(57)【要約】【課題】回路パターン形成の時、基板を整列させて順次加圧によってインプリントを行って容易に基板と離形することができ、大面積基板で使用可能であるインプリント装置、システム及び方法を提供する。【解決手段】回路パターンが形成されたパターン部を含むインプリント装置と、前記パターン部と所定距離だけ離隔された熱板と、前記熱板の基板進入部に配置されて、基板の進入開始を検出する進入開始センサーと、前記熱板の基板排出部に配置されて、基板の進入完了を検出する進入完了センサーと、前記進入完了センサーと所定距離だけ離隔されてインプリント完了を検出するインプリント完了センサーとを備える。【選択図】図３
2006289952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部が曲面である半円筒状の胴体部と、前記胴体部の曲面部に形成されたパターン部と、を含むことを特徴とするインプリント装置。
【請求項２】
前記胴体部の上部で順次に圧力をかける加圧部を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載のインプリント装置。
【請求項３】
前記パターン部は前記胴体部に脱着可能であることを特徴とする、請求項１に記載のインプリント装置。
【請求項４】
回路パターンが形成されたパターン部を含むインプリント装置と、前記パターン部と所定距離だけ離隔された熱板と、前記熱板の基板進入部に配置されて基板の進入開始を検出する進入開始センサーと、前記熱板の基板排出部に配置されて基板の進入完了を検出する進入完了センサーと、及び前記進入完了センサーと所定距離だけ離隔されてインプリント完了を検出するインプリント完了センサーと、を含むことを特徴とするインプリントシステム。
【請求項５】
前記熱板の進入部で熱硬化性基板の両側を整列するアライン部を更に含むことを特徴とする、請求項４に記載のインプリントシステム。
【請求項６】
前記熱板上で前記基板を整列及び固定する補助アライン部を更に含むことを特徴とする請求項４に記載のインプリントシステム。
【請求項７】
前記インプリント装置は、下部が曲面である半円筒状の胴体部、及び前記胴体部の曲面部に形成されたパターン部を含むことを特徴とする、請求項４に記載のインプリントシステム。
【請求項８】
前記パターン部は前記胴体部に脱着可能であることを特徴とする、請求項７に記載のインプリントシステム。
【請求項９】
半硬化状態の熱硬化性基板を提供する段階と、前記提供された基板を進行方向に平行になるように整列する段階と、前記整列された基板を熱板上に供給する段階と、前記熱板上に供給された基板を整列する段階と、前記基板を回路パターンの形成されたパターン部を含むインプリント装置によってインプリントする段階と、前記インプリントされた基板を送り出す段階と、を含むことを特徴とするインプリント方法。
【請求項１０】
前記基板を熱板上に供給する段階は、前記熱板の基板進入部に配置された進入開始センサーによって前記基板の進入開始を感知する段階と、前記熱板の基板排出部に配置された進入完了センサーによって前記基板の供給を感知する段階と、を含むことを特徴とする、請求項９に記載のインプリント方法。
【請求項１１】
前記インプリントする段階は、前記インプリント装置に順次に圧力をかけてインプリントする段階と、前記進入完了センサーと所定距離だけ離隔されて配置されたインプリント完了センサーによって前記インプリント完了を感知する段階と、を含むことを特徴とする、請求項９に記載のインプリント方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインプリント装置、システム及び方法に関するもので、より具体的には回路パターン形成の時、基板を整列させ、順次圧力によってインプリントを行って容易に基板から離形することができ、大面積基板で使用可能なインプリント装置、システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子製品が、小型化、薄板化、高密度化、パッケージ（package）化及び個人携帯化で、軽薄短小化するに伴い、印刷回路基板も小型化及びパッケージ化が同時に進行している。従って、印刷回路基板の信頼性及び設計密度を高めるために、原資材の変更と共に回路の層構成を複合化する構造に変化させるとともに、部品もＤＩＰ（Dual In‐Line Package）タイプからＳＭＴ（Surface Mount Technology）タイプに変更され、その実装密度も高くなっている。また電子機器の携帯化と共に高機能化、インターネット、動映像、高容量のデータ送受信などにより印刷回路基板の設計が複雑になり、高難易度の技術が必要となってきている。
【０００３】
印刷回路基板の小型化、高密度化を実現するためには、なによりも回路パターンの微細（fine pattern）化が重要である。即ち、高密度基板の需要が増大されるようになってライン／スペース（Line／space）の要求はますます微細になっている。
【０００４】
一般的に、回路パターン形成方法は写真食刻工程とインプリンド方式があるが、写真蝕刻工程は工程の数が多いので費用がたくさん発生するし、また、不良発生率が高くて信頼性が大きく落ちる。さらに、微細回路パターン形成の時、エッチング処理過程で、エッチングレジストの下の保護されなければならない銅箔まで過度に腐食される腐食現象が現われるので微細回路パターンの具現には限界がある。
【０００５】
他方、従来のインプリント方式は大きくスタンプ方式、ロール‐to‐ロール方式、モールディング方式などがある。
【０００６】
スタンプ方式は一度にパターンを刷り出す方法で、図１に図示されている。所望のモールディング層２に前記インプリントマスター１を、一定距離だけ離隔されるように位置させて、前記インプリントマスターの上部に一定な力を加えてモールディング層に所望のパターンを形成する方式として開示されている（特許文献１）。
【０００７】
図２は従来のロール‐ｔｏ‐ロール方式を図示した図面で、大量生産を勘案して開発した工法である。基板４の所望移送方向と対応する方向に回転するローラー３、５を基板４に密着回転させることでパターンを形成する。この時、上部のローラー３はパターンが形成されているが、下部のローラー５にはパターンが形成されていない。
【０００８】
これと関して、ＵＶ硬化樹脂が塗布された基板と、前記基板の上側に所定距離だけ離隔して配置され、前記基板の移送方向と対応する方向に回転するローラーと、前記ローラーの外周面に付着して外側表面にパターンが陰刻に形成され、前記基板のＵＶ硬化樹脂にパターンを転写させるパターン原版と、前記パターン原版によって転写されたＵＶ硬化樹脂を硬化させる硬化手段とを利用してパターンを形成する方法が開示されている（特許文献２）。
【０００９】
従来のモールディング方式は、パターンが形成された型の中に材料を入れてパターンを形成する工法である。上述したようなインプリント方式は、胴体とパターンが一体に形成されたスタンプ方式の場合、基板の大きさ又は回路パターンの種類によってツールフォイル（tool‐foil）を製造しなければならないので、工程単価が増加し、效率性が落ちるので、小面積基板にだけ適用可能であるという問題点があった。
【００１０】
また、ツールフォイル上部に力を加えた後、基板とスタンプを離型する時、基板離型の難しさなどの問題点があった。また、ロール‐ｔｏ‐ロール方式の場合、パターン形成の時、基板とスタンプを正確に整列させなければならないアライン（Align）上の問題点があった。
【００１１】
【特許文献１】ＵＳ特許第２００３‐１７４２４号公報
【特許文献２】韓国特許第２００４‐３２６５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上述したような問題を解決するために、大面積の基板を使うとき、多様なパターンを早い時間に製作して生産性を増加させると同時に製造単価を減少させるインプリント装置、システム及び方法を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明は、パターンを均一に形成するとともに、基板と容易に離型することができるインプリント装置、システム及び方法を提供することをほかの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明によるインプリント装置は、前記胴体部の曲面部に形成されたパターン部と、を含むことを特徴とする。また、前記胴体部の上部は順次に圧力をかける加圧部を更に含み、かつ、前記パターン部は前記胴体部に脱着可能であることが好ましい。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、本発明によるインプリントシステムは、回路パターンが形成されたパターン部を含むインプリント装置と、前記パターン部と所定距離だけ離隔された熱板と、前記熱板の基板進入部に配置されて基板の進入開始を検出する進入開始センサーと、前記熱板の基板排出部に配置されて基板の進入完了を検出する進入完了センサーと、前記進入完了センサーと所定距離だけ離隔されてインプリント完了を検出するインプリント完了センサーと、を含むことを特徴とする。
【００１６】
さらに、前記熱板の進入部で熱硬化性基板の両側を整列するアライン部と前記熱板上で前記基板を整列及び固定する補助アライン部を更に含み、また前記インプリント装置は、下部が曲面である半円筒状の胴体部、及び前記胴体部の曲面部に形成されたパターン部を含むことが好ましい。そして、前記パターン部は前記胴体部に脱着可能であることが好ましい。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、本発明によるインプリント方法は、半硬化状態の熱硬化性基板を提供する段階と、前記提供された基板を進行方向に平行になるように整列する段階と、前記整列された基板を熱板上に供給する段階と、前記熱板上に供給された基板を整列する段階と、前記基板を回路パターンが形成されたパターン部を含むインプリント装置によってインプリントする段階と、前記インプリントされた基板を送り出す段階と、を含むことを特徴とする。
【００１８】
本発明において、前記基板を熱板上に供給する段階は、前記熱板の基板進入部に配置された進入開始センサーによって前記基板の進入開始を感知する段階と、前記熱板の基板排出部に配置された進入完了センサーによって前記基板の供給を感知する段階と、を含むことが好ましい。
【００１９】
さらに、前記インプリントする段階は、前記インプリント装置に順次に圧力をかけてインプリントする段階と、前記進入完了センサーと所定距離だけ離隔され、配置されたインプリント完了センサーによって前記インプリント完了を感知する段階と、を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
従来のスタンプが胴体部とパターン部が一体に形成されて、基板の大きさ又は回路パターンの種類によってスタンプ全体を製造していたが、本発明のインプリント装置、システム及び方法によれば、パターン部を胴体部に着脱可能にして多様な回路パターンを容易に形成することができる。
【００２１】
また、本発明のインプリント装置、システム及び方法によれば、基板とスタンプを離型する時に発生した問題を、順次に圧力をかけることができるようにインプリント装置を半円筒状で形成したので、基板と容易に離型することができる。
【００２２】
また、本発明のインプリント装置、システム及び方法によれば、アライン部と補助アライン部を形成することで、基板を整列及び固定させてパターン形成を容易にし、不良を最小にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明の実施例をより詳しく説明する。図３には本発明の一つの実施例によるインプリント装置１０が図示されている。
【００２４】
本発明によるインプリント装置１０は、下部が曲面で、上部は平面である半円筒状の胴体部１２、及び前記胴体部１２の曲面部に形成されたパターン部１１を含む。また、本発明によるインプリント装置１０は、前記胴体部の上部を順次に加圧する加圧部１３を更に含むことができる。
【００２５】
この時、加圧部１３は、前記胴体部１２の中心軸１４を中心に胴体部１２の両方に順次に圧力をかけるための押圧棒１５ａ、１５ｂを含むことができる。前記押圧棒１５ａ、１５ｂによる加圧動作は、気圧ポンプ、又は油圧ポンプなどの任意の公知された加圧装置によって行うことができる。即ち、本発明のインプリント装置によれば、図１に図示された従来のスタンプ方式において、基板全面に一遍に圧力をかけることとは違い、基板の全体に順次に圧力をかけてインプリントを行うことになる。
【００２６】
図４は本発明のほかの実施例によるインプリント装置１０´を示すもので、図３に図示されたインプリント装置１０と同様に、本発明によるインプリント装置１０´は、下部が曲面で、上部は平面である半円筒状の胴体部１２´及び前記胴体部１２の曲面部に形成されたパターン部１１´を含んで、前記胴体部１２´の上部を順次に加圧する加圧部１３を更に含むことができる。ただし、図３に図示された実施例とは違って、パターン部１１´が胴体部１２´に脱着することが可能である。
【００２７】
この時、パターン部１１´を胴体部１２´に脱着する方法は、真空吸着器を使えるように、パターン部１１´に対応する胴体部１２´に所定の溝を形成することで、パターン部１１´を脱着することが望ましい。
【００２８】
本発明によるインプリント装置１０´は、図１に図示された従来のスタンプ方式で回路パターンによってパターン部を含んだ胴体部全体を製作することとは違って、多様な回路パターンによってパターン部１１´だけ製作して胴体部１０´は続いて使用することができる。従って、４０５ｍｍ×５１０ｍｍ大きさの大面積基板でも本発明によるインプリント装置１０´を利用して容易にパターンを形成することができる。
【００２９】
図５Ａないし図５Ｃは本発明の一つの実施例によるインプリント装置によるインプリント工程を示す。まず、図５Ａは第１加圧部１５ａに圧力をかけた状態を示したものである。即ち、中心軸１４を基準として第１加圧部１５ａに圧力をかけることで、インプリント装置のパターン部が基板２０にパターンを形成し始める。
【００３０】
図５Ｂは第２加圧部１５ｂに圧力をかけ始めて第１加圧部１５ａと第２加圧部１５ｂが等しい圧力で平衡を成りだった状態を示すものである。最後に、図５Ｃは第２加圧部１５ｂにもっと圧力をかけて第１加圧部１５ａには圧力を減らすことで、インプリントを完了した状態を示すものである。
【００３１】
上述したように、本発明によるインプリント装置１０は、順次に第１加圧部１５ａから第２加圧部１５ｂの順に圧力をかけて基板２０に均一にパターンを形成しながら前記基板２０と容易に離隔される。
【００３２】
図６Ａないし図６Ｅは本発明の一つの実施例としてインプリントシステムによるインプリント工程を示す。まず、図６Ａに図示されたように、基板２０を進入ベルト３０上に配置する。この時、前記基板２０はエポキシ混合材で、５０℃から２５０℃まで温度制御が可能な前記進入ベルト３０によって半硬化状態になる。
【００３３】
以後、図６Ｂに図示されたように、前記基板２０が前記進入ベルト３０によって移動されて熱板６０に進入し始める。即ち、前記進入ベルト３０と前記熱板６０が接する進入部に設置された進入開始センサー５０が前記進入ベルト３０によって移動する前記基板２０が前記熱板６０に進入することを感知する。ここで、前記進入開始センサー５０は赤外線センサーなど物体の移動を感知することができる公知の多様なセンサーが使われる。
【００３４】
上述したように、前記基板２０が前記熱板６０に進入し始めれば、図６Ｃに図示されたように、前記進入ベルト３０の側面に平行に位置したアライン部４０が前記基板２０を整列する。
【００３５】
前記アライン部４０は左右に移動しながら、前記進入ベルト３０によって半硬化状態になって移動する基板２０のよれた配向状態を真っ直ぐにして、以後のインプリント工程の時、基板にパターン形成を容易にする。
【００３６】
以後、図６Ｄに図示されたように、前記基板２０が前記熱板６０に完全に進入すれば、補助アライン部７０によってもう一度整列されると同時に固定される。即ち、前記熱板６０の排出部に位置した進入完了センサー８０が前記基板２０の熱板進入完了を感知すれば、前記基板２０を停止させて、前記補助アライン部７０を利用して整列及び固定する。
【００３７】
この時、前記補助アライン部７０は、前記アライン部４０とは違い、前記熱板６０に固定されている。また、前記進入完了センサー８０は、進入開始センサー５０と同様に、物体の動きを感知することができる赤外線センサーなどの公知の多様なセンサーが使われる。
【００３８】
最後に、図６Ｅに図示されたように、前記固定された基板２０に、図３又は図４に図示されたインプリント装置１０、１０´を利用してインプリント工程を行った後（図示せず）、パターンの出来上がった前記基板２０を送り出す。
【００３９】
即ち、前記基板２０にインプリント装置１０、１０´によってパターンが完成されれば、前記インプリント装置１０、１０´の回動によって前記基板２０が一定程度だけ進行方向に移動する。そして、前記進入完了センサー８０から基板進行方向に所定距離だけ離隔された位置に配置されたインプリント完了センサー９０がインプリント完了を感知して、回路パターンの完成された前記基板２０を送り出しベルト１００で送り出すことで、インプリント方式でパターンを形成した基板を完成することになる。
【００４０】
この時、前記インプリント完了センサー９０は、前記進入開始センサー５０又は進入完了センサー８０と同様に、物体の動きを感知することができる赤外線センサーなどの公知の多様なセンサーが使われる。
【００４１】
以上、本発明の実施例を通じて説明したが、本発明の範囲が前記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多様な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は従来のスタンプ方式によるインプリント装置示す側面図である。
【図２】図２は従来のＲｏｌｌ‐ｔｏ‐Ｒｏｌｌ方式によるインプリント装置を示す側面図である。
【図３】図３は本発明の一実施例によるインプリント装置を示す側面図である。
【図４】図４は本発明のほかの実施例によるインプリント装置を示す側面図である。
【図５Ａ】本発明の一実施例によるインプリント装置によるインプリント工程において、第１加圧部に圧力をかけた状態を示す側面図である。
【図５Ｂ】同インプリント工程において、第２加圧部に圧力をかけ始めて第１加圧部と第２加圧部が等しい圧力で平衡を成りだった状態を示す側面図である。
【図５Ｃ】同インプリント工程において、第２加圧部にもっと圧力をかけて第１加圧部には圧力を減らすことで、インプリントを完了した状態を示す側面図である。
【図６Ａ】本発明の一実施例によるインプリント装置によるインプリント工程において、基板を進入ベルト上に配置した状態を示す平面図である。
【図６Ｂ】同インプリント工程において、前記基板が前記進入ベルトによって移動されて熱板に進入し始める状態を示す平面図である。
【図６Ｃ】同インプリント工程において、前記進入ベルトの側面に平行に位置したアライン部が前記基板を整列する状態を示す平面図である。
【図６Ｄ】同インプリント工程において、前記基板が前記熱板に完全に進入したとき、補助アライン部によってもう一度整列される状態を示す平面図である。
【図６Ｅ】同インプリント工程において、前記固定された基板に、インプリント装置を利用してインプリント工程を行った後、パターンの出来上がった前記基板を送り出す状態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  インプリント装置
１１  パターン部
１２  胴体部
１３  加圧部
１４  中心軸
１５ａ、１５ｂ  押圧棒
２０  基板
３０  進入ベルト
４０  アライン部
５０  進入開始センサー
６０  熱板
７０  補助アライン部
８０  進入完了センサー
９０  インプリント完了センサー
１００  送出ベルト
【図１】
2006289952.tif 000003
【図２】
2006289952.tif 000004
【図３】
2006289952.tif 000005
【図４】
2006289952.tif 000006
【図５Ａ】
2006289952.tif 000007
【図５Ｂ】
2006289952.tif 000008
【図５Ｃ】
2006289952.tif 000009
【図６Ａ】
2006289952.tif 000010
【図６Ｂ】
2006289952.tif 000011
【図６Ｃ】
2006289952.tif 000012
【図６Ｄ】
2006289952.tif 000013
【図６Ｅ】
2006289952.tif 000014