專利名稱：制作具有微結(jié)構(gòu)圖形的壓模板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種制作壓模板(stamper)的方法，尤指一種制作免切割式壓模板的方法。
背景技術(shù)：
由于注射模塑具有制品成型容易、可大量生產(chǎn)、降低生產(chǎn)成本而且可適合復(fù)雜成品成型等優(yōu)點，故已被廣泛應(yīng)用于光盤記錄媒體、日常生活用品、家電用品和汽車零組件中，成為現(xiàn)今塑料及金屬加工業(yè)最為廣泛應(yīng)用的成型技術(shù)。而在上述注射模塑的工序中，用來復(fù)制成品表面的微結(jié)構(gòu)圖形的模型扮演了極重要的角色，其品質(zhì)甚至決定了產(chǎn)品良率的高低。
一般的大尺寸模型制作方式，常是將壓模板(stamper)固定在模具上以作為模型使用。傳統(tǒng)上，在壓模板表面完成射出圖樣加工后，多是以機械加工方式將壓模板切割成所需的模芯大小。然而，在公知的機械刀具加工過程中，常常導(dǎo)致壓模板產(chǎn)生微量變形，或產(chǎn)生因裁切所造成的毛邊，使得注射模塑時損傷機臺的鏡面模具，甚至射出產(chǎn)品的精度無法達到產(chǎn)品要求，尤其是導(dǎo)光板等光學(xué)組件的制作。因此，以傳統(tǒng)機械加工方式切割壓模板，不但耗時，也無法滿足切割精度的要求。
此外，當(dāng)壓模板是應(yīng)用于超精密或微注射模塑等的電子或光學(xué)產(chǎn)品時，為了滿足在壓模板表面制作出具有精細(xì)的微結(jié)構(gòu)圖形條件，較新穎的技術(shù)是以電鑄方式直接制作出整塊壓模板。然而，電鑄工序上受到模具的限制，在完成之后的壓模板尺寸會比所需要的成品大，通常會與電鑄工序中用于承載壓模板的基板大小相同，因此電鑄版母模需要將其多余部分切除，以配合注射模塑模具的尺寸使用。因此，電鑄壓模板依然存在有裁切的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的主要目的在于提供一種在電鑄工序中利用生長圍墻制作出壓模板的方法，以解決公知制作壓模板方法的問題。
本發(fā)明公開一種制作具有微結(jié)構(gòu)圖形的壓模板的方法。該方法先提供一基板，接著在基板上形成一第一圖形層，且該第一圖形層的圖形與預(yù)定制作的壓模板的微結(jié)構(gòu)圖形相反。然后在基板上形成一第二圖形層，用來限定出壓模板的尺寸邊緣，最后再進行一電鑄工序，并利用第二圖形層作為電鑄生長圍墻，以在基板上形成至少一該壓模板。
由于本發(fā)明是在電鑄工序之前，先在基板上形成作為電鑄生長圍墻的第二圖形層，以使電鑄制成的壓模板具有符合注射模塑模具的尺寸，因此在形成壓模板之后，便不需另外再進行機械加工的切割程序，故可有效避免因傳統(tǒng)機械加工所造成的變形及毛邊等問題。


圖1至圖7為本發(fā)明制作壓模板方法的第一實施例的工序示意圖。
圖8為本發(fā)明制作壓模板方法的第三實施例的示意圖。
附圖符號說明10 基板 12光阻層12’ 第一圖形層14電鑄晶種層16 第二圖形層18a、18b 壓模板30 基板 32電鑄晶種層34 第一圖形層36第二圖形層38a、38b壓模板具體實施方式
參考圖1至圖7，圖1至圖7為本發(fā)明制作壓模板方法的第一實施例的工序示意圖。如圖1所示，首先提供一基板10，基板10可為干凈的玻璃基板或其它絕緣基板。接著在基板10表面涂布一光阻層12，并利用黃光微影工序，將設(shè)計好的圖形轉(zhuǎn)移至光阻層12上，然后再經(jīng)過顯影，以形成如圖2所示的第一圖形層12’。其中，第一圖形層12’的圖形和預(yù)定制作的壓模板表面所具有的微結(jié)構(gòu)圖形相反，而且，在本實施例中，第一圖形層12’系由具有感光性的光阻材料所形成，并不限定于正型或負(fù)型光阻。
參考圖3，接著在基板10以及第一圖形層12’表面形成一層較薄的電鑄晶種層(seed layer)14，并階梯覆蓋(step cover)于第一圖形層12’以及基板10表面，以使電鑄晶種層14呈現(xiàn)與第一圖形層12’相同的圖形。其中，電鑄晶種層14的主要作用是在電鑄工序中幫助電鑄金屬物附著及長晶，因此，電鑄晶種層14的厚度系依工序需要而定，厚度單位可小至納米(nanometer，nm)等級，而為達到電鑄晶種層14的功能，其材料為可導(dǎo)電的金屬材料較佳，例如鎳、銀等材料，并可以濺鍍、蒸鍍或無電鍍等方式形成。此外，具導(dǎo)電性的碳膜等非金屬材料亦可作為電鑄晶種層14。
參考圖4，在形成電鑄晶種層14之后，接著在基板10上再形成一層絕緣的第二圖形層16。在本實施例中，第二圖形層16為一感光材料，例如正型或負(fù)型光阻材料。而第二圖形層16的圖形的形成方式亦是利用黃光微影工序，經(jīng)由一具有特定圖形的光罩曝光、顯影，完成圖形轉(zhuǎn)移。值得注意的是，本發(fā)明的第二圖形層16主要系用來作為電鑄工序中的生長圍墻，因此其圖形會限定出欲制作的壓模板的尺寸邊緣，故厚度較厚，約達數(shù)百微米(micrometer，μm)至數(shù)千微米，視工序而定，但均必須大于后續(xù)所要制作的壓模板的厚度。
參考圖5，圖5為圖4中所示的基板10、第二圖形層16以及電鑄晶種層14的上視圖。由于第一圖形層12’是用來限定壓模板表面的微結(jié)構(gòu)圖形，而第二圖形層16是用來限定壓模板的尺寸邊緣，因此兩者的圖形在基板10表面呈錯開分布，不會重迭。也即如圖5所示，部分的電鑄晶種層14覆蓋于凸起的第一圖形層12’表面，而第二圖形層16則分布于第一圖形層12’外圍。
然后，參考圖6，進行一電鑄工序，使金屬材料沿著電鑄晶種層14表面生長，但卻不附著于絕緣的第二圖形層16表面，以在基板10表面形成二壓模板18a、18b。如前所述，電鑄厚度必須小于第二圖形層16的厚度，以使得第二圖形層16得以發(fā)揮生長圍墻的功能，而將壓模板18a、18b的尺寸限定在第二圖形層16所包圍的區(qū)域內(nèi)。如此，制作出的壓模板18a、18b便有固定的大小，而不需要另外進行切割或加工的動作。
最后，如圖7所示，進行一脫膜工序，使壓模板18a、18b與基板10、第二圖形層16及第一圖形層12’相互分離，而得到不需經(jīng)由切割的壓模板18a、18b，并直接設(shè)置于注射模塑模具中當(dāng)作模芯使用。此外，若電鑄晶種層14的材料和制作出的壓模板18a、18b材料相同時，例如兩者皆為金屬鎳，則不需要將壓模板18a、18b表面上的電鑄晶種層14移除，而可以直接將脫膜后的壓模板18a、18b連同其表面上的電鑄晶種層14當(dāng)作模芯使用。另一方面，當(dāng)電鑄晶種層14與壓模板18a、18b的形成材料不同時，則在脫膜工序中，還必須將電鑄晶種層14從壓模板18a、18b表面移除。
在本發(fā)明的第二實施例中，第一圖形層以及第二圖形層的材料皆為非感光材料。以第一圖形層為例，其形成方式可先在基板表面依序形成一非感光材料層以及一光阻層，然后進行一黃光微影工序，將圖形轉(zhuǎn)移至光阻層上，經(jīng)顯影后，再以圖形化的光阻層作為蝕刻屏蔽來對非感光材料層進行蝕刻，最后將光阻層移除，完成非感光性的第一圖形層。而形成非感光材料的第二圖形層的工序亦相同于第一圖形層，故不多加贅述。
參考圖8，圖8為本發(fā)明制作壓模板方法的第三實施例的示意圖。在本發(fā)明的第三實施例中，電鑄晶種層32系形成于基板30以及第一圖形層34之間。因此在第三實施例中，是先在基板10表面形成電鑄晶種層32，才在電鑄晶種層32表面形成第一圖形層34以及第二圖形層36。值得注意的是，由于第一圖形層34以及第二圖形層36的圖形不重迭，因此兩者的形成順序可以對調(diào)，或是藉由同一材料層所形成。例如，當(dāng)?shù)谝灰约暗诙D形層34、36系由同一材料層所形成時，由于第二圖形層36的厚度必須大于后續(xù)形成的壓模板38a、38b，而第一圖形層34的厚度需小于壓模板38a、38b，因此第一以及第二圖形層34、36的材料可選擇非感光性材料，然后利用多次圖形化光阻層來分別進行數(shù)次蝕刻，以形成不同厚度的第一以及第二圖形層34、36。另一方面，為了提高電鑄工序的效果，第一圖形層34可選擇性地以導(dǎo)電材料制成，以確保壓模板38a、38b表面可以形成貼合第一圖形層34的微結(jié)構(gòu)圖形。
在本發(fā)明的第四實施例中，是直接使用本身為導(dǎo)電材料的基板，并在其上形成分別限定出微結(jié)構(gòu)圖形以及壓模板邊緣尺寸的第一以及第二圖形層，然后以第二圖形層為生長圍墻，進行電鑄工序，以形成壓模板。同樣地，第一圖形層可選擇性地以導(dǎo)電材料制成，以提高電鑄工序的效果。
與公知技術(shù)相比，本發(fā)明方法主要是利用兩次黃光微影工序及一次電鑄工序制作出免切割而具任意形狀的壓模板，其方法主要是利用以絕緣性材料制作的第二圖形層當(dāng)作限制電鑄壓模板的生長圍墻，使得制作出的壓模板具有預(yù)定的尺寸以及形狀。本發(fā)明的第一、第三實施例雖然以同時制作二矩形壓模板為例，但并未限定在一電鑄工序中可同時制作出的壓模板數(shù)量和形狀。利用本發(fā)發(fā)明方法所制作出的壓模板，可避免傳統(tǒng)機械式切割所產(chǎn)生的變形及毛邊問題，也可以精確制作出需要的壓模板尺寸，節(jié)省時間和工序成本。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的等同變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種制作具有微結(jié)構(gòu)圖形的壓模板的方法，該方法包括有下列步驟提供一基板；在該基板上形成一第一圖形層，且該第一圖形層的圖形與該微結(jié)構(gòu)圖形相反；在該基板上形成一第二圖形層，且該第二圖形層用來限定出該壓模板的尺寸邊緣；以及進行一電鑄工序，并利用該第二圖形層作為一電鑄生長圍墻，以在該基板上形成至少一該壓模板。
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于該方法另包括有形成一電鑄晶種層的步驟。
3.如權(quán)利要求2的方法，其特征在于該電鑄晶種層形成于該基板表面并階梯覆蓋在該第一光阻層之上，以使該電鑄晶種層呈現(xiàn)與該第一圖形層相同的圖形。
4.如權(quán)利要求2的方法，其特征在于該電鑄晶種層形成于該基板以及該第一光阻層之間。
5.如權(quán)利要求2的方法，其特征在于該電鑄晶種層為一金屬層。
6.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于該基板由導(dǎo)電材料所構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于該第二圖形層不與該第一圖形層相重迭。
8.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于該第二圖形層的厚度大于該壓模板的厚度。
9.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于該第一圖形層是由一感光材料所構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求9的方法，其特征在于該第一圖形層為正型光阻材料或負(fù)型光阻材料。
11.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于該第二圖形層是由一感光材料所構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求11的方法，其特征在于該第二圖形層為正型光阻材料或負(fù)型光阻材料。
13.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于該第一圖形層是由一導(dǎo)電材料所構(gòu)成。
14.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于該第二圖形層是由一絕緣材料是所構(gòu)成。
15.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于該方法還包括有一使該壓模板與該基板分離的步驟，以得到一完整而不需切割的該壓模板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制作具有微結(jié)構(gòu)圖形的壓模板的方法。該方法先提供一基板，然后在基板上形成一與該微結(jié)構(gòu)圖形相反的第一圖形層，然后于基板上形成一第二圖形層，用以限定出壓模板的尺寸邊緣，最后再進行一電鑄工序，并利用第二圖形層作為一電鑄生長圍墻，以在基板上形成至少一該壓模板。
文檔編號C25D1/10GK1657656SQ200410005420
公開日2005年8月24日 申請日期2004年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月18日
發(fā)明者陳怡礽, 周天佑, 賴志輝, 陳怡發(fā), 張世慧, 王元宏 申請人:鈺德科技股份有限公司