WO2016068364A1 - 글래스 패터닝을 위한 유리질 카본 몰드의 제조방법 - Google Patents

글래스 패터닝을 위한 유리질 카본 몰드의 제조방법 Download PDF

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WO2016068364A1
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mold
pattern
glassy carbon
carbon powder
glass
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PCT/KR2014/010400
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김장균
허윤석
김성빈
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주식회사 애니캐스팅
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing

Definitions

  • the present invention relates to a glassy carbon mold for forming a glass pattern, and more particularly, to a method for producing a glassy carbon mold prepared after forming the same pattern on opposite surfaces of a mold precursor made of carbon powder and resin.
  • the carbon powder and the liquid resin mixture are cured to form a cured body in an elastic state.
  • distortion of the cured body occurs.
  • Deformation generated during the curing process in the manufacturing of the glassy carbon mold is further deepened in the carbonization process after curing, so that it is impossible to recover to its original state, making it impossible to use it as a pattern forming mold requiring a high level of flatness of 100 or less.
  • the carbon powder and the liquid resin mixture is caused by the difference in the drying conditions of the pattern surface and the pattern opposite surface in the process of becoming an elastomer (elastomer). That is, since the drying speed of the opposite side of the pattern in contact with the atmosphere is relatively fast, warpage (deformation) occurs on the opposite side of the pattern.
  • the patterned surface and the pattern opposite surface are exposed to the outside air after separating the cured carbon powder and the liquid resin mixture from the master mold as shown in FIG. 1, the pattern surface and the pattern opposite surface are in contact with the outside air. Since a difference occurs in the area, a warping phenomenon occurs in the pattern plane direction due to the difference in drying speed.
  • the cured precursor is pressed to prevent the occurrence of warpage, but this does not only require an additional pressurization process but also a deformation of the pattern shape during pressurization, thus affecting the yield.
  • the present invention is to solve a number of problems, including the above problems, a pattern having a high level of flatness by minimizing the deformation of the cured body occurs in the primary, secondary curing and carbonization process in the production of oil-quality carbon mold It is for providing a forming mold.
  • a plurality of molds having the same pattern are formed to face each other in order to prevent deformation occurring in a process in which the carbon powder and the liquid resin mixture become elastomers.
  • Providing the disposed mold composite injecting the carbon powder and the liquid thermosetting resin mixture in parallel to the pattern surface formed in the plurality of mold through the injection hole formed in the mold composite, the carbon powder and the thermosetting resin mixture at room temperature
  • the first curing step separating the carbon powder and the solid resin precursor formed by the first curing in the mold composite and then secondary curing and carbonizing the carbon powder and the precursor of the solid resin formed by the secondary curing It may include.
  • the manufacturing method of the glassy carbon mold for glass patterning further comprises the step of removing by polishing the pattern of one side of the pattern formed on both sides of the carbonized carbon powder and the precursor of the solid resin. It may include.
  • the mold having the same shape pattern may be a high elastic polymer.
  • the mold composite may have a rectangular parallelepiped shape.
  • the carbon powder and the liquid thermosetting resin mixture may be injected in a state where the pattern surfaces formed in the plurality of molds face in the vertical direction.
  • the carbon powder and the liquid thermosetting resin mixture may be injected in a state in which the mold composite is inclined such that pattern surfaces formed in the plurality of molds have a vertical direction and an inclination angle.
  • a method of forming a pattern of a glass substrate comprising: providing the prepared glassy carbon mold, disposing a glass substrate on the glassy carbon mold, and replacing the glassy carbon mold and the glass substrate with a glass substrate. Heating above the glass transition temperature of the glass substrate, pressing the glassy carbon mold and the glass substrate to transfer the pattern formed on the glassy carbon mold to the glass substrate, and cooling the glass substrate to which the pattern of the glassy carbon mold has been transferred. And then separating.
  • the glassy carbon mold manufacturing method for glass patterning according to the present invention forms a pattern having a high level of flatness by minimizing the deformation of the cured body in the primary and secondary curing processes and carbonization processes generated during the manufacturing process for the carbon mold.
  • a mold can be provided.
  • FIG. 1 is a view for explaining that deformation occurs in the process of the carbon powder and the liquid resin mixture is a cured product in the production of the glassy carbon mold according to the prior art.
  • FIG. 2 is a view for explaining that a molding pattern is formed on opposite surfaces of a mold when manufacturing a glassy carbon mold for glass patterning according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view showing a manufacturing process of a glassy carbon mold for glass patterning according to an embodiment of the present invention.
  • first, second, etc. are used herein to describe various members, parts, regions, layers, and / or parts, these members, parts, regions, layers, and / or parts are not limited by these terms. Not clear. These terms are only used to distinguish one member, part, region, layer or portion from another region, layer or portion. Thus, the first member, part, region, layer or portion, which will be discussed below, may refer to the second member, component, region, layer or portion without departing from the teachings of the present invention.
  • top or “above” and “bottom” or “bottom” may be used herein to describe the relationship of certain elements to other elements as illustrated in the figures. It may be understood that relative terms are intended to include other directions of the device in addition to the direction depicted in the figures. For example, if the device is turned over in the figures, elements depicted as present on the face of the top of the other elements are oriented on the face of the bottom of the other elements. Thus, the exemplary term “top” may include both “bottom” and “top” directions depending on the particular direction of the figure. If the device faces in the other direction (rotated 90 degrees relative to the other direction), the relative descriptions used herein can be interpreted accordingly.
  • FIG. 2 and 3 is a view showing a schematic process of the manufacturing method of the glassy carbon mold for glass patterning according to an embodiment of the present invention.
  • a glassy carbon mold for glass patterning in order to prevent deformation occurring in the process of the carbon powder and the liquid resin mixture becomes an elastomer (elastomer)
  • elastomer elastomer
  • Carbonizing the carbon powder and the precursor of the solid resin formed by the carbonized carbon powder and the solid water Of the pattern formed on the opposing sides of the precursor may include a step of removing by a pattern of surface polishing.
  • the carbon powder and the liquid resin mixture are injected into a hardened body in the form of an elastomer.
  • the injected carbon powder and the liquid resin mixture are injected into a single mold having a pattern, the hardened body During the process, warpage occurs on the other surface of the cured body in which the pattern is not formed due to the relative difference in drying speed between one surface of the cured body to which the pattern surface is transferred and the other surface of the cured body exposed to the outside air (atmosphere).
  • the present invention proposes to cast (casting) on both sides.
  • the cured product may be pressurized to prevent warpage, but this may affect the cost of the additional process and the yield of the final product.
  • the present invention has been devised to form the same pattern surface on both sides of the cured body as a solution to the above causes, for this purpose it is arranged to face a plurality of molds having the same shape pattern.
  • the cured body of the elastic state is the same material formed by primary curing the carbon powder and the liquid resin mixture below.
  • the mold disposed in the mold composite is injected into the liquid polydimethylsiloxane (PDMS; polydimethylsiloxane) in the PDMS mold manufacturing mold containing a master mold with a predetermined pattern is cured at least for 24 hours at a temperature range of 20-40 It is characterized in that the formed PDMS mold.
  • PDMS liquid polydimethylsiloxane
  • the master mold is a pattern formed by applying a photoresist to a substrate made of a semiconductor wafer, glass, quartz, etc. and exposing with ultraviolet rays, or by forming a pattern by machining.
  • the mold having the same shape pattern is characterized in that the high elastic polymer of PDMS.
  • the mold composite is characterized in that the rectangular parallelepiped shape.
  • the thermosetting resin includes a resin capable of forming glassy carbon from furan resin of furfuryl alcohol, phenol resin, cellulose and the like.
  • Carbonization of the carbon powder and the solid resin precursor is performed at a temperature of around 1,000, in a reducing atmosphere of an inert gas such as nitrogen, or in a high-temperature furnace in a vacuum atmosphere.
  • the carbon powder and the liquid thermosetting resin mixture are injected in a state in which the pattern surfaces formed in the plurality of molds are disposed in the vertical direction (the Y-axis direction in FIG. 3).
  • the carbon powder and the liquid thermosetting resin mixture may be injected in a state in which the mold composite is inclined such that the pattern surfaces formed in the plurality of molds have an inclination angle and a vertical direction (Y-axis direction in FIG. 3).
  • a method of forming a glass substrate comprising: providing the prepared glassy carbon mold, disposing a glass substrate on the glassy carbon mold, and forming the glassy carbon mold and the glass substrate on the glass substrate. Heating above the glass transition temperature, pressing the glassy carbon mold and the glass substrate to transfer the pattern formed on the glassy carbon mold to the glass substrate, and cooling the glass substrate to which the pattern of the glassy carbon mold has been transferred Separating.
  • the carbon mold and the glass substrate are heated above the glass transition temperature of the glass substrate, it is preferable to prevent the carbon mold from being oxidized under a high temperature forming environment by using a inert gas such as nitrogen to create a reducing atmosphere or a vacuum atmosphere. .

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Abstract

유리질 카본 몰드의 제조방법이 개시된다. 본 발명에 의한 유리질 카본 몰드의 제조방법은 카본 분말과 액상수지 혼합체가 탄성체(elastomer)로 되는 과정에서 발생하는 변형을 방지하기 위하여 동일한 모양의 패턴이 형성된 복수의 몰드가 서로 대향하도록 배치된 주형복합체를 제공하는 단계, 상기 주형복합체에 형성된 주입구를 통해 카본 분말과 액상의 열경화성 수지 혼합체를 상기 복수의 몰드에 형성된 패턴면에 평행하게 주입하는 단계, 상기 카본 분말과 열경화성 수지 혼합체를 상온에서 1차 경화시키는 단계, 1차 경화에 의해 형성된 카본 분말과 고상수지의 전구체를 주형복합체에서 분리한 후 2차 경화시키는 단계 및 2차 경화에 의해 형성된 카본 분말과 고상수지의 전구체를 탄화시키는 단계를 포함한다.

Description

글래스 패터닝을 위한 유리질 카본 몰드의 제조방법
본 발명은 글래스 패턴 형성을 위한 유리질 카본 몰드에 관한 것으로, 구체적으로는 카본 분말과 수지로 이루어진 몰드 전구체의 대향하는 면에 동일한 패턴을 형성 후 제조한 유리질 카본 몰드의 제조방법에 관한 것이다.
종래기술에 의한 유리질 카본 몰드의 제조방법은 카본 분말과 액상의 수지 혼합체를 경화시켜 탄성체 상태의 경화체를 형성하는데 경화가 진행되는 과정에서 경화체의 변형(distorsion)이 발생하게 된다.
이러한 변형은 1차 경화 완료 후 2차 경화를 진행하지 않고 상온에 방치한 경우에도 발생하게 된다.
유리질 카본 몰드 제조시 경화과정에서 발생한 변형은 경화 이후 탄화공정에서 더욱 심화되어 원래의 상태로 회복이 불가능하게 됨으로써 100 이하의 높은 수준의 평탄도를 요구하는 패턴 형성용 몰드로 사용이 불가능하게 된다.
이러한 변형발생의 원인으로는 도 1에 도시된 바와 같이, 카본 분말과 액상수지 혼합체가 탄성체(elastomer)가 되는 과정에서 패턴면과 패턴 반대면의 건조조건의 차이에 의해 발생한다. 즉, 대기와 접촉하는 패턴 반대면의 건조속도가 상대적으로 빠르기 때문에 패턴의 반대면으로 휨(변형)이 발생하는 것이다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이 경화된 카본 분말과 액상수지 혼합체를 마스터 몰드로부터 분리한 이후에 패턴면과 패턴 반대면이 모두 외기에 노출되게 되므로, 패턴면과 패턴 반대면이 외기와 접촉하는 면적에 차이가 발생하므로 건조속도 차이로 인한 패턴면 방향으로의 휨 현상이 발생하게 된다.
이 경우에 경화된 전구체를 가압함으로서 휨의 발생을 방지하고 있으나 이는 추가적인 가압 공정이 필요할 뿐만 아니라 가압시 패턴형상의 변형이 발생할 수가 있어 수율에 영향을 미치게 된다.
따라서, 고정밀도의 평탄도를 갖는 패턴 형성용 몰드 제조를 위해서는 몰드용 전구체의 휨 발생 방지를 위한 방안이 요구되는 상황이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 유지질의 카본 몰드 제조시 1차, 2차 경화 및 탄화공정에서 발생하는 경화체의 변형을 극소화시킴으로써 높은 수준의 평탄도를 갖는 패턴 형성용 몰드를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 글래스 패터닝을 위한 유리질 카본 몰드의 제조방법은 카본 분말과 액상수지 혼합체가 탄성체(elastomer)로 되는 과정에서 발생하는 변형을 방지하기 위하여 동일한 모양의 패턴이 형성된 복수의 몰드가 서로 대향하도록 배치된 주형복합체를 제공하는 단계, 상기 주형복합체에 형성된 주입구를 통해 카본 분말과 액상의 열경화성 수지 혼합체를 상기 복수의 몰드에 형성된 패턴면에 평행하게 주입하는 단계, 상기 카본 분말과 열경화성 수지 혼합체를 상온에서 1차 경화시키는 단계, 1차 경화에 의해 형성된 카본 분말과 고상수지의 전구체를 주형복합체에서 분리한 후 2차 경화시키는 단계 및 2차 경화에 의해 형성된 카본 분말과 고상수지의 전구체를 탄화시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 글래스 패터닝을 위한 유리질 카본 몰드의 제조방법은 탄화된 카본 분말과 고상수지의 전구체의 대향하는 양면에 형성된 패턴 중 일면의 패턴을 연마에 의해 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 동일한 모양의 패턴이 형성된 몰드는 고탄성 중합체일 수 있다.
상기 주형복합체는 직육면체 형상일 수 있다.
상기 카본 분말과 액상의 열경화성 수지 혼합체는 상기 복수의 몰드에 형성된 패턴면이 연직방향으로 향하도록 배치된 상태에서 주입될 수 있다.
또한, 상기 카본 분말과 액상의 열경화성 수지 혼합체는 상기 복수의 몰드에 형성된 패턴면이 연직방향과 경사각을 갖도록 주형복합체를 기울인 상태에서 주입될 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의한 글래스 기판의 패턴 형성방법은 상기 제조된 유리질 카본 몰드를 제공하는 단계, 상기 유리질 카본 몰드 상에 글래스 기판을 배치하는 단계, 상기 유리질 카본 몰드 및 글래스 기판을 글래스 기판의 유리전이온도 이상으로 가열하는 단계, 상기 유리질 카본 몰드 및 글래스 기판을 가압하여 상기 유리질 카본 몰드에 형성된 패턴을 상기 글래스 기판에 전사하는 단계, 및 상기 유리질 카본 몰드의 패턴이 전사된 글래스 기판을 냉각후 분리시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 의한 글래스 패터닝을 위한 유리질 카본 몰드 제조방법은 카본 몰드를 위한 제조공정시 발생하는 1차 및 2차 경화공정 및 탄화공정에서 경화체의 변형을 극소화시킴으로 인하여 높은 수준의 평탄도를 갖는 패턴 형성용 몰드를 제공할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 유리질 카본 몰드의 제조시 카본 분말과 액상 수지 혼합체가 경화체가 되는 과정에서 변형이 발생하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 글래스 패터닝을 위한 유리질 카본 몰드의 제조시 성형패턴이 몰드의 대향하는 양면에 형성되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 글래스 패터닝을 위한 유리질 카본 몰드의 제조공정을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일부 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 적층되어 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 적층되어 또는 "커플링되어" 접합하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되지 않음은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 글래스 패터닝을 위한 유리질 카본 몰드의 제조방법에 대한 개략적인 공정을 나타낸 도면이다.
도 2 및 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 글래스 패터닝을 위한 유리질 카본 몰드의 제조방법은 카본 분말과 액상수지 혼합체가 탄성체(elastomer)로 되는 과정에서 발생하는 변형을 방지하기 위하여 동일한 모양의 패턴이 형성된 복수의 몰드가 서로 대향하도록 배치된 주형복합체를 제공하는 단계, 상기 주형복합체에 형성된 주입구를 통해 카본 분말과 액상의 열경화성 수지 혼합체를 상기 복수의 몰드에 형성된 패턴면에 평행하게 주입하는 단계, 상기 카본 분말과 열경화성 수지 혼합체를 상온에서 1차 경화시키는 단계, 1차 경화에 의해 형성된 카본 분말과 고상수지의 전구체를 주형복합체에서 분리한 후 2차 경화시키는 단계, 2차 경화에 의해 형성된 카본 분말과 고상수지의 전구체를 탄화시키는 단계 및 탄화된 카본 분말과 고상수지의 전구체의 대향하는 양면에 형성된 패턴 중 일면의 패턴을 연마에 의해 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
유리질 카본 몰드를 제조하는 과정에서 카본 분말과 액상수지 혼합체가 주입이 되어 탄성체(elastomer) 상태의 경화체가 되는데, 주입된 카본 분말과 액상수지 혼합체가 패턴이 형성된 단일의 몰드에 주입이 될 경우, 경화체가 되는 과정에서 패턴면이 전사된 경화체의 일면과 외기(대기)에 노출된 경화체의 타면간에 건조속도의 상대적 차이로 인하여 패턴이 형성되지 않은 경화체의 타면으로 휨이 발생하게 된다.
따라서, 패턴이 형성되지 않는 경화체의 타면을 패턴면과 동일한 밀착조건으로 만들어 줌으로써 휨 발생을 방지할 수 있다. 이를 위해, 본 발명에서는 양면에 캐스팅(casting)을 하는 것을 제안한다.
또한, 몰드로부터 경화체를 분리시, 경화체에 형성된 패턴면과 패턴이 형성되지 않은 면이 모두 외기에 노출될 경우, 양면이 외기와 접촉하는 면적이 상이함으로 인하여 건조속도 차이로 인한 휨이 발생하게 된다.
이 경우, 휨 발생방지를 위하여 경화체를 가압할 수 있으나 이는 추가적인 공정으로 인한 비용발생 및 최종 제품의 수율에 영향을 미치게 된다.
따라서, 본 발명에서는 상기의 원인들에 대한 해결방안으로 경화체의 양면에 패턴면을 동일하게 형성하는 것을 고안하였고, 이를 위해 동일한 모양의 패턴이 형성된 복수의 몰드를 서로 대향하도록 배치한 것이다.
상기 탄성체 상태의 경화체는 아래의 카본 분말 및 액상수지 혼합체를 1차 경화시켜서 형성되는 것과 동일한 물질이다.
한편, 상기 주형복합체 내에 배치된 몰드는 일정한 패턴이 형성된 마스터 몰드를 포함하는 PDMS몰드 제조용 주형에 액상의 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethylsiloxane)를 주입시킨 후 20-40의 온도범위에서 24시간 이상 경화시켜 형성한 PDMS몰드인 것을 특징으로 한다.
상기 마스터 몰드는 반도체 웨이퍼, 글래스, 쿼츠 등으로 이루어진 기판에 포토레지스트를 도포하고 자외선으로 노광시킨 후 패턴을 형성한 것이거나 기계가공에 의해 일정한 패턴을 형성한 것이다.
상기 동일한 모양의 패턴이 형성된 몰드는 PDMS의 고탄성 중합체인 것을 특징으로 한다.
상기 주형복합체는 직육면체 형상인 것을 특징으로 한다.
상기 열경화성 수지는 푸리푸릴 알코올의 퓨란수지, 페놀수지, 셀룰로오스 등으로 유리질 탄소를 형성할 수 있는 수지를 포함한다.
카본 분말과 열경화성 수지 혼합체의 1차 경화는 상온에서 이루어지며, 2차 경화는 60-200의 온도범위에서 이루어진다.
상기 카본 분말과 고상수지 전구체의 탄화(carbonization)는 1,000 부근의 온도, 질소 등 불활성 가스의 환원 분위기 또는 진공 분위기의 고온 퍼니스(furnace)에서 이루어진다.
상기 카본 분말과 액상의 열경화성 수지 혼합체는 상기 복수의 몰드에 형성된 패턴면이 연직방향(도 3에서 Y축 방향)으로 향하도록 배치된 상태에서 주입되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 카본 분말과 액상의 열경화성 수지 혼합체는 상기 복수의 몰드에 형성된 패턴면이 연직방향(도 3에서 Y축 방향)과 경사각을 갖도록 주형복합체를 기울인 상태에서 주입되는 것을 특징으로 한다.
카본 분말과 액상의 열경화성 수지 혼합체를 복수의 몰드에 형성된 패턴면이 연직방향으로 향하도록 배치된 상태에서 주입하거나 복수의 몰드에 형성된 패턴면이 연직방향과 경사각을 갖도록 주형복합체를 기울인 상태에서 주입함으로써 주입과정에서 발생하는 기포의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 글래스 기판의 패턴 형성방법은 상기 제조된 유리질 카본 몰드를 제공하는 단계, 상기 유리질 카본 몰드 상에 글래스 기판을 배치하는 단계, 상기 유리질 카본 몰드 및 글래스 기판을 글래스 기판의 유리전이온도 이상으로 가열하는 단계, 상기 유리질 카본 몰드 및 글래스 기판을 가압하여 상기 유리질 카본 몰드에 형성된 패턴을 상기 글래스 기판에 전사하는 단계, 및 상기 유리질 카본 몰드의 패턴이 전사된 글래스 기판을 냉각후 분리시키는 단계를 포함한다.
상기 유리질 카본 몰드 및 글래스 기판을 글래스 기판의 유리전이온도 이상으로 가열시 질소 등 불활성 가스를 사용하여 환원 분위기를 만들어 주거나 진공 분위기를 만들어 줌으로써 고온 성형환경 하에서 카본 몰드가 산화되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 카본 분말과 액상수지 혼합체가 탄성체(elastomer)로 되는 과정에서 발생하는 변형을 방지하기 위하여 동일한 모양의 패턴이 형성된 복수의 몰드가 서로 대향하도록 배치된 주형복합체를 제공하는 단계;
    상기 주형복합체에 형성된 주입구를 통해 카본 분말과 액상의 열경화성 수지 혼합체를 상기 복수의 몰드에 형성된 패턴면에 평행하게 주입하는 단계;
    상기 카본 분말과 열경화성 수지 혼합체를 상온에서 1차 경화시키는 단계;
    1차 경화에 의해 형성된 카본 분말과 고상수지의 전구체를 주형복합체에서 분리한 후 2차 경화시키는 단계; 및
    2차 경화에 의해 형성된 카본 분말과 고상수지의 전구체를 탄화시키는 단계;를 포함하는 글래스 패터닝을 위한 유리질 카본 몰드의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    탄화된 카본 분말과 고상수지의 전구체의 대향하는 양면에 형성된 패턴 중 일면의 패턴을 연마에 의해 제거하는 단계를 더 포함하는 글래스 패터닝을 위한 유리질 카본 몰드의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 동일한 모양의 패턴이 형성된 몰드는 고탄성 중합체인 것을 특징으로 하는 글래스 패터닝을 위한 유리질 카본 몰드의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 주형복합체는 직육면체 형상인 것을 특징으로 하는 글래스 패터닝을 위한 유리질 카본 몰드의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 카본 분말과 액상의 열경화성 수지 혼합체는 상기 복수의 몰드에 형성된 패턴면이 연직방향으로 향하도록 배치된 상태에서 주입되는 것을 특징으로 하는 글래스 패터닝을 위한 유리질 카본 몰드의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 카본 분말과 액상의 열경화성 수지 혼합체는 상기 복수의 몰드에 형성된 패턴면이 연직방향과 경사각을 갖도록 주형복합체를 기울인 상태에서 주입되는 것을 특징으로 하는 글래스 패터닝을 위한 유리질 카본 몰드의 제조방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 유리질 카본 몰드를 제공하는 단계;
    상기 유리질 카본 몰드 상에 글래스 기판을 배치하는 단계;
    상기 유리질 카본 몰드 및 글래스 기판을 글래스 기판의 유리전이온도 이상으로 가열하는 단계;
    상기 유리질 카본 몰드 및 글래스 기판을 가압하여 상기 유리질 카본 몰드에 형성된 패턴을 상기 글래스 기판에 전사하는 단계; 및
    상기 유리질 카본 몰드의 패턴이 전사된 글래스 기판을 냉각후 분리시키는 단계를 포함하는 글래스 기판의 패턴 형성방법.
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