[發明專利]制造用于注射成型的壓模的方法

有效

• 申請號: 201080040404.3
• 申請日: 2010-09-06
• 公開（公告）號: CN102782577A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 金暎奎;鄭錫在
• 申請（專利權）人: LG電子株式會社
• 主分類號: G03F7/004
• 分類號: G03F7/004
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 付永莉;鄭小軍

技術領域

本發明涉及一種制造用于注射成型的壓模(stamper)的方法，尤其涉及這樣一種制造用于注射成型的壓模的方法，該方法可防止在壓模上形成刮痕，并且即使當其上形成有微型圖案的金屬壓模被制造完成之后，壓模也會因為硬度高而具有極好的耐久性。

背景技術

注射成型是一種成型方法，其通過向模具中形成的具有特定形狀的空腔中引入或者充入熔化的樹脂并且對充入空腔中的樹脂進行冷卻而形成與模具中的空腔形狀相同的產品。目前，隨著MEMS技術的發展，通過使用其上形成有微型圖案的壓模可生產不同形狀的結構物。

具體地，注射成型是大規模生產塑料產品的常用方法。由于隨著時代的發展，對于耐久性長的高強度聚合物的塑料產品的需求顯著增加，所以目前注射成型也被應用到各種領域。

目前，注射成型不僅被應用到通常的家用塑料產品，而且甚至被應用到用于太空領域(space-air?field)或精密光學器械領域的塑料產品的生產，尤其是需要微型且精確的圖案的產品的生產。

換言之，注射成型被用于生產其表面上形成有微型圖案的塑料結構物，這種微型圖案的尺寸為幾十納米到幾十微米。

同時，為了提供這種具有幾十納米到幾十微米尺寸的微型圖案的塑料結構物，可以使用與微型圖案相對應的單獨的壓模。通常，該壓模被設置為板狀。

通過使用具有微型圖案的壓模而制造的模制產品可產生由光的相長干涉(constructive?interference)和相消干涉(destructive?interference)引起的光學效果。例如，微型圖案的納米線寬度(nano-line?width)可用于高分辨率分光儀，或者促進光散射的圖案可用于液晶顯示裝置的背光單元。

或者，通過利用微型圖案的適當布置來產生光能隙效果，微型圖案可被制造成具有這樣的特征：微型圖案反射特定波長的光，同時傳導或者吸收其它波長的光。

通常，為了形成所需的微型圖案，可使用具有這種圖案的壓模。為了形成現有技術的微型圖案，可使用LIGA(德文中的光刻、電鑄、塑鑄的縮寫)工藝。

以下將描述通過使用LIGA工藝來制造壓模的過程。首先，對基材進行清洗、光致抗蝕劑(photoresist?coating)涂覆和軟烘。然后，對基材與設置在基材上的預定形狀的圖案掩模一起進行曝光和顯影(development)。接著，在光致抗蝕劑被清除的部分執行硬烘，從而形成預定形狀的微型圖案。在所形成的圖案上的傳導層沉積之后，鎳和銅被電鍍到圖案上，隨后將電鍍層分離，以完成主壓模(master?stamper)的成形。

圖1示出了現有技術中用于注射成型的壓模的照片。

由于這樣制造的主壓模具有形成在其上的微型圖案，并且用作生產注模產品的模具，該主壓模需要維持光滑的鏡面。然而，由于現有技術的主壓模的鎳或銅的圖案表面的硬度較低，所以這種主壓模存在的問題在于：如圖1中所示，即使是輕微的接觸也可能形成刮痕S，而且難以維持。

發明內容

技術問題

為了解決這些問題，本發明的一個目的是提供一種制造用于注射成型的壓模的方法，該方法通過增強其上形成有微型圖案的壓模的表面硬度來維持壓模的鏡面并防止在壓模上產生刮痕。

技術方案

為了實現這些目的和其它優點，根據本發明的目的，如在此具體表述并廣義描述的，一種制造用于注射成型的壓模的方法包括：圖案形成步驟，用于在基材上形成預定的微型圖案；金屬電鍍步驟，用于在基材上電鍍金屬，以形成其上翻刻(transcribed)有該微型圖案的壓模；壓模分離步驟，用于使金屬電鍍的壓模與基材分離；以及保護層涂覆步驟，用于在壓模上涂覆保護層以維持鏡面。

優選地，在金屬電鍍步驟中所電鍍的金屬為鎳或銅。

優選地，保護層由氮化鈦形成。

優選地，保護層涂覆步驟包括通過發射電子束來涂覆氮化鈦的步驟。

優選地，保護層涂覆步驟包括在氮保護氣氛或氮及氬的保護氣氛的真空室中，將電子束引向鈦以在壓模上沉積鈦離子和氮離子的步驟。

優選地，該方法還包括超聲洗滌的步驟，用于將壓模浸入溶液中并且對壓模施加超聲波，以在保護層涂覆步驟之前清洗壓模。

優選地，該溶液是丙酮溶液。

優選地，氮化鈦涂層具有0.2-0.6μm的厚度。