KR100753656B1 - Method for coating thin film of case appearance - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이동통신단말(휴대폰), 전자제품 등 케이스 외관의 박막 코팅방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스퍼터링 방식을 이용한 진공 상의 박막 코팅에 있어서 인듐(In)-주석(Sn) 합금의 코팅에 의해 내식성/내환경적 특성 및 비전도 특성을 갖는 케이스 외관의 박막 코팅방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film coating method of the exterior of a case such as a mobile communication terminal (mobile phone), an electronic product, and more particularly, to a coating of an indium (In) -tin (Sn) alloy in a thin film coating on a vacuum using a sputtering method. The present invention relates to a thin film coating method of an outer case having corrosion resistance / environmental characteristics and non-conductive characteristics.
본 발명에 의하면, 염분 및 습기에 약한 기존의 금속 박막 문제점을 인듐-주석 합금을 이용하여 알카리 및 대기 중 산화를 방지했을 뿐만 아니라, 비전도 박막을 성막함으로써 유전체 박막을 대체할 수 있다. 또한 대량 생산이 가능한 스퍼터를 이용함으로써 낮은 비용으로 생산할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, the conventional metal thin film which is weak to salt and moisture not only prevents alkali and atmospheric oxidation using an indium-tin alloy, but can also replace the dielectric thin film by forming a non-conductive thin film. In addition, there is an advantage that can be produced at low cost by using a sputter capable of mass production.
케이스, 스퍼터링법, 합금, 인듐, 주석, 비전도성 Case, Sputtering, Alloy, Indium, Tin, Non-Conductive
Description
도 1은 종래 케이스 외관의 박막 코팅과정을 나타낸 제조단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a thin film coating process of a conventional case appearance.
도 2는 본 발명에 따른 케이스 외관의 박막 코팅과정을 나타낸 흐름도이다.2 is a flow chart showing a thin film coating process of the exterior of the case according to the present invention.
본 발명은 이동통신단말(휴대폰), 전자제품 등 케이스 외관의 박막 코팅방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 스퍼터링(sputtering) 방식을 이용한 진공 상의 박막 코팅에 있어서 인듐(In)-주석(Sn) 합금의 코팅에 의해 내식성/내환경적 특성 및 비전도 특성을 갖는 케이스 외관의 박막 코팅방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film coating method of the exterior of a case such as a mobile communication terminal (mobile phone), an electronic product. More specifically, in the thin film coating method of the case appearance having corrosion resistance / environmental properties and non-conductive properties by coating of indium (In) -tin (Sn) alloy in vacuum thin film coating by sputtering method It is about.
이동통신단말(휴대폰) 및 전자제품 외관에 사용되는 투명한 아크릴이나 폴리 카보네이트(PC) 등에 화려한 외관 디자인 효과를 나타내기 위해 니켈(Ni), 알루미늄(Al) 및 크롬(Cr) 등의 금속 박막을 코팅하였다.Metallic thin films such as nickel (Ni), aluminum (Al) and chromium (Cr) are coated to give a colorful appearance design effect to transparent acrylic or polycarbonate (PC) used in the appearance of mobile communication terminals (mobile phones) and electronic products. It was.
그러나, 휴대폰을 사용할 때 전도성 물질인 금속 박막은 무선 신호에 영향을 끼쳐 통화 중 끊김 현상을 발생시키는 주요 원인으로 밝혀졌다. 또한 품질검사규격 중의 하나인 정전기(Electro Static Discharge: ESD) 테스트에서도 금속 박막이 폭발하는 현상이 발생하였다.However, when using cell phones, metal thin films, which are conductive materials, have been found to be a major factor affecting wireless signals and causing dropped calls. In addition, the electrostatic discharge (ESD) test, one of the quality inspection standards, caused the metal thin film to explode.
즉, 기존 금속 박막의 경우 스퍼터를 이용한 코팅방법은 염분 및 습기에 쉽게 부식되고, 전도 특성에 의해 휴대폰에 사용될 때 신호를 방해하거나 정전기 테스트를 통과하지 못하는 문제점이 있다.That is, in the case of a conventional metal thin film, the coating method using a sputter is easily corroded to salt and moisture, and there is a problem in that it does not pass a signal or pass an electrostatic test when used in a mobile phone due to a conductive property.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 진공증착방식을 이용하여 이산화티타늄(TiO2)이나 이산화실리콘(SiO2)과 같은 비전도성 유전체 박막을 복수의 층(아크릴/PC(1)/제1유전체 박막(2) … 제n유전체 박막(10))으로 형성하여 금속성 느낌을 갖는 실버(silver) 색상을 만들어 사용하고 있는 실정이다.In order to solve this problem, a nonconductive dielectric thin film such as titanium dioxide (TiO 2 ) or silicon dioxide (SiO 2 ) is formed in a plurality of layers (acryl / PC (1) by using a vacuum deposition method as shown in FIG. 1. ) / First dielectric thin film (2) ... n-th dielectric thin film (10) to form a silver color with a metallic feel.
여기서, 진공증착방식이란 기판 위에 박막 형성을 행하는 기술의 하나로서 진공 상태의 챔버(chamber) 내에서 증착원에 대면되게 기판을 배치하고, 증발원을 가열함으로써 발생한 증발된 분자는 일방향으로 이동하며 기판 표면에 증착되어 박막을 형성하는 방식을 말한다.Here, the vacuum deposition method is a technique for forming a thin film on the substrate, the substrate is placed in the vacuum chamber (chamber) facing the deposition source, the evaporated molecules generated by heating the evaporation source moves in one direction and the surface of the substrate Refers to a method of forming a thin film by being deposited on.
그러나, 종래 기술에서는 복수의 유전체 박막을 코팅하는 과정에서 한 층의 박막 두께만 달라져도 색상이 달라져 제품의 불량이 발생하고, 진공증착장비의 특 성상 대량 생산이 어려워 가격 및 납기에 많은 문제점이 발생 되었다.However, in the prior art, in the process of coating a plurality of dielectric thin films, even if only one layer of thin film is changed in color, product defects occur, and mass production is difficult due to the characteristics of vacuum deposition equipment, causing many problems in price and delivery time. .
즉, 기존 유전체 박막의 경우 정밀하게 박막의 두께를 관리하면서 여러 층을 성막 해야 하는 어려움과 높은 가격이 문제가 되었으며, 다층의 유전체 박막을 스퍼터로 생산할 경우 장비의 고가화 및 낮은 성막 속도로 인하여 저가의 제품을 생산하기에는 많은 어려움이 있었다.In other words, the existing dielectric thin film has a problem of difficulty of forming a plurality of layers while precisely managing the thickness of the thin film, and high price.In the case of producing a multi-layer dielectric thin film by sputtering, it is inexpensive due to the high cost and low film formation speed of the equipment. There were many difficulties in producing the product.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 발명은 케이스 외관의 박막 코팅방법에 있어서 진공 상의 인듐-주석 합금을 스퍼터링 방식으로 코팅함으로써 내식성/내환경적 특성 및 비전도 특성을 향상시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, the present invention to improve the corrosion resistance / environmental properties and non-conductive properties by coating the indium-tin alloy in the vacuum sputtering method in the thin film coating method of the case appearance Its purpose is to.
본 발명에 의하면, 유전체 박막을 대체할 수 있는 비전도 특성의 합금 박막 코팅방법으로서, 소정의 시트(sheet) 혹은 사출물을 형성하는 단계; 및 상기 시트 혹은 사물출 표면에 스퍼터링법을 이용하여 인듐(In)-주석(Sn)의 합금 박막을 코팅하는 단계를 포함하는 케이스 외관의 박막 코팅방법을 제공한다.According to the present invention, an alloy thin film coating method having a non-conductive property that can replace a dielectric thin film, comprising: forming a sheet or an injection molded product; And coating an alloy thin film of indium (In) -tin (Sn) on the sheet or the surface of the object by using a sputtering method.
상기 시트 혹은 사출물은 유리 또는 폴리카보네이트, 아크릴 및 PMMA(Poly methyl methcrylate) 등의 합성수지 재질로 구성된다.
본 발명에 의한 케이스 외관의 박막 코팅방법에서, 인듐(In)-주석(Sn)의 합금 박막은 1000 Å 이하의 두께로 코팅되며, 100 : 1 ~ 50중량%의 혼합비율로 구성되어 있다. The sheet or injection molded product is made of glass or polycarbonate, acrylic, and synthetic resin materials such as poly methyl methcrylate (PMMA).
In the thin film coating method of the case appearance according to the present invention, the alloy thin film of indium (In) -tin (Sn) is coated with a thickness of 1000 kPa or less, it is composed of a mixing ratio of 100: 1 to 50% by weight.
이하, 본 발명의 실시 예에 대한 구성 및 그 작용을 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of the embodiment of the present invention will be described in detail.
본 발명의 설명에 앞서 본 발명과 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 기술은 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.Prior to the description of the present invention, a detailed description of known functions or configurations related to the present invention will be omitted if it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily obscured.
또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자 및 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 그러한 정의는 본 명세서 전반에 걸쳐 기재된 내용을 바탕으로 판단되어야 할 것이다.In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, such a definition should be determined based on the contents described throughout the specification.
본 발명의 발명자들은 인듐(In)-주석(Sn) 합금을 이용하여 아크릴 위에 박막을 형성하는 과정에서, 괴(Ingot) 상태에서는 전도성을 갖는 인듐(In)-주석(Sn)이 고진공 상태에서 스퍼터(sputter)법을 이용하여 박막 코팅시 일정두께 이하의 박막에서는 비전도 특성을 나타냄을 발견하였다. 인듐(In)-주석(Sn) 박막의 위와 같은 특성은 종래의 유전체 박막을 대체할 수 있게 한다.The inventors of the present invention in the process of forming a thin film on the acrylic using an indium (In) -tin (Sn) alloy, the indium (In) -tin (Sn) having conductivity in the ingot state in the high vacuum state sputtering It was found that the thin film having a certain thickness when coating the thin film by using the (sputter) method exhibits non-conductive properties. Such properties of indium (In) -tin (Sn) thin films make it possible to replace conventional dielectric thin films.
한편, 순수한 인듐(In) 박막은 대기중 산소와의 반응성이 좋아 원하는 두께의 박막을 코팅하여도 너무 빨리 산화되어 박막의 투과율이 증가하는 문제가 있고, 주석(Sn) 박막의 경우 투과율 상승은 거의 없지만 알칼리에 쉽게 부식되는 단점이 있다.On the other hand, pure indium (In) thin film has a problem of increasing the transmittance of the thin film because it is oxidized too fast even if the thin film of the desired thickness is coated because of its high reactivity with oxygen in the atmosphere. But it has the disadvantage of being easily corroded by alkali.
이에 본 발명에서는 산과 알칼리에 강한 인듐(In) 박막에 대기 중에서 안정한 주석(Sn) 성분을 일부 첨가하여 1000 Å 이하의 두께로 스퍼터링 코팅을 실시하였다. 이렇게 형성된 인듐(In)-주석(Sn) 합금 박막은 염수시험도 통과하면서 산화방지로 인하여 투과율 변화도 감소하게 된다. 또한, 무른 재질의 인듐(In) 박막에 주석(Sn) 성분이 첨가되면서 재질이 단단해지는 효과가 있다.Accordingly, in the present invention, a part of tin (Sn) that is stable in the air was added to the indium (In) thin film resistant to acid and alkali, and the sputtering coating was performed to a thickness of 1000 Pa or less. The thus formed indium (In) -tin (Sn) alloy thin film also passes the brine test, thereby reducing the change in transmittance due to oxidation. In addition, as the tin (Sn) component is added to the soft indium (In) thin film, the material is hardened.
도 2는 본 발명에 따른 케이스 외관의 박막 코팅과정을 나타낸 흐름도이다.2 is a flow chart showing a thin film coating process of the exterior of the case according to the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 소정의 시트(sheet) 혹은 사출물을 형성한 후(S110), 상기 결과물의 표면에 스퍼터링법을 이용하여 합금 박막을 코팅함으로써(S120) 케이스 외관의 박막 코팅 과정이 완료된다.As shown in Figure 2, after forming a predetermined sheet (sheet) or an injection molding (S110), by coating the alloy thin film by the sputtering method on the surface of the resultant (S120) the thin film coating process of the case appearance is completed do.
바람직하게는, 상기의 스퍼터링법을 실시하여 인듐(In)-주석(Sn)의 합금 박막을 1000 Å 이하의 두께로 코팅한다. 이때, 상기 인듐(In)-주석(Sn)의 합금 박막은 100 : 1 ~ 50중량%의 혼합비율로 구성한다.Preferably, the above sputtering method is performed to coat an alloy thin film of indium (In) -tin (Sn) with a thickness of 1000 kPa or less. At this time, the alloy thin film of indium (In) -tin (Sn) is composed of a mixing ratio of 100: 1 to 50% by weight.
< 제1 실시 예 ><First embodiment>
유리, PMMA(Poly methyl methcrylate) 및 폴리 카보네이트(Poly Carbonate)의 시트(sheet)나 사출물을 형성한다.Form sheets or injections of glass, poly methyl methcrylate (PMMA) and poly carbonate (Poly Carbonate).
상기 사출물의 표면에 스퍼터링법을 이용하여 합금 박막의 코팅을 진행한다.The coating of the alloy thin film is performed on the surface of the injection molding by the sputtering method.
상기 스퍼터링법을 실시하여 인듐(In)-주석(Sn)의 합금 박막을 1000 Å 이하의 두께로 코팅한다. 이때, 상기 인듐(In)-주석(Sn)의 합금 박막은 100 : 1 ~ 50중 량%의 혼합비율로 구성한다.The sputtering method is performed to coat an alloy thin film of indium (In) -tin (Sn) with a thickness of 1000 kPa or less. At this time, the alloy thin film of indium (In) -tin (Sn) is composed of a mixing ratio of 100: 1 to 50% by weight.
따라서, 유리, PMMA 및 폴리 카보네이트(PC)의 시트(sheet)나 사출물의 내식성 및 내환경적 특성을 향상시킬 수 있게 된다.Therefore, it is possible to improve the corrosion resistance and environmental characteristics of the sheet or the injection molding of glass, PMMA and polycarbonate (PC).
< 제2 실시 예 >Second Embodiment
휴대폰 액정화면(LCD) 보호용 유리, 아크릴 및 폴리 카보네이트(Poly Carbonate)의 시트(sheet)를 형성한다.Form a sheet of glass, acrylic, and polycarbonate for protecting a mobile phone LCD.
상기 시트의 표면에 스퍼터링법을 이용하여 합금 박막의 코팅을 진행한다.Coating the alloy thin film on the surface of the sheet by the sputtering method.
상기 스퍼터링법을 실시하여 인듐(In)-주석(Sn)의 합금 박막을 1000 Å 이하의 두께로 코팅한다. 이때, 상기 인듐(In)-주석(Sn)의 합금 박막은 100 : 1 ~ 50중량%의 혼합비율로 구성한다.The sputtering method is performed to coat an alloy thin film of indium (In) -tin (Sn) with a thickness of 1000 kPa or less. At this time, the alloy thin film of indium (In) -tin (Sn) is composed of a mixing ratio of 100: 1 to 50% by weight.
따라서, 휴대폰 액정화면(LCD) 보호용 유리, 아크릴 및 폴리 카보네이트(PC) 시트(sheet)의 비전도 특성을 향상시킬 수 있게 된다.Therefore, it is possible to improve the non-conductive properties of the glass, LCD, and polycarbonate (PC) sheet for protecting a mobile phone LCD.
< 제3 실시 예 >Third Embodiment
휴대폰의 키패드에 사용되는 유리, 아크릴 및 폴리 카보네이트(Poly Carbonate)의 시트(sheet)를 형성한다.It forms sheets of glass, acrylic, and polycarbonate used in keypads of mobile phones.
상기 시트의 표면에 스퍼터링법을 이용하여 합금 박막의 코팅을 진행한다.Coating the alloy thin film on the surface of the sheet by the sputtering method.
상기 스퍼터링법을 실시하여 인듐(In)-주석(Sn)의 합금 박막을 1000 Å 이하의 두께로 코팅한다. 이때, 상기 인듐(In)-주석(Sn)의 합금 박막은 100 : 1 ~ 50중 량%의 혼합비율로 구성한다.The sputtering method is performed to coat an alloy thin film of indium (In) -tin (Sn) with a thickness of 1000 kPa or less. At this time, the alloy thin film of indium (In) -tin (Sn) is composed of a mixing ratio of 100: 1 to 50% by weight.
따라서, 휴대폰의 키패드에 사용되는 유리, 아크릴 및 폴리 카보네이트(PC) 시트(sheet)의 비전도 특성을 향상시킬 수 있게 된다.Therefore, it is possible to improve the nonconductive properties of the glass, acrylic and polycarbonate (PC) sheet used in the keypad of the mobile phone.
상기와 같이 제시된 다양한 실시 예에 따른 본 발명의 합금, 즉 인듐(In)과 주석(Sn)의 특성을 살펴보면, 인듐(In)의 특성은 원자번호가 49번이고, 원자량 114.82이고, 녹는점 156.61℃이고, 비중 7.31(20℃)인 주기율표 13족의 붕소족에 속하는 희유금속 원소로서 납(Pb)보다 연하며 가소성이 뛰어나고, 연질로서 어떤 형태로도 변형이 가능하다.Looking at the properties of the alloy of the present invention, that is, indium (In) and tin (Sn) according to the various embodiments as described above, indium (In) has an atomic number of 49, atomic weight 114.82, melting point 156.61 It is a rare metal element belonging to the boron group of Period 13 having a specific gravity of 7.31 (20 ° C.) and softer than lead (Pb). It is soft and can be modified in any form.
주석(Sn)의 특성은 원자번호가 50이고, 원자량 118.69이고, 녹는점 231.97℃이고, 비중 5.80(α20℃)인 주기율표 제4B족에 속하는 탄소족 원소를 나타낸다. The tin (Sn) has a carbon number element belonging to group 4B of the periodic table with an atomic number of 50, an atomic weight of 118.69, a melting point of 231.97 ° C, and a specific gravity of 5.80 (? 20 ° C).
한편, 본 발명에 적용되는 스퍼터링(sputtering)법에 대하여 간략히 살펴보면, 스퍼터링(sputtering) 가스를 진공분위기로 이루어진 챔버(camber) 내로 주입하여 플라즈마를 생성시킨 후, 상기 플라즈마 내의 입자를 성막하고자 하는 타겟(target) 물질에 충돌시켜 이 충돌에 의해 타겟으로부터 분리된 물질을 기판(substrate)에 코팅(coating)시키는 방법이다.Meanwhile, the sputtering method applied to the present invention will be briefly described. After injecting a sputtering gas into a chamber made of a vacuum atmosphere to generate a plasma, a target to form a particle in the plasma ( It is a method of coating a substrate with a material separated from the target by the collision by colliding with a target material.
일반적으로 스퍼터링(sputtering) 가스는 불활성 가스(inert gas)인 아르곤(Ar)을 사용한다. 스퍼터(sputter) 시스템은 타겟(target)을 음극(cathod)으로 사용하고, 기판을 양극(anode)으로 사용한다. 전원을 인가하면 주입된 스퍼터링 (sputtering) 가스는 음극에서 방출된 전자와 충돌하여 이온화(Ar+)되고, 이 이온들은 음극인 타겟(target)으로 끌려서 타겟(target)과 충돌한다.In general, the sputtering gas uses argon (Ar), which is an inert gas. The sputter system uses a target as a cathode and a substrate as an anode. When the power is applied, the injected sputtering gas collides with electrons emitted from the cathode and is ionized (Ar + ), and these ions are attracted to the target, which is the cathode, and collide with the target.
이 충돌에 의해 이온들이 갖고 있던 에너지는 타겟(target)으로 전이되고, 타겟(target) 물질의 원자, 분자 등이 챔버내로 방출되며, 이렇게 방출된 타겟물질이 기판 위에 박막으로 형성되는 것이다.The energy of the ions is transferred to the target by this collision, atoms, molecules, and the like of the target material are released into the chamber, and the released target material is formed as a thin film on the substrate.
이러한 스퍼터링법을 이용한 박막의 제조기술은 코팅층의 두께를 수십 ㎚까지 정밀하게 조절할 수 있으며, 간단한 마스크를 사용하여 부분 코팅과정을 매우 용이하게 처리할 수 있다. The manufacturing technology of the thin film using the sputtering method can precisely control the thickness of the coating layer up to several tens of nm, and can easily process the partial coating process using a simple mask.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 기술적 범위 내에 포함된다 할 수 있다.As described above, although preferred embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Anyone of ordinary skill in the art can make various modifications, as well as such changes can be included within the technical scope of the claims.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 염분 및 습기에 약한 기존 금속 박막의 문제점을 인듐-주석 합금을 이용하여 알카리 및 대기 중 산화를 방지했을 뿐만 아니라, 비전도 박막을 성막함으로써 유전체 박막을 대체할 수 있다. 또한 본 발명에 의하면 대량 생산이 가능한 스퍼터를 이용함으로써 낮은 비용으로 생산할 수 있는 이점이 있다.As described above, according to the present invention, the problem of the existing metal thin film that is weak to salt and moisture not only prevents alkali and atmospheric oxidation by using indium-tin alloy, but also can replace the dielectric thin film by forming a non-conductive thin film. have. In addition, according to the present invention there is an advantage that can be produced at a low cost by using a sputter capable of mass production.
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