽창하에 유지될 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

마이크로 및/또는 나노구조를 엠보싱하는 장치 및 방법

본 발명은 종속항에 따른 마이크로 및/또는 나노구조를 엠보싱하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

종래 기술에서, 마이크로- 및/또는 나노구조는 포토리소그래피로 및/또는 임프린트 리소그래피의 도움으로 제조된다. 임프린트 리소그래피는 펀치로 마이크로 및/또는 나노미터 크기의 구조를 재료에 엠보싱하는 방법으로 이해된다. 이 재료는 기판에 적용된 엠보싱 재료를 포함한다. 이러한 임프린트 방법은 많은 포토리소그래피 방법보다 더 빠르고, 더 효과적이고, 더 저렴하게 구현될 수 있기 때문에 최근 몇 년 동안 점점 더 중요해지고 있다. 또한, 임프린트 리소그래피 방법으로 얻을 수 있는 해상도는 포토리소그래피의 도움으로 얻을 수 있는 해상도보다 결코 열등하지 않다는 것이 밝혀졌다. 소위 "제 1 프린트"와 같은 일부 경우에는 기존 리소그래피보다 임프린트 리소그래피로 더 나은 해상도를 얻을 수 있다.

알려진 장치의 대부분의 실시예는 소위 마스크 정렬기에 내장되거나 독립형 시스템이지만 300mm보다 큰 기판을 처리할 수 없는 것으로 생각된다. 정렬기는 이미 반도체 산업에서 포토리소그래피용으로 널리 사용되기 때문에 특수 임프린트 시스템에 특히 적합하다. 따라서 공급업체는 이미 알려진 마스크 정렬기 기술을 기반으로 하거나 이를 확장할 수 있는 확장 및 부착물을 제공하는 것이 좋다. 마스크 정렬기의 장점은 무엇보다도 그들이 대부분의 경우 기판의 특히 전체 표면 조명을 위한 광학 시스템, 특히 램프 하우징을 이미 제공하고 따라서 엠보싱된 엠보싱 재료를 제공한다는 점이다.

수정되거나 확장된 마스크 정렬기 외에, 특별한 실시예를 위해 구축된 별도의 임프린트 시스템도 존재한다. 이러한 시스템은 가장 자주 정렬 시스템으로, 펀치를 기판에 고정밀도로 정렬할 수 있다. 이러한 시스템은 또한 진공, 특수 분배 시스템 등을 생성할 수 있다. 이러한 임프린트 시스템은 또한 300mm 이상의 기판에 엠보싱 재료를 엠보싱할 수 있는 경우가 거의 없다.

디스플레이 장치, 즉 디스플레이, 특히 곡면 또는 평면 스크린용 구조물의 제조를 가능하게 하는 임프린트 시스템이 존재한다.

임프린트 리소그래피에는 5가지 알려진 기술이 있다.

- 마이크로 및/또는 나노접촉 프린트(μ/nCP)

- 복제 몰딩(REM)

- 마이크로 트랜스퍼 몰딩(TM) 또는 나노임프린트 리소그래피(NIL)

- 모세관의 미세 몰딩(MIMIC)

- 용매 보조 마이크로 몰딩

알려진 바와 같이, 임프린트 펀치는 다음 두 가지 큰 제품군으로 나눌 수 있다.: 사용은 하드 펀치(금속, 세라믹 재료 또는 부피가 큰 유리 또는 플라스틱으로 만들어짐) 또는 소위 소프트 펀치(폴리머, 실리콘 등으로 만들어짐)로 만들 수 있다.).

엘라스토머 펀치는 마스터의 네거티브로 제조된다. 마스터 펀치는 금속, 유리, 석영 유리, 플라스틱 또는 세라믹으로 만들어진 단단한 펀치로, 해당하는 복잡한 공정에서 한 번 제조된다. 그런 다음 마스터에서 원하는 만큼의 엘라스토머 펀치를 제조할 수 있다. 엘라스토머 펀치는 넓은 표면에 유연하고 균일한 접촉을 허용한다. 그들은 마스터 펀치와 엠보싱 제품에서 분리되어야 한다. 이것은 기능화, 특히 코팅을 통해 달성되는 엘라스토머 펀치의 낮은 표면 에너지에서 비롯된다. 엘라스토머 펀치는 단단한 펀치보다 기질에서 분리하기가 더 쉽다.

소프트 리소그래피 공정의 자동화된 실현을 위해서는 탄성 중합체 펀치가 캐리어에 의해 지지되어야 한다. 다양한 두께의 유리 캐리어 기판이 현재 사용된다. 그러나 두꺼운 유리 기판을 사용하면 엘라스토머 펀치가 적어도 부분적으로 유연성을 잃게 된다. 따라서 유리 캐리어는 한편으로는 엘라스토머 펀치에 필요한 안정성을 제공하는 반면 다른 한편으로는 필요한 유연성을 달성할 수 있을 만큼 충분히 유연하게 유리로 만들어진 충분히 얇은 캐리어이다.

엘라스토머 펀치의 다른 실시예는 엘라스토머 또는 중합체 외부의 층 시스템으로 제조된다. 캐리어 엘라스토머는 안정성, 탄성, 균일성 및 거칠기와 같은 기계적 특성을 결정하는 실질적인 요인이 될 수 있다. 펀치의 구조는 특히 마스터의 인상을 통해 펀치 재료에서 생성된다.

특히 마스터는 스텝-앤드-리피트 공정(S&R 공정)으로 제작할 수 있다. 이것은 매우 큰 마스터를 제조해야 할 때 무엇보다 유리하다. 마스터는 여기에서 추가 마스터 마스터를 사용하여 제조된다. 그러나 기술 용어로 소프트 펀치가 몰딩되는 마스터를 서브 마스터라고 하고 서브 마스터를 제조하는 마스터를 마스터라고 한다. 따라서 정의가 다를 수 있다. 특히 소프트 펀치 몰딩에 사용되는 대면 마스터(또는 서브 마스터)는 반복된 엠보싱 공정(단계 및 반복 공정)으로 제조될 수 있으며, 이는 엠보싱이 첫 번째 위치에서 발생하는 것을 특징으로 하며, 그 후 마스터-마스터(또는 마스터)가 이동된 후 적어도 한 번 더 엠보싱되는 것이 공개된다.

엘라스토머 펀치를 직접 엠보싱하기 위해 단계별 반복 공정에서 마스터를 사용하는 것도 생각할 수 있다. 이것은 엘라스토머 펀치가 매우 클 때 무엇보다 유리하다. 마스터는 여기에서 엘라스토머 펀치를 엠보싱하는 제 1 위치로 이동한 다음 제 1 위치와 다른 제 2 위치로 이동하여 다시 엠보싱한다. 이 프로세스는 모든 크기의 엘라스토머 펀치를 생성하는 데 필요한 만큼 자주 계속할 수 있다. 특히, 엘라스토머 펀치의 개별적으로 엠보싱된 위치는 매끄럽게 엠보싱될 수 있다.

일반적으로 강성 캐리어의 사용은 엠보싱 공정 후 펀치와 기판의 자동 분리를 방해하여 공정 자동화 및 임프린트 리소그래피의 산업적 이용 가능성을 어렵게 만든다.

펀치와 관련된 또 다른 일반적인 문제는 크기가 제한적이라는 것이다. 결과적으로 큰 표면을 엠보싱하는 것이 쉽게 가능하지 않다. 롤러 펀치는 연속 엠보싱을 위한 한 가지 옵션이지만 여기서는 더 이상 논의하지 않는다. 대형 기판 상에 마이크로 및/또는 나노미터 크기의 구조를 엠보싱하기 위한 선행 기술에는 극히 소수의, 그리고 무엇보다도 완전히 개발된 시스템 또는 방법이 존재하지 않는다.

또 다른 문제는 표면에서 펀치를 분리하는 데 있다. 펀치를 탈형하는 동안 엠보싱 구조와 펀치가 손상되지 않도록 펀치 박리를 정밀하게 제어해야 한다.

특히 대형 기판용 펀치와 관련된 또 다른 문제는 엠보싱을 위한 경로 또는 펀치로부터 기판을 분리하기 위한 경로가 기판의 특징적인 길이의 경로의 적어도 두 배를 필요로 한다는 사실에 있다. 결과적으로, 이러한 장치는 매우 많은 값비싼 크린룸 공간을 필요로 한다. 즉, 펀치 분리의 문제는 펀치를 엠보싱 표면에서 분리하는 데 필요한 공간이 펀치의 길이 또는 직경에 비례한다는 사실에 있다.

분리는 선형 리프팅 동작을 기반으로 한다. 즉, 이 방법은 높은 전단력으로 기판에서 가요성 펀치를 박리하는 것을 포함한다.

선형 리프팅 동작의 경우, 임프린트 장치의 분리 메커니즘은 펀치의 길이, 펀치의 탄성 및 접착 특성에 의해 설정될 수 있고 펀치를 분리하기 위해 펀치 측면에 의해 횡단되어야 하는 실험적으로 결정 가능한 경로를 필요로 한다. 기판에서. 탄젠트 레버의 길이가 가변적이기 때문에 인장된 펀치의 길이가 변경된다. 펀치의 길이가 변경되면 추가 보정 없이 재료 장력이 변경되며, 이는 펀치의 치수 안정성도 변경됨을 의미한다.

분리 메커니즘의 선택적인 실시예는 분리를 보다 효율적으로 만들기 위해 풀리를 사용한다. 풀리에서 펀치의 방향이 바뀌므로 풀리가 없는 실시예에 비해 장치에 필요한 공간을 줄일 수 있다. 펀치의 방향이 변경되면 힘 효과가 변경되고 이에 따라 펀치의 응력 텐서의 개별 구성요소가 변경되므로 펀치의 일정한 치수 안정성이 보장되지 않는다.

전체 엠보싱 공정 동안 펀치의 일정한 치수 안정성이 모든 엠보싱 공정의 기본적으로 중요한 측면이지만, 탄젠트 레버가 있는 분리 메커니즘이나 풀리 모두 펀치의 일정한 치수 안정성을 보장할 수 없다.

표면의 마이크로- 및/또는 나노구조화와 관련된 선행 기술은 무엇보다도 포토리소그래피 및 다양한 엠보싱 기술을 포함한다. 엠보싱 기술은 단단하거나 부드러운 펀치를 사용한다. 무엇보다 최근에 엠보싱 리소그래피 기술이 채택되어 고전적인 포토리소그래피 기술을 대체하고 있다. 엠보싱 리소그래피 기술 중에서 무엇보다 소위 소프트 펀치의 사용이 대중화되고 있다. 그 이유는 펀치 제조의 용이성, 효율적인 엠보싱 공정, 각 펀치 재료의 매우 우수한 표면 특성, 저렴한 비용, 엠보싱 제품의 재현성, 그리고 무엇보다도 엠보싱 및 이형 중 펀치를 탄성적으로 변형시키는 능력에 있다. 소프트 리소그래피는 10 nm에서 1,000 m보다 큰 범위 내의 구조를 제조하기 위해 마이크로 또는 나노 구조의 표면을 가진 엘라스토머로 만든 펀치를 사용한다.

소프트 펀치를 사용한 임프린트 리소그래피의 장점 외에도 펀치의 탄성으로 인해 동일한 기술의 단점이 있으므로 펀치의 치수 안정성이 항상 보장되지는 않는다. 이것은 엠보싱될 펀치의 구조와 비교하여 이미지화되고 엠보싱된 구조에서 부정확성과 왜곡을 초래한다. 이러한 물질 관련 단점은 마찬가지로 본 발명에 의해 적어도 감소된다.

구조 펀치는 구조를 엠보싱하고 구조 펀치를 엠보싱 재료에서 분리하는 동안 다양한 응력에 노출되며, 이는 구조 펀치의 구조 사이의 거리를 변화시켜 엠보싱 재료에서 생성된 구조의 치수 안정성을 최적이 아니므로 불리한 것으로 판명되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 더 이상 선행 기술의 단점이 없고 특히 자동화 및 개선된 치수 안정성 엠보싱 구조로 기판을 더 빠르게 처리할 수 있다.

상기 목적은 독립항의 주제로 달성된다. 본 발명의 유리한 추가 개발은 종속항에 표시된다. 본 발명의 틀은 또한 명세서, 청구범위 및/또는 도면에 표시된 적어도 2개의 특징의 모든 조합을 포함한다. 표시된 값 범위는 또한 제한 값으로 개시된 언급된 경계 내에 있는 값을 포함하고 임의의 조합으로 청구할 수 있다.

본 발명은 엠보싱 재료의 구조를 엠보싱하기 위한 장치를 제공하며, 여기서 구조 펀치는 엠보싱 및 엠보싱 재료의 분리 동안 일정한 국부 팽창하에 유지될 수 있다.

본 발명은 또한 엠보싱 재료에 구조를 엠보싱하는 방법을 제공하며, 여기서 구조 펀치는 구조를 엠보싱 재료로 엠보싱하고, 구조 펀치는 엠보싱 및 엠보싱 재료의 분리 동안 일정한 국부 팽창하에 유지된다.

본 발명의 의미에서, 특징 "일정한" 은 구조 펀치의 각 위치에서의 국부 팽창이 적어도 대략적으로 동일함을 의미한다. 이는 국부 팽창 이 평균값에 대해 최대 100ppm 만큼 변한다는 의미로 이해된다.

바람직하게는 구조 펀치의 구조를 엠보싱 재료 내로 가압하기 위한 엠보싱 롤러가 제공되며, 여기서 엠보싱 롤러는 엠보싱 후에 구조 펀치를 리프팅하기 위한 태핏을 갖는다. 이것은 유리하게는 추가적인 분리 장치의 필요성을 제거한다.

바람직하게는 엠보싱이 완료된 후, 구조 펀치를 갖는 엠보싱 롤러가 이동될 수 있거나 분리 경로 상의 끝 위치로부터 새로운 엠보싱을 위한 시작점으로 다시 이동될 수 있는 장치가 추가로 제공된다. 그 결과, 다음 엠보싱 공정이 중단 없이 유리하게 시작될 수 있다.

특히, 본 발명은 구조 펀치로 마이크로 및/또는 나노구조를 엠보싱하기 위한 장치에 관한 것으로, 여기서 구조 펀치는 개선된 핸들링 특성을 갖고, 구조 펀치는 개선된 치수 안정성을 갖고, 장치는 구조적으로 공간 절약적인 방식으로 기판으로부터 구조 펀치를 제거하고, 구조 펀치의 치수 안정성은 엠보싱 공정 동안 유지된다.

또 다른 발명은 마이크로 및/또는 나노구조를 엠보싱하기 위한 본 발명에 따른 또 다른 장치에 관한 것으로, 여기서 엠보싱 재료로의 구조 전사는 후방으로의 노출 없이 구조 펀치의 변형으로만 일어난다.

유체 또는 엠보싱 롤러에 의한 힘, 그리고 구조 펀치의 치수 안정성은 엠보싱 공정 동안 유지된다.

본 발명은 또한 마이크로 및/또는 나노구조를 엠보싱하는 방법에 관한 것으로, 여기서 엠보싱 방법은 특히 구조 펀치의 재료 응력과 함께 구조 펀치로부터 기판의 조절된 분리를 통해 개선된 임프린트 및 펀치 치수 안정성을 가능하게 한다. 엠보싱 및 분리 중에 규제된다. 그 결과, 구조 펀치의 국부적 팽창이 일정하게 유지되어 구조 펀치, 특히 엠보싱 구조의 치수 안정성을 개선한다.

본 발명은 특히 분리 공정 동안 펀치에 작용하는 힘에 관한 것으로, 이에 의해 구조 펀치, 캐리어 및 임프린트에 가해지는 하중을 감소시킨다. 제한된 하중은 엠보싱 품질을 높이고 구조 펀치의 수명을 연장한다.

분리 장치를 사용하여 본 발명에 따라 수행되는 신규한 분리 공정은 종래의 분리 방법보다 적은 공간을 필요로 한다. 특히 결과적으로 전체 시스템의 면적이 줄어들 수 있으며, 이는 결과적으로 클린룸의 비용을 낮춘다.

본 발명에 따른 장치의 제 1 실시예는 기판 장착부, 몰딩될 구조체 펀치, 구조체 펀치용 고정 요소, 엠보싱 롤러 및 분리 장치, 및 아래에 추가로 열거된 구성요소로 구성된다.

상기 장치는 가이드, 측정 시스템, 에너지 및 매체 공급 장치(CDA, 진공, 공정 가스, 냉각수 등), 위치 지정 및 이동 장치(드라이브, 브레이크, 고정 장치, 클램프, 특히 능동형 진동 - 감쇠 프레임 등) 및, 특히 컴퓨터 및/또는 FPGA로 설계된 중앙 제어 및/또는 조절 장치)를 추가로 포함한다. .

또한, 엠보싱 재료로 코팅된 기판은 본 발명에 따른 방법에 필수적이다.

엠보싱을 위한 장치에 최소한 두 가지 생산적 작동 상태, 즉 엠보싱 상태와 분리 상태를 할당할 수 있다. 엠보싱 상태에서 구조 펀치가 몰딩된다. 분리 상태에서 구조체 펀치는 몰딩 기판에서 분리된다.

상기 장치는 엠보싱 상태와 분리 상태에서 다양한 구성 요소를 사용한다. 따라서 장치 매개변수를 할당하는 것이 좋다. 장치의 특징은 위에 열거된 구성 요소의 순서와 구성 요소 간의 관계에 대한 설명과 함께 나열되는 것이 바람직하다.

기판 장착

기판 마운트는 엠보싱 재료로 코팅된 기판을 고정할 수 있다. 이를 위해 다양한 고정 메커니즘을 사용할 수 있다.

고정은 다음과 같은 고정일 수 있다:

- 기계적 고정, 특히 클램프,

- 진공 고정, 특히 개별적으로 작동/조절 가능한 진공 경로 또는 상호 연결된 진공 경로,

- 전기 고정, 특히 정전기 고정,

- 전자적으로 작동 및/또는 규제된 고정,

- 자기 고정,

- 접착제 고정, 특히 소위 Gel-Pak 고정,

- 접착제, 특히 작동 가능한 표면

및/또는

진공 고정이 바람직한 고정 유형이다. 진공 고정은 바람직하게는 샘플 홀더의 표면으로 나가는 여러 진공 경로로 구성된다. 진공 경로는 바람직하게는 개별적으로 작동 및/또는 조절될 수 있다. 여러 진공 경로는 바람직하게는 개별적으로 작동될 수 있는 진공 경로 세그먼트로 구체적으로 결합되고 그룹화될 수 있으며, 따라서 비우거나 플러딩될 수 있다. 그러나 각 진공 세그먼트는 다른 진공 세그먼트와 독립적이다. 이것은 개별적으로 작동 가능한 진공 세그먼트를 구축하는 옵션을 제공한다. 진공 세그먼트는 바람직하게는 환형 구조를 갖는다. 그 결과, 기판은 특히 내부에서 외부로 샘플 홀더로부터 방사상으로 대칭적으로 고정 및/또는 해제될 수 있다. 이것은 회전 대칭 기판에 유리하다.

직사각형 기판이나 패널과 같은 다른 모양을 가진 기판의 경우 기판 측면에 평행하게 진공 세그먼트를 나누는 것이 좋다. 진공 세그먼트에 대한 설계 또는 전환 프로세스가 각 기판의 모양과 모양이 일치하는 것이 특히 유리하다. 이를 통해 다양한 기판 모양용 샘플 홀더를 유연하게 사용할 수 있다.

특히, 기판은 비-평면 표면 또는 엠보싱될 자유형 표면을 가질 수 있다.

기판은 원하는 임의의 형상을 가질 수 있지만, 바람직하게는 원형이다. 특히, 기판의 직경은 산업적으로 표준화된다. 웨이퍼의 경우 산업 표준 직경은 1인치, 2인치, 3인치, 4인치, 5인치, 6인치, 8인치, 12인치 및 18인치이다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 그 직경에 관계없이 기본적으로 모든 기판을 다룰 수 있다. 직사각형 기판은 일반적으로 패널이라고 한다.

구조 펀치 및 구조 펀치용 체결

구조 펀치는 바람직하게는 다음과 같은 특성을 갖는다: 펀치 측면은 네거티브 이미지로 몰딩될 구조를 포함한다. 구조 펀치를 몰딩하는 동안 구조 펀치의 융기는 엠보싱 재료의 함몰을 발생시킨다. 따라서 펀치 측면의 지형은 원하는 지형의 네거티브를 포함한다.

구조 펀치의 후면은 펀치 측면 반대편에 있는 표면이다. 엠보싱 롤러는 바람직하게는 구조 펀치의 후면을 따라 롤링된다.

구조 펀치의 두 개 이상의 반대쪽 끝은 장치에 구조 펀치를 고정하는 데 사용된다. 고정 요소는 바람직하게는 구조 펀치를 고정하는 데 사용된다.

특히 바람직한 실시예에서, 고정 요소는 부분적으로는 물질적으로, 부분적으로는 기능적으로 펀치 구조에 통합될 수 있다.

구조 펀치는 펀치 측면이 기판 홀더 방향을 향하도록 장치에 고정된다. 엠보싱 물질이 코팅된 기판이 기판 홀더에 고정된다고 가정한다.

실제 위치 지정 작업에는 펀치의 엠보싱 면을 엠보싱 재료로 코팅된 기판에 정렬하는 작업이 포함된다. 이것은 장치의 기판 홀더에 대해 구조 펀치의 고정 수단을 배치함으로써 달성된다. 장치의 실시예가 서로 다르기 때문에, 여기서는 바람직하게는 실제 위치 설정, 엠보싱 및 분리 작업에 초점을 둘 것이다. 이 목적에 필요한 장치 매개변수는 장치의 구성, 설계 및 작동을 위한 매개변수에서 간단히 파생될 수 있다.

구조 펀치는 기판에 대해 정렬되거나 상대적인 움직임으로 기판 홀더와 유사하게 정렬되고 서로 조정된다.

텍스트가 계속됨에 따라 다양한 매개변수 세트가 도입될 것이다. 수많은 매개변수 세트가 정확성 및 정밀도와 관련된 통계적 기능과 관련된다.

정확도는 시스템 오류로 이해된다. 시스템 오류는 표본량으로부터 통계적으로 결정된 모수의 기대값이 모집단의 실제값과 다를 때를 말한다. 정확도가 높을수록 편차 값이 작아지고 시스템 오류가 작아진다.

정밀도는 샘플 수량의 예상 값 주위에 측정 값의 분산으로 이해된다. 정밀도가 높을수록 분산이 작아진다.

엠보싱 전에, 구조체 펀치는 바람직하게는 고정 요소에 의해 엠보싱 재료의 표면 위에 일축으로 균일하게 클램핑된다. 구조 펀치는 바람직하게는 10도 미만, 바람직하게는 6도 미만, 특히 바람직하게는 3도 미만, 최적으로 1도 미만의 각도로 설정되고 이상적으로는 기판에 평행하다.

엠보싱 전 구조 펀치와 엠보싱 재료 사이의 자유 거리는 1mm 미만, 바람직하게는 500마이크로미터 미만, 특히 바람직하게는 50마이크로미터 미만으로 측정된다. 특히 바람직한 실시예에서, 엠보싱 전 구조 펀치와 엠보싱 재료 사이의 자유 거리는 10mm 미만, 특히 바람직하게는 25마이크로미터 미만, 매우 특히 바람직하게는 10마이크로미터 미만, 최적으로 5마이크로미터 미만으로 측정된다.

바람직한 실시예에서, 구조 펀치는 캐리어에 의해 보강될 수 있고, 다시 말해서 지지될 수 있다. 얇고 광학적으로 균질하며 기계적으로 등방성인 재료, 특히 필름을 캐리어로 사용할 수 있다.

하기 재료 및/또는 이들의 조합 및/또는 이들의 블렌드를 캐리어 재료로 사용할 수 있다.

- 유리(붕규산염, 불소화, 사파이어 유리)

- 폴리디메틸실록산(PDMS)

- 퍼플루오로폴리에테르(PFPE)

- 다면체 올리고머 실세스퀴옥산 (POSS)

- 폴리디메틸실록산(PDMS)

- 테트라에틸 오르토실리케이트(TEOS)

- 폴리( 유기)실록산(실리콘)

- 열가소성 수지

- 열경화성 플라스틱

- 폴리머

- 엘라스토머

- 폴리이미드(PI)

- 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)

- 폴리아미드 및/또는

- 탄소.

나열된 모든 재료는 섬유 재료로도 사용할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 특히 캐리어는 특히 주조, 사출 몰딩, 압연 및 취입 몰딩과 같은 몰딩 공정에서 제조될 수 있다.

구조 펀치를 위한 재료는 다음 재료 또는 이들의 조합 및/또는 이들의 블렌드 중 적어도 하나를 가질 수 있다.

- 폴리디메틸실록산(PDMS)

- 퍼플루오로폴리에테르(PFPE)

- 다면체 올리고머 실세스퀴옥산 (POSS)

- 폴리디메틸실록산(PDMS)

- 테트라에틸 오르토실리케이트(TEOS)

- 폴리( 유기)실록산(실리콘)

- 열가소성 수지

- 열경화성 플라스틱

- 폴리머

- 엘라스토머.

특히 조립된 구조 펀치의 특히 바람직한 실시예에서, 캐리어는 공간 몰딩을 통해 유리한 기능적 통합을 달성할 수 있다. 고정 요소는 특히 몰딩 공정에서 캐리어와 함께 적어도 부분적으로 제조될 수 있다.

캐리어의 두께는 상기 실시예에서 가변적이다. 캐리어는 한 부분, 즉 이 부분이 몰딩되는 구조 펀치 영역에서 제 1, 특히 균질한 두께를 갖는 구역, 및 특히 고정 요소로 설계될 수 있는 제 2의 가변 두께를 갖는 다른 구역인 다른 부분을 갖는다.

다른 실시예에서, 센서, 특히 힘 측정 센서, 또는 광학 굴절(바람직하게는 복굴절) 센서, 편광 센서는 구조 펀치의 균질한 제 1 두께의 에지 구역에 배열될 수 있다. 평가 전자장치의 전기 접점 및/또는 광학 커플러는 캐리어의 체적에 있는 추가 구역의 고정 요소에 상응하게 통합된다.

상기 유리한 실시예에서, 열거된 모든 구성요소(캐리어, 센서, 공급 라인, 구조 펀치, 접점)의 확장 특성이 동기화된다.

엠보싱 롤러

엠보싱 롤러는 바람직하게는 잘 정의된 회전 축 및 쉘 표면을 갖는 원통형 또는 배럴 형상(회전 타원형) 몸체가다. 다시 말해서, 엠보싱 롤러는 하나의 단부에서 특히 장착되어 안내되는 적어도 일측으로 구동되는 롤러인 롤러이다. 엠보싱 롤러를 장착하면 엠보싱 롤러를 회전시킬 수 있고, 엠보싱 롤러를 안내하면 가이드를 따라 엠보싱 롤러가 병진 운동을 할 수 있다.

특별한 실시예에서, 엠보싱 롤러는 평평하지 않은 기판을 엠보싱하는데 사용될 수 있는 회전 타원형 롤러이다.

엠보싱을 위해 엠보싱 롤러의 쉘 표면은 구조 펀치의 후면과 접촉하여 구조 펀치의 엠보싱 측면을 엠보싱 재료로 몰딩한다.

쉘 표면의 표면 품질은 바람직하게는 적어도 폴리싱된 품질, 바람직하게는 랩핑 품질로 제조된다. 즉, 엠보싱 롤러는 사용되는 재료에 관계없이 "유리처럼 매끄럽다"는 것이 바람직하다.

엠보싱 롤러는 적어도 일단에 장착 또는 안내되어 엠보싱에 필요한 동작을 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 엠보싱 롤러는 10 mm 초과, 바람직하게는 15 mm 초과, 특히 바람직하게는 30 mm 초과, 매우 특히 바람직하게는 70 mm 초과, 최적으로는 120 mm 초과의 쉘 표면 직경을 갖는다. 더 작은 기판 또는 더 작은 구조의 펀치는 바람직하게는 큰 표면 기판 및/또는 패널보다 더 작은 직경을 갖는 엠보싱 롤러로 엠보싱된다.

엠보싱 롤러는 특정 초기 위치에서 시작하여 해당 제어 루프, 측정 시스템 및 드라이브가 전환되고 조절되는 엠보싱 프로세스를 실행한다. 엠보싱 롤러는 구조 펀치를 편향시켜 구조 펀치가 엠보싱 재료와 접촉하도록 한다. 이를 위해, 특히 엠보싱 롤러의 선형력이 구조체 펀치의 후면에 가해진다. 엠보싱 롤러는 바람직하게는 엠보싱 재료의 모세관력이 구조 펀치를 당기기에 충분한 방식으로 구조 펀치를 편향시킨다.

선형 힘으로 계산되는 구조 펀치에 가해진 엠보싱 재료의 모세관력과 구조 펀치에 엠보싱 롤러에 의해 가해지는 힘 사이의 힘 비는 100:1, 바람직하게는 50:1, 특히 바람직하게는 10 : 1. 모세관의 힘과 엠보싱 롤러의 직선력(중력도 가능)이 엠보싱 소재의 몰딩 작업을 수행한다. 추가 실시예에서, 모세관력과 엠보싱 롤러에 의해 구조물 펀치에 가해지는 힘 사이의 힘 비는 2:1, 특히 바람직하게는 1:1, 매우 특히 바람직하게는 1:5, 또 다른 경우에는 1:10을 측정한다.

다른 바람직한 실시예에서, 엠보싱 힘은 적어도 부분적으로 조정 가능하고, 특히 바람직하게는 조정 가능하고, 특히 일정하다.

엠보싱 힘은 엠보싱 스탬프 후면의 법선 방향으로 엠보싱 롤러를 제어 가능하게 조정하고 재조정하여 조절할 수 있다. 이때, 0N 내지 50,000N, 바람직하게는 0N 내지 10,000, 특히 바람직하게는 0N 내지 1,000N, 매우 특히 바람직하게는 0N 내지 150N의 엠보싱 힘이 선형력으로서 가해진다.

엠보싱 힘은 가변적으로 조절 가능하고 그 자체로 균질하게 분포된 엠보싱 롤러의 질량에 의해 특히 조절될 수 있다. 엠보싱 롤러의 질량은 액체, 금속 볼, 모래 등과 같은 엠보싱 재료 내부에 더 많은 무게가 추가됨에 따라 조정할 수 있다. 또한, 엠보싱 힘은 구조 펀치와 엠보싱 재료 사이의 모세관 힘을 조정하여 영향을 받을 수 있으며, 특히 조절될 수 있다. 이를 위해 점도 매개변수는 용매 함량 및/또는 온도 및/또는 첨가제에 의해 영향을 받을 수 있다.

재료 의 점도는 0.01cpoise 내지 10,000cpoise , 바람직하게는 1cpoise 내지 500cpoise , 특히 바람직하게는 2cpoise 내지 300cpoise이다.

엠보싱 재료의 온도(바람직하게는 또한 기판 및 기판 홀더의 온도)는 0 내지 300℃, 바람직하게는 15 내지 120℃, 특히 바람직하게는 실온(특히 20℃) 과 75℃ 사이이다.

엠보싱 동안 엠보싱 재료의 온도 변동은 +/- 5K 미만, 바람직하게는 +/- 3K 미만, 특히 바람직하게는 +/- 1K 미만, 매우 특히 바람직하게는 +/- 0.5K 미만, 최적으로 +/- 0.1K 미만이다.

첨가제로서, 엠보싱 재료는 특히 개질된 아크릴레이트에 기초한 플럭스 및/또는 라디칼 캐처 및/또는 라디칼 환원제 및/또는 산소 억제제를 함유할 수 있다.

제 1 실시예에서, 엠보싱 롤러는 양 단부에서 안내되고, 특히 장착되는 적어도 일측으로 구동되는 롤러이다. 바람직하게는 강성 롤러에서, 외부 쉘 표면은 바람직하게는 탄성 재료로 설계된다. 엠보싱 롤러의 탄성 재료는 바람직하게는 구조 펀치에 대한 정적 또는 구름 마찰을 증가시킨다. 또한, 탄성 재료, 특히 가교 중합체 구조를 갖는 엠보싱 롤러의 표면은 구조 펀치의 후면에 있는 가장 작은 입자를 특히 가역적으로 픽업하고, 입자가 임프린트의 결과에 영향을 미치지 않는 방식으로 삽입한다.

특히, 엠보싱 롤러는 신호 변화(색상, 복굴절, 전기 전도도)로 엠보싱 공정 중 묻힌 입자로 인해 청소가 필요한 신호를 보낼 수 있다.

상기 실시예는 캐리어가 없는 구조 펀치와 캐리어가 있는 구조 펀치를 구분하지 않으므로 열거된 특성 및 특징이 캐리어가 있는 실시예와 없는 실시예와 관련될 수 있다.

엠보싱 롤러는 기울어지지 않도록 고정되는 것이 바람직하다. 제 1 실시예에서, 엠보싱 롤러는 서로 이격된 적어도 2개의 안내 요소로 일방적으로 장착되어, 구름 마찰이 베어링 마찰로서 지속적으로 발생한다. 드라이브 측면은 장착되지 않은 측면이다. 즉, 엠보싱 롤러는 가이드 경로를 따라 이동할 수 있도록 2개의 베어링으로 한 측면에 장착되고, 엠보싱 롤러의 다른 측면에는 강제 또는 작동 경로 결합을 위해 특히 분리 가능한 결합을 가진다.

엠보싱 롤러의 제 2 실시예에서, 엠보싱 롤러의 양단은 동기화된 방식으로 장착 및 구동된다. 이것은 엠보싱 롤러를 따라, 특히 구조 펀치에서 전단력을 최소화한다.

엠보싱 공정 중에 엠보싱 재료의 구조 펀치가 기판 표면에 몰딩된다. 특히, 엠보싱 롤러는 구조 펀치의 길이를 따라 일정한 속도로 구르거나 특정 속도 프로파일을 통해 이동할 수 있다. 특히 수행되는 몰딩 작업은 일정하게 유지된다. 이것은 엠보싱 롤러의 속도 변화 및/또는 바람직하게는 조절된 방식으로 영향을 받는 엠보싱 힘 또는 엠보싱 압력의 변화로 발생할 수 있다.

엠보싱 롤러는 바람직하게는 구조 펀치의 후방 측에서 롤링 동작을 실행하고, 그렇게 함으로써 적어도 부분적으로 엠보싱 재료의 몰딩 작업을 수행한다.

장치의 일 실시예에서, 엠보싱 롤러용 가이드는 적어도 하나의 직선 가이드, 바람직하게는 적어도 하나의 프리즘형 직선 가이드이다. 직선 가이드의 안내선은 전체 길이에 대해 바람직하게는 500 마이크로미터 미만, 바람직하게는 100 마이크로미터 미만, 특히 바람직하게는 10 마이크로미터 미만, 매우 특히 바람직하게는 1 마이크로미터 미만만큼 이상으로부터 벗어난다.

엠보싱 롤러에 대한 또 다른 가이드는 이론적인 평면을 고정한다. 클램핑된 평면, 엠보싱 평면은 바람직하게는 엠보싱될 기판 표면과 합동이다. 엠보싱 평면은 구조 펀치 두께에 의해 오프셋된 기판 표면에 평행하게 클램핑되는 평면인 것이 특히 바람직하다.

장치의 특히 바람직한 실시예에서, 엠보싱 롤러용 가이드는 2개의 직선 가이드를 포함하며, 이는 서로에 대해 +/- 15도, 바람직하게는 +/- 10도, 특히 바람직하게는 +/- 엠보싱 평면을 조정하고 재조정할 수 있도록 5도. 조정에는 직선 가이드를 서로 평행하게 배치하기 위한 조정 수단이 있다. 평행도는 1도 이상, 바람직하게는 0.5도 이상, 특히 바람직하게는 0.1도 이상이다.

본 발명에 따른 장치의 추가적인 바람직한 실시예에서, 엠보싱 롤러용 가이드는 특히 평평하지 않은 엠보싱될 기판 표면의 궤적으로서 설계된다. 이와 같이 설명된 엠보싱 롤러용 가이드의 실시예는 엠보싱 롤러를 기판에 대체로 평행하게 가이드하는 것을 가능하게 하고, 이는 특히 엠보싱 재료의 일정한 잔류 층 두께로 이어진다. 장치의 다양한 용도를 허용하기 위해, 특히 엠보싱 롤러용 가이드는 설계상 자동으로 개장될 수 있도록 제공된다. 여기에서 엠보싱 롤러용 가이드는 이상적인 것으로 보이는 각 기판 모양을 몰딩한다.

엠보싱 공정 중 엠보싱 롤러를 안내하기 위해 엠보싱 롤러용 가이드를 사용하면 엠보싱을 위한 제어 곡선 역할을 한다. 즉, 엠보싱 롤러는 엠보싱 경로를 갖는다.

엠보싱 경로는 엠보싱 프로세스에서 시작 위치 또는 끝 위치로 정의되는 특정 위치로 구성될 수 있다. 후술하는 방법에서는 엠보싱이 시작 위치에서 시작되고, 끝 위치에서 엠보싱이 종료된다.

엠보싱 프로세스가 끝나면 엠보싱 롤러는 처음에 특정 끝 위치에 남아 있거나 정의된 시작 위치로 돌아갈 수 있다.

다른 실시예에서, 엠보싱 롤러는 엠보싱 프로세스 동안 수동적으로 회전하도록 만들어지고, 따라서 엠보싱 롤러와 구조 펀치 사이의 마찰력은 엠보싱 롤러가 엠보싱 프로세스 동안 구조 펀치의 특성 길이를 이동하기에 충분하다. 특히 미끄러짐이 적고 미끄러짐이 없는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서, 엠보싱 롤러는 적어도 2개의 드라이브를 갖는다. 드라이브는 서로 독립적으로 조절되는 엠보싱 롤러를 이동시키며, 바람직하게는 병진 및 회전 운동으로 서로 편리하게 동기화된다.

결과적으로, 레이크와 같은 엠보싱 공정이 구현될 수 있거나 특히 미끄러짐 보정이 가능하여 엠보싱 롤러의 속도, 결과 각속도 및 이송 속도가 서로 맞춤화되고 규제된 드라이브 구조에서 조정될 수 있다.

미끄러짐 보정은 특히 탄성 엠보싱 롤러가 탄성 구조 펀치를 탄성 엠보싱 재료로 누르는 동안 이상적으로 계산된 공정 매개변수에서 벗어나는 방법을 측정한다. 편차는 미끄러지거나 달라붙는 것으로 해석될 수 있다. 즉, 이송 속도에 대해 계산된 이상적인 각속도보다 빠르거나 느린 회전이다. 수정 범위는 실제 마찰 상태에 대한 정보를 제공한다. 미끄러짐은 조절된 미끄러짐 보정을 통해 최소로 유지되는 것이 바람직하다.

분리 수단 및 분리 메커니즘

구조 펀치는 엠보싱 재료가 경화된 후, 또는 적어도 엠보싱 재료의 경화를 개시한 후에 엠보싱된 엠보싱 재료로부터 분리된다. 구조펀치를 엠보싱재로부터 성공적으로 분리하기 위한 조건으로, 엠보싱재와 구조펀치의 접착력은 미미하고, 분리 후 엠보싱재의 치수안정성(영어: 패턴 충실도, pattern fidelity)은 엠보싱 재료 변형이 5% 미만, 바람직하게는 2% 미만, 특히 바람직하게는 1% 미만, 이상적으로는 0.01% 미만으로 측정되도록 한다.

분리하는 동안 구조 펀치와 기판은 상대 운동으로 서로 분리된다. 따라서 성공적인 분리를 위해 기판 또는 펀치가 서로 떨어져 나가는지 여부는 차이가 없다. 이 시점에서 구조 펀치의 움직임이 편리하다.

특히 공간 가이드로서, 분리 수단은 엠보싱 롤러를 위한 소위 분리 경로를 포함할 수 있다.

엠보싱 롤러는 엠보싱 프로세스 후에 정의된 끝 위치에서 시작하여 분리 경로를 따라 이동할 수 있다. 즉, 분리 경로는 제어 곡선, 공간 경로이다. 분리 경로는 엠보싱 롤러를 적어도 기판, 바람직하게는 구조 펀치로부터 멀어지게 안내하여 엠보싱 롤러가 기판으로부터 리프팅되고 엠보싱 경로에 본질적으로 평행한 정의된 초기 위치로 복귀한다.

엠보싱 롤러에는 구조 펀치의 고정 요소를 선택하여 분리 경로에 동반하는 상응하게 설계된 태핏이 있다. 결과적으로, 구조 펀치는 엠보싱 재료에서 동반 및 분리된다.

다시 말해서, 구조 펀치는 특히 태핏에 의해 수평 위치로부터, 특히 가장 작은 공간 내에서, 바람직하게는 엠보싱 롤러와 함께 이동되어 큰 분리 각도에서 분리를 달성하도록 동반된다. 구조 펀치의 재료 응력은 프로세스에서 일정하게 유지된다.

분리 각도는 0도 초과, 바람직하게는 30도 초과, 특히 바람직하게는 90도 초과, 매우 특히 바람직하게는 120도 초과, 최적으로는 160도 초과를 측정한다.

태핏은 구조 펀치의 고정 요소와 엠보싱 롤러 사이에 긍정적인 연결을 설정할 수 있다. 다음과 같은 기본 구조적 아이디어는 엠보싱 롤러의 끝에서 태핏이 달라지도록 혼합되지 않은(양쪽 끝이 동일하게 설계됨) 또는 혼합된 태핏의 다른 실시예로 사용할 수 있다.:

- 볼 온 플레인 페어링,

- 여러 평면의 볼(예: V-홈) 페어링,

- 원추형 보어 페어링의 원추형,

- 실린더-U-그루브 페어링,

- 실린더-V-그루브 페어링, 또는 키웨이로 설계,

- 실린더 페어링의 실린더,

- 평면의 프리즘 요소,

- 프리즘 요소의 프리즘 요소,

- 또한 전환 가능한 전자석으로 설계된 카운터 피스가 있는 자석,

- 배이요닛 패스너,

- 제어 곡선 및 실린더(자동 잠금 제어 곡선, 나선형),

및/또는

- 탈부착 가능한 스냅 잠금 장치.

태핏은 마찰을 통해 엠보싱 롤러에 비양성 연결을 설정할 수 있다.

태핏은 엠보싱 롤러에 전자기 및/또는 영구 자기 및/또는 정전기 및/또는 진공 연결을 설정할 수 있다. 바람직하게는 엠보싱 롤러와 태핏 사이에 실질적으로 단단한 접촉이 일어나지 않는다. 즉, 태핏과 엠보싱 롤러는 유체 흐름 또는 (전자)자기 또는 정전 결합을 통해 결합될 수 있으며, 그에 따라 수행되는 작업과 함께 이동될 수 있다.

제어된 분리는 다음 매개변수를 최적화하여 달성된다.

- 엠보싱 경로에 대한 분리 경로의 높이,

- 고정 요소와 구조 펀치에 가해지는 분리 경로의 엠보싱 롤러의 규정된 인장력,

- 분리 경로의 길이,

- 분리 경로 상의 구조 펀치의 궤적(동작의 제어 곡선),

- 경화된 엠보싱 재료로부터 구조 펀치를 반발하기 위한 정전기 장력,

- 표면 특성 선택/영향, 특히 해당 코팅으로 표면 에너지 감소 및/또는

- 특히 개별 구성요소에 대한 열기계적 시간 상수를 알고 있는 기판, 엠보싱 재료 및 구조 펀치의 열팽창 차이를 활용하여 구조적 기하학적 구조의 목표 변경으로 분리 온도 조절 및/또는 분리 프로세스의 열 지원.

열역학적 구배는 분리 공정을 보다 빠르고 효과적으로 설계하는 데 사용된다.

다음 분리 공정을 예로 들면: 기판과 엠보싱 기판을 빠르게 가열하면 기판과 엠보싱 재료가 팽창한다. 가열되지 않은 구조의 펀치는 등온 상태에서보다 적은 힘으로 엠보싱 재료에서 분리될 수 있다.

구조 펀치가 기판에서 성공적으로 분리된 후, 특히 리턴 메커니즘이 구조 펀치를 다시 엠보싱 위치로 가져오고 그에 따라 고정한다.

선택적으로, 엠보싱 롤러는 구조 펀치에 더 이상 영향을 미치지 않으면서 구조 펀치를 엠보싱 위치로 안내하고 초기 위치로 이동한다.

방법 1

기판 상의 엠보싱 재료로 구조 펀치를 몰딩하기 위한 본 발명에 따른 제 1 방법은 다음 절차 단계를 제공한다.

기판을 엠보싱 재료로 코팅하는 것, 기판을 기판 홀더에 운반 및 고정하는 것, 장치에 구조체 펀치를 고정하는 것 등은 준비 절차 단계로 이해되며 자세히 설명하지 않는다.

제 1 절차 단계에서 엠보싱 롤러는 엠보싱 재료로 적신 기판 위로 이동하고 구조 펀치와 엠보싱 재료 사이의 재료 접촉을 설정한다.

제 2 절차 단계에서, 엠보싱 롤러는 구조 펀치의 특징적인 길이를 횡단하고, 특히 구조 펀치의 전체 표면을 엠보싱 재료로 몰딩한다. 즉, 엠보싱 롤러는 엠보싱 경로를 따라 이동한다.

제 3 절차 단계에서 엠보싱 재료가 가교된다. 엠보싱 재료는 전체 표면에 걸쳐 경화될 수 있다. 또는 다음 에너지원이 연속적으로 경화 프로세스를 시작할 수 있다.

제 4 절차 단계에서 엠보싱 롤러는 구조 펀치의 특정 끝 위치에 도달한다.

제 5 절차 단계에서 엠보싱 롤러는 태핏으로 구조 펀치에 결합된다.

제 6 절차 단계에서, 구조 펀치가 결합된 엠보싱 롤러는 분리 경로를 따라 이동하여 구조 펀치가 특히 경화된 엠보싱 재료로부터 분리되게 한다.

제 7 절차 단계에서 구조 펀치는 엠보싱 재료에서 완전히 분리된다. 엠보싱된 기판은 그 후 언로딩된다.

제 8 절차 단계에서 구조 펀치와 엠보싱 롤러가 각각의 시작 위치로 이동된다. 바람직한 실시예에서, 엠보싱 롤러는 반대 방향으로 분리 경로 아래로 다시 이동하고, 구조 펀치를 엠보싱 위치에 놓고, 태핏 또는 여러 개의 태핏을 분리하고, 시작 위치로 복귀한다.

다른 실시예에서, 태핏은 분리되고, 메커니즘은 구조 펀치를 엠보싱 위치로 가져오고, 엠보싱 롤러는 정의된 추가 경로를 따라 시작 위치로 다시 이동한다.

본 발명에 따른 추가 장치(편향된 구조 펀치)

본 발명에 따른 장치의 제 2 실시예는 본 발명에 따른 장치의 제 1 실시예의 추가 개발이며, 구조 펀치의 조절되고 일정한 팽창을 위한 사전응력 장치를 구비한다. 구조 펀치는 바람직하게는 하나의 캐리어를 갖는다.

특히, 구조 펀치는 조절된 사전응력, 특히 조절된, 일정한 팽창으로 클램핑된다. 구조 펀치를 제작하고 구조 펀치를 사용하여 엠보싱 재료를 몰딩하는 동안 구조 펀치의 일정한 팽창이 유지된다.

일정한 팽창을 유지할 수 없는 경우 일정한 팽창으로부터의 편차는 일정한 팽창으로 부터 200 mm 기준 길이당 120 마이크로미터 미만(수율 100 ppm), 바람직하게는 200 mm 기준 길이당 1 마이크로미터 미만(수율 5 ppm), 특히 바람직하게는 300 mm 기준 길이당 500 나노미터 미만(수율 1.6 ppm), 매우 특히 바람직하게는 기준 길이 300mm당 50나노미터 미만(수율 16ppb)[일정한 팽창으로부터]까지 유지된다.

이것은 엠보싱 구조에 대한 개선된 치수 안정성을 유지하는 것을 가능하게 한다. 특히, 이것은 엠보싱 구조의 국부적 치수 안정성이 구조 펀치의 일정한 국부적 팽창에 의해 유지되도록 한다. 즉, 엠보싱 가공 시 또는 펀치 구조 분리 시 팽창의 변화를 최소화하여 치수 안정성을 향상시키는 것이 목적이다.

본 발명 및 본 발명에 따른 기본 아이디어에 대해, 일정한 국부 팽창은 구조 펀치를 사전응력받도록하는 장치의 특히 조절된 사전응력의 일대일 효과로 이해된다.

특히 폴리머 또는 엘라스토머로 만들어진 구조 펀치의 경우 일정한 국부 팽창이 조절된 사전응력로 달성될 수 있으므로 재료의 이완이 가능하다.

구조 펀치가 고려되고 구조 펀치의 치수 안정성이 향상되고 증가한다.

엠보싱 펀치를 따른 길이방향 섹션에서, 가변 엠보싱 포인트와 함께 고정 포인트는 특히 일정한 길이를 갖는 빗변을 갖는 직각 삼각형을 형성한다. 규정된 기하학적 조건은 펀치 구조의 지속적인 확장을 위한 타원형 경로를 규정한다.

엠보싱 롤러가 있는 구조 펀치에 의해 횡단되는 타원형 궤도와 엠보싱을 위한 평면 사이의 오차는 5% 미만, 바람직하게는 3% 미만, 특히 바람직하게는 1% 미만이다. 이것은 특히 엠보싱 길이의 1.5배, 바람직하게는 엠보싱 길이의 2배, 특히 바람직하게는 엠보싱 길이의 4배인 고정 지점의 거리는 기하학적 조건의 해석으로 달성된다.

타원형 궤도의 오류를 피하기 위해, 본 발명에 따르면 상응하게 네스팅된 타원형 기판이 사용되는 것이 유리하다.

특히, 소위 가상현실 안경, 텔레비전이나 컴퓨터 화면과 같은 곡면 디스플레이가 가능한 응용으로 나타날 수 있다. 마찬가지로, 대화형 차량 창, 특히 앞유리에 통합된 디스플레이(특히 곡선형) 또는 철도 차량 또는 버스용 대화형 측면 창(특히 평평한 형상)에 대해 본 발명에 따른 기술을 사용하는 것이 가능하다.

엠보싱 롤러는 특히 규정된 방식으로 고정 요소 사이의 구조 펀치에 응력을 가한다. 구조 펀치는 181도 미만의 접촉각으로 엠보싱 롤러에 대해 자체적으로 자리잡고 있다(엠보싱 공정 중), 바람직하게는 120도 미만, 특히 바람직하게는 90도 미만, 매우 특히 바람직하게는 45도 미만, 최적으로 30도 미만이다.

추가적인 바람직한 실시예에서, 구조 펀치와 엠보싱 롤러 사이의 접촉각은 5도 미만, 바람직하게는 3도 미만, 특히 바람직하게는 1도 미만이다.

엠보싱 롤러의 도움으로 구조 펀치의 제어된 분리 중에 큰 접촉각이 달성된다. 특히 30도 미만으로 측정되는 전술한 작은 접촉각은 엠보싱 동안 바람직하다. 구조 펀치는 바람직하게는 일축으로 클램핑된다.

장치의 다른 바람직한 실시예에서, 구조체 펀치의 사전응력은 제어 루프 및 액추에이터, 특히 구조체 펀치 상의 선형 액추에이터로 조정되고, 구조체 펀치의 국부적 팽창은 일정하게 유지된다. 여기서 고정 지점 사이의 거리는 사전응력 구조 펀치의 타원형 궤도가 가변적이고 엠보싱 롤러의 모든 위치에서 항상 엠보싱 평면의 접선 지점을 나타내는 방식으로 조절된다. 구조 펀치의 지속적인 확장은 여기에서 유지된다. 이를 통해 평면 또는 이른바 자유형 표면을 엠보싱할 수 있다.

이것은 제어 체인 또는 제어 루프에서 탄성 및/또는 가이드 요소를 통해 각 타원체 및 평면의 구조적 수렴에 의해 달성된다. 특히 바람직한 실시예에서, 엠보싱 재료 상에 몰딩될 구조 펀치의 평평한 형상은 이론상 우측 엠보싱 삼각형의 2개의 레그의 길이의 특정 변화 및 조절된 팽창을 통해 조정된다.

구조 펀치와 엠보싱 재료(엠보싱 전) 사이의 자유 거리는 엠보싱 전 5 mm 미만, 바람직하게는 1,000 마이크로미터 미만, 특히 바람직하게는 500 마이크로미터 미만, 매우 특히 바람직하게는 100 마이크로미터 미만으로 측정된다.

다른 특히 바람직한 실시예에서, 구조 펀치와 엠보싱 재료 사이의 자유 거리는 50 마이크로미터 미만, 바람직하게는 20 마이크로미터 미만, 특히 바람직하게는 10 마이크로미터 미만, 매우 특히 바람직하게는 5 마이크로미터 미만으로 추가로 감소된다. 자유 거리는 구조 펀치와 엠보싱 재료 사이의 최소값과 관련이 있으므로 구조 펀치의 편향 및/또는 자유 서스펜션 및/또는 정전기 인력의 영향, 과도 장치 진동의 영향도 마찬가지로 고려된다.

엠보싱 재료와 기판에 대한 구조 펀치의 상대적인 이송 운동은 엠보싱 재료와 구조 펀치 사이의 접촉을 설정한다.

엠보싱 재료는 동시에, 바람직하게는 구역별로, 특히 바람직하게는 선형으로, 매우 특히 바람직하게는 경화 빔의 슬릿 돌출부로 경화된다. 슬릿 투영은 슬릿 램프 또는 진동 레이저 빔으로 해석될 수 있다. 진동 속도는 여기에서 엠보싱 롤러의 속도보다 적어도 100배, 바람직하게는 적어도 1,000배, 특히 바람직하게는 10,000배 더 빨라서, 경화 빔이 평평하게 작용하고 서로 분리된 임의의 라인을 경화시키지 않도록 한다.

장치의 다른 실시예에서, 엠보싱 재료는 조절된 간격으로 구역별로 경화된다. 경화 빔이 인가되고 인가되지 않는 간격의 지속시간은 엠보싱 재료와 구조 펀치에 가해지는 열부하의 최소화를 고려하여 반복적인 과정으로 결정된다. 그러나 다른 알려진 조절 방법을 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 장치의 특히 바람직한 실시예에서, 적어도 엠보싱 롤러 및 경화 소스는 기능적으로 하나의 유닛으로 통합된다. 이것은 엠보싱 롤러 유닛을 생성한다.

엠보싱 롤러 유닛은 적어도 하나의 엠보싱 롤러, 특히 동일하게 설계된 지지 롤러, 및 투영 장치를 갖는 방사선 소스를 포함할 수 있다.

엠보싱 롤러의 이러한 바람직한 실시예에서, 이는 경화 장치를 사이에 두고 이격된 이중 롤러 쌍으로 구성된다. 엠보싱 방향으로 이동하는 제 1 롤러는 엠보싱 롤러로 간주되며, 특히 연속적으로 작동하는 경화 장치는 엠보싱 재료를 가교하고, 지지 롤러로서의 후속 엠보싱 롤러는 경화된 엠보싱 재료로부터 기판 펀치의 제어된 분리를 가능하게 한다.

다른 실시예에서, 엠보싱 롤러 유닛은 적어도 하나의 엠보싱 롤러 및 지지 롤러를 가질 수 있다. 지지 롤러는 복사원, 특히 열원을 통합할 수 있다. 즉, 엠보싱 롤러부의 한쪽 롤러를 엠보싱 롤러로 사용하고, 가열된 롤러인 다른 측면의 롤러를 열경화 장치로 사용하여 엠보싱 롤러 유닛에 경화 장치로 일체화하는 방식이다. 다른 실시예는 방사선을 가질 수 있다

가교 방사선 소스, 특히 UV 광원. 지지 롤러는 여기에서 가교 방사선을 위해 투명하게 설계되었다.

특히 유리한 실시예에서, 엠보싱 롤러 유닛의 지지 롤러와 엠보싱 롤러는 구조 펀치의 응력을 조정하기 위해 특히 조절된 방식으로 서로 사이의 거리를 변경할 수 있다. 롤러가 서로 가까이 있으면 구조 펀치는 롤러가 서로 최대 거리로 유지될 때보다 미리 응력을 덜 받는다. 특히, 양쪽에 제공되고 유격이 거의 없는 사전응력(prestressed)된 팬터그래프는 특히 바람직하게 유격이 없는 조정 메커니즘으로 사용될 수 있다. 그러나 자체 유지 기능이 있고 유격이 없는 모든 조정 장치를 사용할 수 있다.

스트레인 센서, 특히 스트레인 게이지는 구조 펀치의 사전응력을 조절하기 위해 구조 펀치에 및/또는 구조 펀치에 통합될 수 있다. 구조 펀치의 다른 실시예에서, 스트레인 게이지는 구조 펀치에 고정된다. 또한, 구조 펀치의 클램핑력에 대한 로드 셀은 특히 여러 스트레인 게이지의 실제 값과 조정될 수 있다. 측정된 구조체 펀치의 응력은 제어 변수로 간주될 수 있다. 개별적으로 또는 조합하여 조정된 서로에 대한 롤러의 위치 및/또는 엠보싱 롤러 유닛의 위치 및/또는 구조 펀치의 홀딩 장치의 위치 또는 클램핑력은 그에 관련된 제어 변수에 대해 사용될 수 있다.

조절을 위한 시상수는 바람직하게는 장치의 가장 빠른 움직임에 대한 시상수의 1/10, 특히 바람직하게는 1/100, 특히 바람직하게는 1/1,000이다. 조절 속도(액추에이터의 속도)는 장치의 가장 빠른 동작만큼 빠르다.

특히, 레귤레이터는 컴퓨터 프로그램 및 루틴으로 설계되었다. 조절기는 정확도(예비 응력, 위치 지정, 치수 안정성) 및 속도를 위해 특별히 유리하게 설계되었지만 원하는 값에서 벗어나는 제어 변수를 초과하는 오버슈트(overshoot)는 바람직하지 않다. 구조 펀치의 응력에 대한 원하는 값과 실제 값의 차이에서 파생된 제어 매개변수는 엠보싱 공정 및 분리 공정 중 언제든지 "증가", 특히 고조파 진동을 배제하는 방식으로 설계된다.

.구조 펀치에 대한 기계적 응력은 0.001 MPa 사이에 있고, 구조 펀치(및/또는 캐리어)의 각각의 항복 강도는 바람직하게는 1 MPa 내지 2 MPa에 있다. 구조 펀치의 항복 강도가 캐리어의 항복 강도보다 작은 경우 구조 펀치에 대해 열거된 매개변수가 적용된다. 일반적으로 항복 강도가 낮은 재료에 대한 기계적 응력 매개변수가 적용된다. 이는 구조체 펀치에 과도한 응력이 가해지는 것을 방지할 수 있게 한다.

구조체 펀치의 기계적 응력은 특히 바람직하게 조절된다. 구조 펀치의 기계적 응력은 엠보싱을 하는 동안 또는 엠보싱된 두 기판을 차례로 분리하는 동안 시간이 지남에 따라 가능한 한 최소한으로 벗어날 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면 펀치 구조의 사전응력이 변경되고 조절된 가변 사전응력이 사용되는 것이 가능하다. 사전응력 편차의 최소값은 동일한 절차 단계의 반복성과 관련된다. 따라서 엠보싱된 기판은 가능한 가장 낮은 반복 오류로 다른 엠보싱된 기판의 기계적 응력으로 기계적으로 스트레스를 받을 수 있다.

구조 펀치에서 엠보싱된 기판을 분리하는 동안 가능한 일정하게 유지되는 기계적 응력에 대해서도 마찬가지이다.

기계적 응력에 대한 오차는 각각의 절차 단계의 원하는 값, 특히 원하는 값에 대해 10% 미만, 바람직하게는 5% 미만, 특히 바람직하게는 2% 미만이다.

구조 펀치의 팽창 오차(및 그에 연결된 치수 안정성)는 치수 안정성을 위한 이상적인 상황이다.

구조 펀치의 사전응력이 구조 펀치의 일정한 국부적 팽창을 위해 제어 가능하게 조정되는, 엠보싱 롤러 유닛을 갖는 본 발명에 따른 장치를 사용한 엠보싱은 본 발명에 따른 독립적인 방법으로 간주된다.

본 발명에 따른 추가 장치(엠보싱 롤러가 없는 반탄성 구조 펀치)

장치의 특히 바람직한 제 3 실시예는 적어도 하나의 기판 마운트, 몰딩될 하나의 구조 펀치, 구조 펀치를 위한 고정 요소, 및 사전응력 장치를 갖는다. 본 발명에 따른 방법에는 엠보싱 재료로 코팅된 기판이 필요하다. 설명된 구조 펀치의 특성은 엠보싱 롤러가 있는 구조 펀치에 상응하게 전달될 수 있다.

구조 펀치는 구조 펀치의 기능적 분할을 허용하는 두 개 이상의 영역으로 구성된다.

바람직하게는 구조 펀치의 특성 길이의 약 절반에 걸쳐 대칭적으로 배열된 몰딩 영역, 및 바람직하게는 구조 펀치의 적어도 2개의 단부에 형성된 유지 영역이 있다.

구조 펀치의 몰딩 영역은 바람직하게는 기판에 합동으로 몰딩된다. 구조 펀치의 유지 영역은 적어도 두 면에서 몰딩 영역을 감싼다.

펀치 측면에서 몰딩 영역에는 몰딩할 구조 펀치의 구조화된 표면이 있다. 몰딩 영역은 정렬 마크, 버전 번호, 위치 결정 장치(정렬기) 및/또는 조명 장치에 대한 제어 문자를 바이너리 코드 또는 QR 코드로 가질 수 있으며, 여기서 제어 문자 또는 정렬 마크는 이미지로 이미지화될 필요가 없다. 엠보싱 소재. 구조 펀치의 다른 실시예에서, 위치 결정 장치(정렬기) 및/또는 조명 장치에 대한 정렬 마크, 버전 번호, 제어 문자는 특히 변경 불가능한 방식으로 펀치 측면에 대향하는 측면에 고정될 수 있다.

몰딩 영역은 바람직하게는 적어도 광학적으로 균질하고 비다공성이며 외부 도자가 없고 설계상 기계적으로 등방성이다. 구조 펀치에 캐리어가 있는 경우 구조 펀치의 특성은 마찬가지로 캐리어와 관련된다. 캐리어는 바람직하게는 균일한 두께를 갖는다.

구조 펀치의 다른 실시예에서, 몰딩 영역은 몰딩될 구조 펀치의 구조에 더하여 캐리어 또는 구조 펀치를 구체적으로 구조화하는 것이 잔류 층을 최소화 및/또는 균질화하는 데 도움이 되는 방식으로 구성된다.

기판의 양각 구조의 두께. 바람직하게는 50 나노미터 미만, 특히 바람직하게는 10 나노미터 미만, 매우 특히 바람직하게는 1 나노미터 미만의 잔류층 두께에 대한 변화가 생성된다.

즉, 엠보싱 구조의 구조 의존적 잔류층 두께를 조정할 수 있다.

엠보싱 후 제거 공정이 있는 응용 분야에서는 일반적으로 최소화된 잔류 층 두께가 선호된다.

정의되고 조정 가능하며 치수적으로 안정적인 잔류 층 두께는 광학 응용 분야, 특히 회절 광학계 및 도파관(영어: 회절 광학 요소, DOE)에 선호된다.

쉽게 볼 수 있는 바와 같이, 잔류 층 두께는 나노미터 규모의 주어진 구조 크기보다 밀리미터 규모의 주어진 구조 크기가 절대적으로 더 큰 것으로 판명될 수 있다.

구조 펀치의 바람직한 실시예에서, 홀딩 영역과 몰딩 영역 사이의 경계는 정의된 라인의 형태를 취하지 않고 오히려 맞물림 기능을 갖는 영역으로 이해되어야 한다.

고정 영역의 주요 작업은 장치에 구조 펀치를 장착하는 것이다. 유지 영역은 몰딩 영역과 동일한 재료 속성을 가질 수 있지만 모양 및/또는 두께 및/또는 추가 기능 및/또는 강성 및/또는 정보 내용 면에서 후자와 다를 수 있다.

제 1 실시예에서, 유지 영역은 적어도 거의 동일한 두께 및 강성을 갖는 몰딩 영역의 재료 연속체이다.

제 2 실시예에서, 유지 영역은 몰딩 영역의 변경된 두께 및 대응하여 수정된 강성을 갖는 몰딩 영역의 재료 연속체이다. 특히, 이 실시예는 대칭적으로 절반 쐐기형 또는 쐐기형으로 설계되어 구조 펀치가 가능한 한 노치 응력 없이 조정 가능한 재료 응력으로 사전 응력을 받을 수 있다.

제 3 실시예에서, 유지 영역은 형성된 중실 힌지를 갖는 몰딩 영역의 재료 연속체이다.

홀딩 영역의 제 4 실시예는 홀딩 영역의 제 2 및 제 3 실시예의 조합을 생성할 수 있다: 홀딩 영역은 장치에 구조 펀치를 고정하기 위한 견고한 힌지 및 쐐기형 요소를 갖는다.

홀딩 영역의 제 5 실시예는 비대칭 쐐기형 단면을 갖는다. 홀딩 영역은 엠보싱 측면에 적어도 두 개의 평평한 증착 표면을 가지고 있다. 특히 평평한 증착 표면은 구조 펀치의 성형 표면에 대해 오프셋되고, 구조 펀치의 몰딩 영역이 중력 방향으로 자유롭게 장착되고 대면할 때 증착 표면이 놓이는 지지 표면과 접촉하지 않도록 한다. 즉, 구조 펀치는 증착면의 가장자리에 놓이고 엠보싱면이 증착면과 접촉하지 않고 고유의 강성으로 더 유지된다.

특히, 홀딩 영역 및 엠보싱 영역의 강성은 구조 펀치가 지지 표면, 바람직하게는 펀치의 양단에 놓인 양쪽 지지 표면에 자유롭게 놓이도록 하고, 몰딩 부분과 함께 딱딱한 플레이트처럼 처짐에도 불구하고 지지면에 접촉하지 않는다.

증착 표면은 오염 없이 장치 외부에 구조 펀치를 쉽게 저장할 수 있는 기능을 제공한다. 실시예의 또 다른 이점은 구조 펀치의 규정된 방향이 장치에서 구조 펀치의 조립 방향을 규정한다는 점이다. 구조 펀치의 추가 비대칭은 장치에서 구조 펀치의 일대일 위치 및 위치를 보장하는 데 사용할 수 있다. 이러한 조치는 잠금 및 키 원칙을 구현한다.

제 5 실시예와 제 2 및/또는 제 3 실시예의 조합이 특히 유리한 것으로 간주된다.

특히, 구조 펀치는 포지티브 고정 요소로 장치에 고정된다. 체결 기능 외에도 체결 요소와 구조 펀치는 서로에 따라 추가로 기능화된다. 특히, 구조 펀치의 정확한 하나의 정확한 설치 위치는 특히 비대칭으로 배치된 몰딩 요소 또는 구조 펀치의 비대칭 형성과 함께 잠금 및 키 원리를 사용하여 달성된다.

특히, 본 발명에 따른 구조 펀치의 설계는 시뮬레이션 및 수치 근사(유한 요소 방법, FEM)의 결과이며, 엠보싱 재료의 잔류 층 두께를 최적화하기 위한 시뮬레이션된 엠보싱 공정의 매개변수는 구조 펀치의 치수 안정성과 서비스 수명에 영향을 미친다. 구조 펀치 두께가 설계에서 불균일한 경우 가교, 경화 복사 또는 열 전달의 강성 및 광학 경로 길이는 수치 최적화에 따라 가장 잘 구성된다.

이러한 방식으로 구조 펀치를 위한 복잡하고 유연한 힌지는 구조 펀치에 대해 균일하고 일정한 사전응력을 생성하고 거의 왜곡이 없는 엠보싱 구조를 생성할 수 있다.

결과적으로, 특히 반탄성 구조 펀치가 개발, 시뮬레이션 및 제조될 수 있으며, 여기서 구조 펀치의 재료 팽창은 바람직하게 일정하게 유지될 수 있고, 대응하여 조정된 재료 두께 및/또는 구조 펀치의 재료 강성으로, 구조 펀치의 몰딩 영역은 유지 영역보다 엠보싱 동안 더 큰 평탄도 및/또는 더 큰 치수 안정성을 유지한다. 특히, 구조 펀치의 펀치 재료/캐리어 재료로 만들어진 중실 힌지는 구조 펀치에 의해 가해지는 힘에 대한 노출을 통해 엠보싱을 위한 구조 펀치의 변형을 가능하게 한다. 특히, 구조 펀치는 구조 펀치의 휴지 상태 또는 엠보싱을 위한 구조 펀치의 사전응력된 안정적인 위치의 효과를 갖는 작용력 또는 작용력 없는 두 가지 형상을 취할 수 있다.

구조 펀치는 구조 펀치의 중성 섬유가 엠보싱 표면에 영구적으로 남아 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면, 몰딩 표면이 엠보싱 공정 동안(구조 펀치의 구조의 제조를 시작으로) 변하지 않는 일정한 인장 응력에 노출되는 것을 생각할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 장치는 그에 따라 설계를 조절할 수 있다.

그 결과, 구조체 펀치의 엠보싱 구조는 기계적 응력이 없이 제조되어 분리력이 가장 큰 가변력이 된다. 분리력은 엠보싱 구조에 거의 정상적인 영향을 미치므로 엠보싱 구조와 구조 펀치의 치수 안정성이 향상된다.

본 발명에 따른 장치는 병진 및 회전 자유도 및 위치 지정 시스템을 갖는 펀치 홀더에 구조 펀치를 수용한다. 구조체 펀치와 엠보싱 소재로 코팅된 기판이 서로 가까워진다. 엠보싱은 포지셔닝 시스템의 이송 동작을 통해 구조 펀치를 구부림으로써 수행된다. 엠보싱 재료가 엠보싱 동작의 역순으로 경화된 후 구조 펀치가 분리된다.

다시 말해서, 펀치 구조의 몰딩성은 벤딩 운동에 기인할 수 있으며, 여기서 중력 이외의 외력은 펀치 표면의 후면에 작용하지 않는 것이 바람직하다. 특히 몰딩 표면은 여기서 임계 구조 치수의 20% 미만, 바람직하게는 임계 구조 치수의 5% 미만, 특히 바람직하게는 1% 미만, 매우 특히 바람직하게는 임계 구조 치수의 0.1% 미만으로 가역적으로 변형되는 반면, 홀딩 영역은 엠보싱을 위해 거시적 움직임을 수행한다. 결과적으로, 구조 펀치의 굽힘 운동은 엠보싱에 사용된다. 엠보싱의 몰딩 작업은 엠보싱의 힘과 덮인 경로로 구성된다. 모세관 힘의 영향과 구조 펀치의 결과적인 굽힘 운동은 몰딩 작업을 수행한다.

결과적으로, 장치는 분리 장치 또는 엠보싱 롤러를 필요로 하지 않는다.

본 발명의 추가적인 이점, 특징 및 세부사항은 도면을 기반으로 할 뿐만 아니라 바람직한 예시적인 실시예의 다음 설명으로부터 얻어질 수 있다.

도 1본 발명에 따른 장치의 본 발명에 따른 제 1 실시예의 개략적인 구조도
도 2a 는 제 1 실시예에서 본 발명에 따른 제 2 장치의 개략적인 구조도.
도 2b는 제 2 실시예에서 본 발명에 따른 제 2 장치의 개략적인 구조도.
도 3은 본 발명에 따른 다른 장치의 개략적인 구조도.
도 4a는 구조 펀치의 개략적인 구조도.
도 4b는 본 발명에 따른 장치에서 도 4a의 구조 펀치 적용의 개략적인 구조도.
도 5는 본 발명에 따른 장치에서 도 4b의 구조 펀치 적용의 개략적인 구조도.
도 6은 구조 펀치의 제 3 실시예의 개략적인 구조도.
도 7은 본 발명에 따른 다른 장치에서 도 6의 구조 펀치 적용의 개략적인 구조도.

도면에서 동일한 구성 요소 또는 동일한 기능을 가진 구성 요소에는 동일한 참조 번호가 표시된다.

도 1은 본 발명에 따른 엠보싱 장치(1)의 본 발명에 따른 제 1 실시예의 개략적인 구조도이다. 구조 펀치(4)는 고정 요소(3)에 의해 일정한 팽창하에 유지된다. 구조 펀치의 일정하고 특히 조정 가능한 확장은 고정 요소(3)의 화살표로 표시된다. 장치(1)는 다음을 위해 특별히 조절된 기계적 힘을 사용한다. 이 목적은 구조 펀치(4)의 기계적 응력으로서 일정한 국부 팽창을 가능하게 한다.

엠보싱 재료로 코팅된 도시되지 않은 기판은 기판 홀더(5)에 고정되고, 구조 펀치(4)는 구조 펀치(4)가 엠보싱 재료와 접촉한 후 엠보싱 재료로 몰딩된다. 충분한 몰딩성을 보장하기 위해, 엠보싱 롤러(6)는 구조 펀치(4)를 엠보싱 재료 내로 가압한다.

여기에서 경로로 도시된 분리 장치(2)는 기판으로부터 구조 펀치(4)를 분리하기 위해 사용된다.

분리 장치(2)는 시작 위치(S)와 끝 위치(E) 사이의 엠보싱 경로와 구조적 및 물질적으로 연결된다. 엠보싱 롤러(6)가 S와 E 사이의 세그먼트에 있으면 구조 펀치(4)가 몰딩되고 엠보싱이 발생한다. 엠보싱 롤러(6)가 분리 경로 상의 엠보싱 경로 외부의 E와 S 사이에 위치하면, 도시되지 않은 태핏이 상응하게 구조 펀치(4)를 픽업하여 구조 펀치(4)가 기판으로부터 분리될 수 있도록 한다.

특히, 분리 공정을 지원하기 위해, 기판 홀더(5)도 마찬가지로 이동될 수 있다. 선택적 상대 모션은 화살표로 표시된다.

도 2a는 제 1 실시예에서 본 발명에 따른 제 2 장치의 개략적인 구조적 스케치를 도시한다. 구조 펀치(4')는 바람직하게 고정 요소(3')에 의해 도시되지 않은 엠보싱 장치에 고정 고정된다. 엠보싱 롤러(6')는 일정한 팽창하에 구조 펀치(4')를 사전응력하여, 구조 펀치(4')는 엠보싱 재료로 코팅된 미도시 기판을 엠보싱할 수 있다. 기판은 기판 홀더(5')에 고정된다. 기판 홀더(5')는 특히 조절된 방식으로 전달될 수 있다. 이것은 기판으로부터 구조 펀치(4')를 분리하면서 수직력을 조정하는 것 뿐만 아니라 엠보싱 힘을 조정하는데 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 기판 홀더(5')는 전달될 수 없으므로 추가 공급 동작은 구조 펀치, 고정 요소 등에 의해 수행된다.

특히, 도시된 실시예는 만곡된, 특히 타원형 기판 표면을 엠보싱하는 데 적합하다. 이것은 기판 홀더(5')의 곡률로 상징적으로 묘사된다.

도 2b는 제 2 실시예에서 본 발명에 따른 제 2 장치의 개략적인 구조적 스케치를 도시한다. 구조 펀치(4")는 고정 요소(3")에 의해 도시되지 않은 엠보싱 장치에 고정된다. 고정 요소(3")는 도시되지 않은 이동 및 측정 장치와 결합되며, 엠보싱 롤러(6")의 영향으로 구조 펀치(4")의 국부적 팽창이 일정하게 유지될 수 있도록, 도 2a의 실시예의 생략 오류는 수정될 수 있다. 엠보싱 롤러(6")는 규정된 응력으로 일정한 팽창 하에서 구조 펀치(4")를 사전응력하여 구조 펀치(4")가 엠보싱 재료로 코팅된 미도시 기판을 엠보싱할 수 있다. 기판은 공급가능하고, 특히 규제된 방식으로 공급가능한 기판 홀더(5")에 고정된다. 다른 실시예에서, 고정 기판 홀더로의 공급 운동은 상대 운동으로서 수행된다.

도 3은 본 발명에 따른 엠보싱 롤러 유닛(7) 및 본 발명에 따른 도시되지 않은 장치의 부품의 개략적인 구조적 스케치를 도시한다. 이동, 조정 및 안내 유닛(10)에서, 엠보싱 롤러(6"') 및 지지 롤러(8)는 도시되지 않은 조절기에 의해 조절된 방식으로 설치된다. 엠보싱 롤러 유닛(7)은 바람직하게는 엠보싱 재료를 경화시키기 위해 엠보싱 롤러(6"')와 지지 롤러(8) 사이에 위치된 방사원(9)을 더 갖는다. 특히 엠보싱 롤러(6"')와 지지 롤러(8) 사이의 갭에서, 방사선 소스(9)의 방사선은 특히 일정한 팽창 하에서 조절 가능하게 사전 응력을 받는 구조 펀치(4"')를 통해 도시되지 않은 구조화된 엠보싱 재료에 도달한다. 미도시된 기판은 기판 홀더(5"')에 고정되고, 여기서 기판 홀더(5"')는 조절된 방식으로 공급될 수 있도록 설계될 수 있다.

엠보싱 롤러 유닛(7)의 다른 실시예에서, 구조 펀치(4"')의 사전응력은 엠보싱 롤러(6"')와 지지 롤러(8) 사이의 거리에서 특히 조절된 변화를 통해 조정될 수 있다. 롤러(6"') 및 지지 롤러(8)는 구조 펀치(4"')를 가변 표면에 적어도 대략 평평한 방식으로 클램핑한다. 그 결과, 도 1, 2a, 2b에 도시된 본 발명에 따른 장치의 생략 오차가 추가로 보정될 수 있고, 치수 안정성이 개선될 수 있다.

도 4a는 통합된 고정 요소(3iv)를 갖는 구조 펀치(4iv)의 개략적인 구조적 스케치를 도시하며, 여기서 몰딩 영역 A 및 유지 영역 H는 대응하는 기능으로 표시된다. 구조 펀치(4iv)는 구조 펀치(4iv)를 확실하게 고정하기 위해 잠금 및 키 원리에 따라 설계된 홀딩 영역(H)의 에지 영역을 갖는다. 특히, 도시되지 않은 장치는 구속 없이 고정 요소(3iv)를 클램핑할 수 있어서, 구조 펀치(4iv)는 모든 절차 단계에서 일정한 사전응력으로 부하된다.

도 4b는 도시되지 않은 장치에서 통합된 고정 요소(3v)를 갖는 구조 펀치(4v)의 개략적인 구조적 스케치를 도시하며, 여기서 구조 펀치(4v)는 특히 조절된 방식으로 일정한 팽창하에 유지된다. 공급 가능한 기판 홀더(5v)에는 도시되지 않은 기판이 고정된다. 몰딩 영역(A)과 기판 홀더(5v)를 갖는 구조 펀치(4v)의 상대 운동은 구조 펀치(4v)와 엠보싱 재료 사이의 접촉을 확립하여 구조 펀치(4)가 엠보싱 재료로 몰딩된다. 통합된 고정 요소(3v)는 특히 바람직하게는 제한 없이, 특히 바람직하게는 잠금 및 키 원리에 따라 기생력 없이 장치에 구조 펀치(4v)를 고정할 수 있다. 다른 실시예에서, 기판 홀더(5v)는 고정될 수 있고, 구조 펀치를 갖는 장치는 다른 요구되는 동작을 수행한다.

도 5는 통합된 고정 요소(3vi)를 갖는 구조 펀치(4vi)의 다른 실시예의 개략적인 구조적 스케치를 도시한다. 구조 펀치 4vi에서 재료 응력의 갑작스러운 전환을 최대한 피하기 위해 적어도 절반 쐐기형, 바람직하게는 (도시되지 않음) 쐐기형 디자인을 갖는 에지 영역이 구조 펀치(4vi)의 유지 영역에서 생성된다. 이것은 유리하게는 노치 응력이 없는 실시예를 산출한다.

유리한 실시예는 구조 펀치(4vi)의 이중 비대칭 구성으로 달성될 수 있다. 구조 펀치(4vi)의 비대칭은 특히 구조적 특징에 기초하여 상부 및 하부 설치 위치를 구별할 수 있고 장치의 잘못된 역 설치를 피하기 위해 사용되는 것이 바람직하다.

구조 펀치(4vi)의 또 다른 비대칭은 구조 펀치의 역 설치 위치를 차단하는 방식으로 추가, 특히 평평한 좌표 방향, "우-좌"를 나타낼 수 있다.

구조 펀치(4vi)의 이중 비대칭 구조의 이 실시예는 본 발명에 따른 모든 구조 펀치에 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 모든 구조 펀치의 비대칭 구조 또는 이중 비대칭 구조는 잠금 및 키 원리의 적용을 실현하는 것을 가능하게 한다.

도 6은 구조 펀치(4vii)의 제 3 실시예의 개략적인 구조적 스케치를 도시한다. 실시예는 도 4a 및 도 5에 도시된 실시예와 유사하다. 구조 펀치(4vii)는 바람직하게는 물질적으로 통합된 중실 힌지(F)를 갖는다. 결과적으로, 구조 펀치(4vii)는 특히 롤러가 없는 엠보싱 공정을 위해 여전히 평평한 성형 영역을 가지면서 다양한 강도를 가질 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 도시되지 않은 장치의 일부로서 도 6에 따른 구조 펀치의 제 3 실시예의 개략적인 구조적 스케치를 도시한다. 규정된 방식으로 배치되고 이동할 수 있는 고정 요소(3viii)에 의해, 도시되지 않은 장치는 기판의 도시되지 않은 엠보싱 재료에서 특히 가변적으로 조절된 사전응력을 사용하여 일정한 팽창하에 구조 펀치(4viii)를 몰딩할 수 있다. 기판 홀더(5viii)는 기판을 고정하고 규제된 방식으로 이동할 수 있다.

다른 실시예에서, 고정된 기판 홀더(5viii)가 사용되며, 기판 펀치(4viii)와 기판 사이의 상대 운동은 기판 펀치에 의해 수행된다.

구조 펀치(4viii)는 다양한 강도 및 중실 힌지를 통해 대체로 평평한 몰딩 영역을 형성할 수 있으며, 여기서 엠보싱 공정은 바람직하게는 구조 펀치의 중실 힌지(F)를 구부림으로써 엠보싱 롤러 없이 도입될 수 있다(도 6 참조).

1: 엠보싱 장치
2: 분리 장치
3, 3', 3", 3"', 3iv, 3v, 3vi, 3viii: 구조 펀치용 고정 요소
4, 4', 4", 4"', 4iv, 4v, 4vi, 4vii, 4viii: 구조 펀치
5, 5', 5", 5"', 5v, 5viii: 기판 홀더
6, 6', 6", 6"': 엠보싱 롤러
7: 엠보싱 롤러 유닛
8: 지지 롤러
9: 방사선 소스
10: 유닛 이동, 조정 및 안내
S: 시작 위치
E: 종료 위치
H: 보유 지역
A: 몰딩 영역
F: 솔리드 힌지

Claims (4)

1. 구조를 엠보싱 재료로 엠보싱하기 위한 구조 펀치(4, 4', 4", 4"', 4iv, 4v, 4vi, 4vii, 4viii)를 갖는 엠보싱 재료에 구조를 엠보싱하기 위한 장치(1)에 있어서, 구조 펀치(4, 4', 4", 4"', 4iv, 4v, 4vi, 4vii, 4viii)는 엠보싱 및 엠보싱 재료로부터의 분리 동안 일정한 국부 팽창하에 유지될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1항에 있어서, 구조 펀치(4, 4', 4", 4"', 4iv, 4v, 4vi, 4vii, 4viii)의 구조를 엠보싱 재료로 가압하기 위한 엠보싱 롤러(6, 6', 6", 6"')를 가지고, 상기 엠보싱 롤러(6, 6', 6", 6"')는 엠보싱 후 구조 펀치(4, 4', 4", 4"', 4iv, 4v, 4vi, 4vii, 4viii)를 리프팅하기 위한 태핏을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 2항에 있어서, 엠보싱 후, 구조 펀치(4, 4', 4", 4"',4iv, 4v, 4vi, 4vii, 4viii)를 갖는 엠보싱 롤러(6, 6', 6", 6"')를 분리 경로(2)의 한쪽 끝 위치(E)에서 새로운 엠보싱을 위한 시작 지점(S)으로 다시 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 구조 펀치(4, 4', 4", 4"', 4iv, 4v, 4vi, 4vii, 4viii)가 구조를 엠보싱 재료로 엠보싱하는 방법에 있어서,
   상기 구조 펀치(4, 4', 4", 4"', 4iv, 4v, 4vi, 4vii, 4viii)는 엠보싱 및 엠보싱 재료로부터 분리되는 동안 일정한 국부 팽창하에 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.

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