KR100857613B1 - 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는전주마스터 및 그의 제조 방법과 이를 이용한 전자파차폐메쉬 및 스트라이프 전극이 부가된 필름 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터 및 그의 제조 방법과 이를 이용한 전자파차폐 메쉬 및 스트라이프 전극이 부가된 필름 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 전주가공법에 의한 전주가공물의 수직 및 수평성장을 전주가공 시간만을 이용하여 제어하여, 0 내지 수 미크론(㎛) 이하의 폭을 갖는 전극부의 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 용이하게 형성할 수 있다.

이를 위한 본 발명에 의한 전주마스터의 제조 방법은, (a) 기초전극베이스의 상부 또는 내부에 전주 가공물 형상으로 절연체 패턴을 형성하는 단계와; (b) 상기 절연체 패턴이 형성되지 않은 상기 기초전극베이스 상에 전주가공을 통하여 도금 금속층을 성장시키는 단계와; (c) 상기 도금 금속층이 수직 및 수평 성장하여 상기 절연체 패턴의 중앙을 향하여 점차로 좁혀지다가 상기 도금 금속층 사이의 간격이 원하는 타겟폭이 되었을 때 전주가공을 중지하고 제 1 전주가공물을 완성시키는 단계와; (d) 상기 제 1 전주가공물이 형성된 구조물 상에 추가 전주가공을 실시하여 제 2 전주가공물을 형성하는 단계와; (e) 상기 제 2 전주가공물을 상기 제 1 전주가공물로부터 분리하는 단계와; (f) 상기 제 2 전주가공물의 표면에 도금 이형성과 생산성 향상을 위한 크롬도금을 실시하는 단계와; (g) 상기 분리된 상기 제 2 전주가공물의 함몰부 및 돌출전극부 상에 제 1 마스킹 층을 형성하는 단계; 및 (h) 상기 제 1 마스킹 층이 형성된 상기 제 2 전주가공물의 함몰부 상에 절연물을 충진하여 제 2 마스킹 층을 형성하되 상기 돌출전극부가 노출되도록 하고 상부표면이 상 기 돌출전극부와 동일 평면을 이루도록 하는 단계;를 포함하여 구성한다.

전주마스터, 전주가공법, 미세패턴, 미크론, 전극

Description

극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터 및 그의 제조 방법과 이를 이용한 전자파차폐 메쉬 및 스트라이프 전극이 부가된 필름 및 그의 제조 방법{Electro-formed Master and Manufacturing Thereof}

도 1은 종래기술에 따른 금속미세패턴이 형성된 피디피티비(PDP TV)의 이엠아이(EMI) 메쉬의 예시도

도 2는 도 1의 단면도이다.

도 3a 내지 도 3c는 종래기술에 따른 피디피티비(PDP TV)의 이엠아이(EMI) 메쉬의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도

도 4는 도 3c의 금속미세패턴의 부분 확대 단면도

도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 의한 금속 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 의해 만들어진 전주마스터를 사용하여 금속 극미세패턴을 형성하는 방법을 나타낸 공정 단면도이다.

도 7은 본 발명의 바람직한 제 2 실시 예에 의한 금속 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면 도

도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 바람직한 제 3 실시 예에 의한 금속 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도

도 9는 8d의 부분 확대 단면도

도 10a 내지 도 10j는 본 발명의 바람직한 제 4 실시 예에 의한 금속 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도

도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 바람직한 제 5 실시 예에 의한 금속 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도

도 12a 및 도 12b는 본 발명의 바람직한 제 6 실시 예에 의한 금속 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도

도 13a 내지 도 13g는 본 발명의 바람직한 제 7 실시 예에 의한 금속 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도

도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 바람직한 제 8 실시 예에 의해 만들어진 전주마스터를 사용하여 금속 극미세패턴을 형성하는 방법을 나타낸 공정 단면도이다.

도 15는 본 발명의 바람직한 제 9 실시 예에 의한 금속 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도

도 16a 내지 도 16d는 본 발명의 바람직한 제 10 실시 예에 의한 금속 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도

도 17은 16d의 부분 확대 단면도

도 18a 내지 도 18m은 본 발명의 바람직한 제 11 실시 예에 의한 금속 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도

도 19a 내지 도 19d는 본 발명의 바람직한 제 12 실시 예에 의한 금속 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도

도 20a 및 도 20b는 본 발명의 바람직한 제 13 실시 예에 의한 금속 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도

[ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ]

10 : 기초전극베이스 12 : 절연체 패턴

14a : 도금 금속층

14 : 금속도금층 또는 제 1 전주가공물

16 : 제 2 전주가공물 또는 마스터전극베이스

16a : 돌출전극부 18 : 함몰부

20 : 제 1 마스킹 층 22 : 제 2 마스킹 층

24 : 극미세패턴 26 : 접착재

28 : 투명필름 30 : 예비금속패턴

32 : 절연부 34 : 제 3 마스킹 층

46 : 성형물질마스터베이스 48 : 함몰부

46a : 예비전극부 50 : 기초전극베이스

52 : 절연체패턴 54a : 도금 금속층

54 : 제 1 전주가공물 55 : 보강부

56 : 지지체

58 : 보강부가 형성된 제 1 전주가공물

58a : 홈부, 격벽 홈 60 : 성형가공물

60a : 격벽 62 : 제 1 마스킹 층

64 : 제 2 마스킹 층

58 : 성장형 초정밀금형, 연마형 초정밀금형

70 : 롤러 80 : 성형가공물

110 : 기초전극베이스 112 : 절연체패턴

114a : 도금 금속층 114 : 제 1 전주가공물

116 : 제 2 전주가공물 116a : 돌출전극부

118 : 함몰부 120 : 제 1 마스킹 층

122 : 제 2 마스킹 층 124 : 극미세패턴

128 : 투명필름 130 : 예비금속패턴

132 : 절연부 134 : 제 3 마스킹 층

146a : 예비전극부

146 : 성형물질마스터베이스

148 : 함몰부 150 : 기초전극베이스

152 : 절연체패턴 154a : 도금 금속층

154 : 제 1 전주가공물 156 : 지지체

158 : 제 1 전주가공물 159 : 홈부

160 : 성형가공물 170 : 롤러

본 발명은 전주마스터 및 그의 제조 방법과 이를 이용한 전자파차폐 메쉬 및 스트라이프 전극이 부가된 필름 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 수 미크론(㎛) 또는 그 이하의 폭을 갖는 전극부의 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 용이하게 형성할 수 있고 낮은 제작비용으로 형성할 수 있는 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터 및 그의 제조 방법과 이를 이용한 전자파차폐 메쉬 및 스트라이프 전극이 부가된 필름 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전주마스터는 전주가공에 의하여 전주가공물을 생산하는 것으로, 다양한 형태의 모양을 금속으로 형성하기 위한 미세패턴을 구비하고 있다.

종래에는 피디피티비(PDP TV)의 이엠아이(EMI) 메쉬에 미세패턴을 형성하기 위하여 주로 에칭(etching)법을 사용하였다. 상기 에칭법은 금속 박막에 감광제를 도포한 후 필름에 의하여 상기 감광제에 감광부를 형성한 다음, 에칭 용액에 침지하여 에칭가공법을 통하여 금속 극미세패턴을 형성하는 방법이다. 이렇게 에칭법을 사용할 경우 수십 미크론(㎛) 이상의 크기를 갖는 미세패턴을 형성할 수 있다.

그러나 미세패턴에서 금속부 사이의 간격을 수 미크론의 크기로 형성해야 할 경우 종래의 에칭법으로는 형성이 어렵다. 즉, 종래의 에칭법은 건식 또는 습식 방법에 의해 에칭 대상물을 부식시켜 형성하기 때문에 그 정밀도의 한계를 가질 수밖에 없었다. 그 이유는 에칭을 행하게 되면, 가공되어 지는 소재가 수직뿐만 아니라 측면도 동시에 부식되기 때문에 가공을 할 수가 있는 피치의 한계를 분명히 가지게 된다. 이하, 첨부도면을 참조하여 종래의 에칭법에 의한 금속미세패턴을 형성하는 방법과 그 문제점에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 종래기술에 따른 금속미세패턴이 형성된 피디피 티비(PDP TV)의 이엠아이(EMI) 메쉬의 예시도이고, 도 2는 도 1의 단면도이다.

종래의 금속미세패턴이 형성된 피디피티비(PDP TV)의 이엠아이(EMI) 메쉬는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 투명기판(1) 상에 금속미세패턴(2)이 격자형상으로 형성되어져 있다. 상기 금속미세패턴은 가로 및 세로선의 폭이 수십 미크론의 크기를 갖는 극히 미세한 간격으로 형성되어 있다. 이때, 가로선 및 세로선에 의하 여 형성된 격자패턴은 무수한 사각형의 공간부(3)를 형성하고 있다.

상기 금속미세패턴(2)의 형성 방법은 금속박막을 에칭하여 형성한다. 상기 금속미세패턴(2)은 도 2에 도시된 바와 같이, 그 두께가 10미크론(㎛) 정도이며, 피치가 300 미크론(㎛), 폭이 10미크론(㎛)으로 구성이 된다.

상기 구성을 갖는 종래의 금속미세패턴이 형성된 피디피티비(PDP TV)의 이엠아이(EMI) 메쉬는 예를 들어, 디스플레이 장치에서 전자기파를 차폐하기 위한 전자기파 차단장치 등에 사용할 수 있다.

그러나 이러한 형태의 금속미세패턴을 넓은 면적으로 에칭하기 위하여서는 고가의 에칭장비를 사용하여 액칭액의 정확한 분사와 정밀한 시스템 관리 등이 요구되며, 제작 시 높은 불량률이 동반이 될 뿐만 아니라 제작비용도 높다. 또한, 종래의 금속미세패턴은 대형 디스플레이 장치의 전자파 차단장치에 사용되는 넓은 면적의 금속패턴으로서 균일성과 정확한 치수가 필요하기 때문에 제작이 용이하지는 않다.

도 3a 내지 도 3c는 종래기술에 따른 피디피티비(PDP TV)의 이엠아이(EMI) 메쉬의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.

종래기술에 따른 피디피티비(PDP TV)의 이엠아이(EMI) 메쉬의 제조 방법은 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 먼저 투명기판(4) 상에 구리 등의 금속물질을 진공 증착법으로 증착시켜 금속박막(5)을 형성한다. 이때, 상기 진공 증착법을 사용하지 않을 경우에는 상기 금속박막(5)을 상기 투명기판(4)에 직접 접착시킬 수도 있다.

그 다음, 상기 금속박막(5)에 감광제를 도포하여 감광층을 만들고, 상기 감광층을 노광시켜 포토레지스터 패턴(6)을 형성한다.

그 다음, 상기 포토레지스터 패턴(6)을 이용하여 에칭 공정으로 상기 금속박막(5)을 식각한다. 이때, 상기 에칭 공정에 의해 상기 포토레지스터(6)가 없는 부위의 금속박막(5)은 모두 제거되고, 상기 포토레지스터(6)의 하부의 금속박막(5a)만 남게 된다.

그 다음, 상기 포토레지스터 패턴(6)을 제거하면 도 3c와 같이, 상기 투명기판(4)에 금속미세패턴(5a)만 남게 된다.

한편, 상기와 같이 에칭 공정을 이용하여 상기 금속미세패턴(5a)을 형성하는 방법과는 다른 방법으로, 상기 투명기판(4) 상에 형성된 상기 금속박막(5)을 레이저를 이용하여 가공하여 상기 금속미세패턴(5a)을 형성시키기도 한다.

도 4는 도 3c의 금속미세패턴의 부분 확대 단면도이다.

종래의 에칭법에 의하여 금속미세패턴을 형성하게 되면 에칭공정 상의 한계와 에칭 공정의 문제점들이 많이 존재하게 되며, 제작 불량률이 상당히 높다. 즉, 종래의 에칭공정은 가공하고자 하는 금속의 높이와 금속의 선폭에 있어서 일정한 한계치를 가지게 된다. 그 이유는 에칭공정 시 상기 금속박막(5)의 하부 방향으로 뿐만 아니라 측면 방향으로도 식각이 이루어지기 때문에 상기 금속미세패턴(5a)의 모양이 도 4와 같이 가운데 부분이 깎여 들어간 형상을 갖게 된다.

이러한 현상으로 인하여 종래의 에칭법에는 금속패턴의 높이(h)와 폭(d)의 가공에 있어서 명확한 가공 한계가 존재한다. 또한, 감광제에 의한 노광부를 구성 함에 있어서 감광층에 노광부를 정밀하게 형성시키는 것에도 한계점이 있다.

이러한 이유로 인하여 종래의 에칭법에 의한 금속미세패턴의 경우에는 현실적으로 가공이 불가능한 한계가 명백히 존재하여, 극미세패턴을 형성하기가 매우 어려운 문제점이 있었다.

또한, 종래의 전주마스터에 미세패턴을 형성하는 또 다른 방법으로는 전주가공법이 있다. 그러나, 종래의 전주가공법 역시 상기 에칭법과 마찬가지로, 전주마스터의 전극부의 폭(타겟폭)을 극히 미세하게(예를 들어, 수 미크론(㎛) 이하) 형성하기가 어려웠다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 제 1 목적은 수 미크론(㎛) 또는 그 이하의 폭을 갖는 전극부의 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 용이하게 형성할 수 있는 전주마스터 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 제 2 목적은 낮은 제작비용으로 수 미크론(㎛) 또는 그 이하의 폭을 갖는 전극부의 극미세패턴을 형성할 수 있는 전주마스터 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 제 3 목적은 수 미크론(㎛) 이하의 폭을 갖는 극미세패턴이 형성된 피디피티비(PDP TV)의 이엠아이(EMI) 메쉬의 크기를 대형화시킬 수 있는 전주마스터 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 제 4 목적은 전주가공법에 의한 전주가공물의 수직 및 수평성장을 이용하여 전주가공 시간만을 제어함으로써, 수 미크론(㎛) 이하의 폭을 갖는 전극부의 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 용이하게 형성할 수 있는 전주마스터 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 제 5 목적은 전주마스터를 한번만 사용하는 것이 아니라 계속 반복적으로 사용을 할 수 있도록 함으로써, 저렴한 가격으로 금속 극미세패턴을 대량 생산할 수 있는 전주마스터 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 제 6 목적은 제품의 불량률을 현저히 줄일 수 있는 전주마스터 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 제 7 목적은 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터의 제조 방법을 이용한 전자파차폐 메쉬 및 스트라이프 전극이 부가된 필름 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 전주마스터의 제조 방법은, (a) 기초전극베이스의 상부 또는 내부에 전주 가공물 형상으로 절연체 패턴을 형성하는 단계와; (b) 상기 절연체 패턴이 형성되지 않은 상기 기초전극베이스 상에 전주가공을 통하여 도금 금속층을 성장시키는 단계와; (c) 상기 도금 금속층이 수직 및 수평 성장하여 상기 절연체 패턴의 중앙을 향하여 점차로 좁혀지다가 상기 도금 금속층 사이의 간격이 원하는 타겟폭이 되었을 때 전주가공을 중지하고 제 1 전주가 공물을 완성시키는 단계와; (d) 상기 제 1 전주가공물이 형성된 구조물 상에 추가 전주가공을 실시하여 제 2 전주가공물을 형성하는 단계와; (e) 상기 제 2 전주가공물을 상기 제 1 전주가공물로부터 분리하는 단계와; (f) 상기 제 2 전주가공물의 표면에 도금 이형성과 생산성 향상을 위한 크롬도금을 실시하는 단계와; (g) 상기 분리된 상기 제 2 전주가공물의 함몰부 및 돌출전극부 상에 제 1 마스킹 층을 형성하는 단계; 및 (h) 상기 제 1 마스킹 층이 형성된 상기 제 2 전주가공물의 함몰부 상에 절연물을 충진하여 제 2 마스킹 층을 형성하되 상기 돌출전극부가 노출되도록 하고 상부표면이 상기 돌출전극부와 동일 평면을 이루도록 하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 (a)단계에서 상기 절연체 패턴을 형성하는 방법은, 상기 기초전극베이스의 동박 상에 절연체인 드라이 필름을 라미네이팅 기계로 합체하는 단계; 및 상기 합체된 필름상에 마스크필름을 밀착하여 자외선 노광 및 현상을 통해 구현하고자 하는 절연체 패턴을 형성하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 (c)단계에서 타겟폭은 0 초과 100 미크론(㎛) 미만인 것을 특징으로 한다.

상기 (c)단계의 제 1 전주가공물의 성장두께는 50미크론(㎛) 이상인 것을 특징으로 한다.

상기 (c)단계에서의 상기 제 1 전주가공물의 공정 조건과 상기 (d)단계에서의 상기 제 2 전주가공물의 공정조건은, 니켈(Ni) 전주도금을 사용하고, 니켈(Ni) 전주도금액은 설파민산 니켈{Ni(SO3 NH2)24H2O} 350 g/ℓ, 염화니켈 NiCl2 35 g/ℓ, 붕산 HBO3 40 g/ℓ을 포함하고, 니켈(Ni) 전주도금의 온도는 50℃를 특징으로 하거나 또는 철-니켈합금 도금으로 전주 가공하는 것을 특징으로 한다.

상기 전주마스터의 제조 방법은, 상기 제 1 전주가공물과 제 2 전주가공물의 분리를 용이하게 하기 위하여 상기 (c)단계와 상기 (d)단계 사이에, 상기 제 1 전주가공물 상에 이형층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 (d)단계에서 상기 제 2 전주가공물의 성장두께는 250미크론(㎛) 이상인 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 전주가공물 또는 상기 제 2 전주가공물은, 타겟 폭과 목표 두께의 전주성형을 위하여, 전류밀도를 1 내지 10A/d㎡ 범위내에서 변화시키고, 전류 듀티싸이클 및 극성의 전환 등 전류 파형의 변화기법을 사용하여 전주가공물의 수평 및 수직 성장속도를 조절하는 것을 특징으로 한다.

상기 (c) 및 (d)단계에서 상기 제 1 전주가공물은 니켈 또는 동을 사용하고, 상기 제 2 전주가공물은 상기 제 1 전주가공물보다 경도가 큰 니켈 또는 니켈합금 금속을 사용하여 형성한 것을 특징으로 한다.

상기 (f)단계에서의 제 2 전주가공물의 마스킹할 표면은 크롬 또는 경질크롬 도금층을 100 미크론(㎛) 미만의 두께로 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 전주마스터의 제조 방법은, 상기 (h)단계에서의 상기 제 2 마스킹 층이 형성된 전주마스터를 전주가공을 실시하여 상기 돌출전극부 상에 예비금속패턴을 형성하는 단계와; 상기 예비금속패턴이 형성된 전주마스터의 상에 상기 제 2 마스킹 층과 동일한 재질의 절연물질을 충진한 후 상기 예비금속패턴의 높이만큼 형성시켜 부가 절연부를 형성하는 단계; 및 상기 예비금속패턴을 제거하는 단계;를 포 함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전주마스터의 제조 방법은, 상기 (h)단계 후, 상기 제 2 마스킹 층을 형성한 다음 상기 돌출전극부 상에 충진재 성분이 없도록 미세한 사포 또는 물사포 등으로 표면연마 처리하여 제거하는 단계;를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 (g)단계에서 제 1 마스킹 층은 상기 마스터베이스와의 밀착성을 높이기 위해 페인트 도장 프라이머(primer)를 포함한 폴리머로 수 미크론(㎛) 두께로 균일 도포한 것을 특징으로 한다.

상기 (h)단계에서 제 2 마스킹 층은 세라믹, 실리콘, 폴리머 등을 포함한 탄성 또는 비탄성체로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 (h)단계에서 제 2 전주가공물의 돌출전극부는 1㎛ 또는 100㎛ 미만의 폭을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 전주마스터는, 특허청구범위 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 전주마스터의 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 전주마스터의 제조 방법을 이용한 전자파차폐 메쉬 및 스트라이프 전극이 부가된 필름의 제조 방법은, 특허청구범위 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 전주마스터의 제조 방법을 이용한 금속 극미세패턴 제품의 제조 방법에 있어서, (a) 상기 전주마스터 상부에 전주가공을 실시하여 상기 돌출전극부 상에 금속 극미세패턴을 도금으로 형성하는 단계와; (b) 상기 전주마스터 상에 형성된 금속 극미세 패턴을 접착제 또는 점착제가 도포된 필름에 부착시키는 단계; 및 (c) 상기 접착제 또는 점착제가 도포된 필름에 부착된 금속 극미세패턴을 상기 전주마스터로부터 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 (a)단계에서 상기 금속 극미세패턴을 도금으로 형성하는 방법은, 상기 전주마스터를 평판으로 한 배치 생산방식 또는 상기 전주마스터를 롤러형으로 제공한 연속생산방식으로 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 (b) 및 (c)단계에서, 상기 금속 극미세패턴을 접착제 또는 점착제가 도포된 광학용 투명필름에 부착시킨 후 전주마스터로부터 분리하는 것을 특징으로 한다.

상기 (b) 및 (c)단계에서, 상기 금속 극미세패턴을 접착제 또는 점착제가 도포된 캐리어필름에 부착시킨 후 전주마스터로부터 분리하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 전주마스터의 제조 방법을 이용한 전자파차폐 메쉬 및 스트라이프 전극이 부가된 필름은, 특허청구범위 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 전주마스터의 제조 방법을 이용한 전자파차폐 메쉬 및 스트라이프 전극이 부가된 필름의 제조 방법에 의하여 제조된 것을 특징으로 한다.

따라서, 전주가공법에 의한 전주가공물의 수직 및 수평성장을 이용하여 전주가공 시간만을 제어함으로써, 수 미크론(㎛) 이하의 폭을 갖는 전극부의 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 용이하게 형성할 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 움직임 감지센서를 이용한 움직임 감지장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.

제 1 실시 예

도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 의한 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.

(가) 절연체 패턴 제조공정

먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 기초전극베이스(10) 상에 전주 가공물 형상으로 절연체 패턴(12)을 형성한다. 이때, 상기 절연체 패턴(12)은 비전도체로서, 전주가공물의 타겟폭(전극부의 폭)을 감안하여 적정 크기로 설계하는 것이 바람직하다.

상기 기초전극베이스(10)는 전도체로서 폴리에스터필름 상에 동박을 형성하여 구성되며, 상기 폴리에스터필름의 두께는 100미크론(㎛), 상기 동박의 두께는 35미크론(㎛)를 갖는 것이 바람직하다.

상기 기초전극베이스(10)에 상기 절연체 패턴(12)을 형성하는 방법은 다음과 같다. 상기 기초전극베이스(10)의 동박 상에 절연체인 드라이필름을 라미네이팅 기계로 합체시킨 다음, 합체된 필름 상에 마스크필름(미도시)을 밀착하여 자외선노광, 현상을 통해 구현하고자 하는 절연체 패턴(12)을 형성한다. 이때, 절연체로 사용된 상기 드라이필름은 감광용 네가형 드라이필름으로서, 예를 들어 19㎛ 두께의 필름과 15㎛ 두께의 감광제층으로 구성된다.

상기 마스크필름은 폴리에스터 필름에 레이저 패턴으로 가공한다. 이때, 필름 사이즈는 750× 1220mm를 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 절연체 패턴(12)의 형태가 4각일 경우 절연체 패턴의 선폭은 70㎛, 피치는 300㎛이고, 상기 절연체 패턴(12)의 형태가 스트레이트선 형태인 경우에는 절연체 패턴의 선폭은 100㎛, 피치는 300㎛인 것이 바람직하다.

한편, 상기 절연체 패턴(12)은 상기 기초전극베이스(10)에 절연층을 형성한 후 상기 절연층을 레이저 또는 기계가공 등에 의하여 절연체 패턴(12)을 구성할 수도 있다.

(나) 1차 전주가공물 형성 공정

그 다음, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 기초전극베이스(10) 상에 상기 절연체 패턴(12)이 형성되지 않은 노출표면부에 도금 금속층(14a)을 형성시킨다.

상기 도금 금속층(14a)의 형성방법은 니켈(Ni) 전주가공을 통하여 상기 노출표면부에 상기 도금 금속층(14a)을 상기 절연체 패턴(12)의 두께만큼 균일하게 성장시킨다.

상기 니켈(Ni) 전주가공 공정에서 전주가공의 초기시간에는 상기 기초전극베이스(10)의 절연체 패턴(12)이 존재하지 않는 노출된 표면부분에만 전주가공 욕조에 용해되어져 있는 용해금속이 도금하기 시작한다. 이때, 상기 용해금속은 곧 도금 금속층(14a)으로 형성된다. 상기 도금 금속층(14a)이 상기 절연체 패턴(12)의 두께만큼 성장되면 수직성장과 수평성장이 동시에 진행된다(도 5c 참조). 즉, 상기 도금 금속층(14a)이 상기 절연체 패턴(12)의 두께만큼 성장되면 상기 절연체 패턴(12)의 상부를 덮어 들어가기 시작한다. 이때 수평성장은 상기 절연체 패턴(12)의 가장자리부터 침투하기 시작하여 상기 절연체 패턴(12)의 중앙을 향하여 점차적으로 침투해 들어가는 형상을 하게 된다.

상기 도금 금속층(14a)의 수평성장에 의해 상기 절연체 패턴(12)의 노출된 표면 폭이 점차적으로 좁혀지다가 도 5c와 같이 타겟폭(b)의 크기가 영(zero)이 되었을 때, 즉 상기 절연체 패턴(12) 상부에서 수평 성장하는 상기 도금 금속층(14a)이 서로 만났을 때(타겟폭(b)=0), 즉시 전주가공을 중지하여 제 1 전주가공물(또는 금속도금층)(14)을 완성시킨다(도 5c 참조). 이때의 상기 제 1 전주가공물(14)의 높이를 타겟 높이(c)로 정의한다. 상기 타겟 높이(c)는 상기 금속도금층(14)의 함몰 깊이(d)와 상기 절연체 패턴(12)의 두께를 합한 높이가 된다(도 5e 참조).

여기서, 니켈(Ni) 전주가공에 의한 상기 제 1 전주가공물(14)을 성장시키는 조건과 공정 방법은 다음과 같다.

1) 니켈(Ni) 전주도금액 기본조성: 설파민산 니켈{Ni(SO3 NH2)24H2O} 350 g/ℓ, 염화니켈 NiCl2 35 g/ℓ, 붕산 HBO3 40 g/ℓ

2) Ni 전주도금온도 : 50℃

3) 전주가공 성장시간 : 2시간 50분

4) 타겟폭(b) : 0㎛

5) 1차 성장두께(c) : 63㎛

6) 니켈(Ni) 전주의 전류밀도: 2.0A/d㎡

(다) 2차 전주가공물 형성 공정

그 다음, 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 절연체 패턴(12)과 상기 절연체 패턴(12) 상에 타겟폭(b: 예를 들어, 0㎛) 만큼의 간격을 갖는 제 1 전주가공물(14) 상부에 유동성 성형가공물질을 충분한 두께로 주입하여 경화시킨다. 이때, 상기 유동성 성형가공물질로는 다양한 소재가 사용될 수 있으며, 예를 들어 액상으로 된 수지계의 물질 등을 사용할 수 있다.

그 다음, 도 5e에 도시된 바와 같이, 상기 성형가공물질이 경화된 후 상기 제 1 전주가공물(14)로부터 이형을 시킨다. 이때, 이형 된 성형가공물질을 성형가공물질마스터베이스(16)로 정의한다. 상기 성형가공물질마스터베이스(16)는 보통 비전도성 물질이며 함몰부(18)와 예비전극부(16a)로 구성된다. 상기 예비전극부(16a)의 폭은 타겟폭(b)으로 구성이 된다.

본 발명에서는 상기 타겟폭(b)을 원하는 크기로 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 타겟폭(b)을 수십 내지 수 미크론(㎛)의 크기로 형성할 수 있고, 제로(zero) 미크론(㎛)의 크기로도 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 타겟폭의 크기를 조절함으로써, 상기 돌출전극부(16a)의 크기를 원하는 크기로 형성할 수 있다.

상기 2차 전주가공물의 형성 방법에 대한 실시 예는 다음과 같다.

먼저, 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 절연체 패턴(12)에서 상기 제 1 전주가공물(14)을 형성한 다음 전주가공을 일단 중지한 후, 상기 제 1 전주가공물(14)이 형성된 전주가공물을 이형제에 침지하여 상기 제 1 전주가공물(14)의 표면과 상기 절연체 패턴(12)의 표면상에 이형층(미도시)을 형성시킨다. 이때, 사용된 니켈 전주용 이형액은 200mℓ/ℓ, 이형액의 농도는 PH 3.0, 이형액의 온도는 25℃, 침지시간은 2분으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 이형층은 상기 제 1 전주가공물(14)과 제 2 전주가공물(16)의 분리를 용이하게 하는 역할을 한다.

그 다음, 상기 이형층을 형성시킨 후, 재차 전주가공을 실시하여 상기 제 1 전주가공물(14)의 표면과 상기 절연체 패턴(12)의 표면상에 제 2 전주가공물(16)을 형성한다. 이때, 상기 제 2 전주가공물(16)의 두께는 상기 제 1 전주가공물(14)의 표면과 상기 절연체 패턴(12)의 표면 상부를 충분히 매립하도록 두껍게 하여 전주 마스터 및 전주 금형물로 사용하도록 한다.

이때, 니켈(Ni) 전주가공에 의해 상기 제 2 전주가공물(16)을 성장시키는 조건은 다음과 같다.

1) 니켈(Ni) 전주도금액 기본조성: 설파민산 니켈{Ni(SO3 NH2)24H2O} 350 g/ℓ, 염화니켈 NiCl2 35 g/ℓ, 붕산 HBO3 40 g/ℓ

2) 니켈(Ni) 전주도금온도 : 50℃

3) 니켈(Ni) 전주가공 성장시간 : 13시간 30분

4) 2차 성장두께 : 250㎛

5) 니켈(Ni) 전주의 전류밀도: 1.52A/d㎡

한편, 상기 공정에서 본 발명에서는 상기 제 1 전주가공물(14)의 표면상에 상기 이형층을 형성하기 전에 얇은 금속층을 증착할 수도 있다. 그리고 상기 제 2 전주가공물(16)을 형성하는 금속은 상기 제 1 전주가공물(14)의 금속과 다르게 형성을 할 수도 있다. 즉 이종의 금속으로 전주가공을 할 수도 있다.

예를 들어, 제 1 전주가공물(14)은 구리로 하고, 제 2 전주가공물(16)는 니켈 또는 니켈합금 등을 사용하여 형성할 수 있다. 상기 전주가공에서 전주욕조에 담긴 용해금속의 종류에 따라 전주 가공되어지는 전주가공물의 금속성분이 결정된다.

만약, 제작목표가 제 2 전주가공물(16)이며, 제작되어진 제 2 전주가공물(16)을 금형으로 사용하고자 하는 경우에는, 상기 제 2 전주가공물(16)의 표면은 강한 금속을 택하는 것이 바람직하다. 이때 상기 제 2 전주가공물(16)은 형성초기에는 경도가 큰 금속으로 하고, 형성후기에는 무른 금속을 택하여 전주가공을 실시하는 것이 바람직하다.

그 이유는 제 2 전주가공물(16)이 금형으로서의 잘 깨어지지 않게 하며 또한 동시에 금형의 표면경도를 강화시킬 수가 있다.

상기 제 1 전주가공물(14)을 타겟폭(b)까지 성장시키고 난 이후에, 다시 전해욕조를 바꾸어서 제 2 전주가공물(16)을 얻는 것은 용이한 일이다.

상기 제 2 전주가공물(16)은 제 1 전주가공물(14)의 모든 노출된 표면과 절연체 패턴의 모든 노출된 표면을 커버할 정도 이상의 두께로 성장을 시키는 것이 바람직하다.

상기 제 2 전주가공물(16)을 형성할 때, 부도체인 상기 절연체 패턴(12)의 표면에까지 밀착하여 상기 제 2 전주가공물(16)이 잘 구성될 수 있도록 하기 위하여서, 비전도체인 상기 절연체 패턴(12)의 상부에 도전성을 부여하는 것이 바람직하다. 즉, 절연체 패턴의 상부 표면도 전주가공이 잘 되도록 하기 위한 목적으로 금속을 얇게 진공증착을 실시할 수도 있다.

상기 제 2 전주가공물(16)이 필요한 두께만큼 성장이 되었을 때, 상기 제 2 전주가공물(16)의 전주가공을 중단한다. 그리고 상기 제 2 전주가공물(16)을 상기 제 1 전주가공물(14) 및 절연체 패턴(12)으로부터 탈형시킨다(도 5e 참조).

이와 같이 상기 제 2 전주가공물(16)이 상기 제 1 전주가공물(14)로부터 탈형된 것을 마스터전극베이스(16)라 정의한다. 이와 같이 탈형되어진 마스터전극베이스(16)에는 복수 개의 함몰부(18)가 형성이 되어 있으며, 상기 함몰부(18)와 함몰부(18) 사이에는 뾰족한 형상을 갖는 돌출전극부(16a)가 구성되어 있다. 상기 돌출전극부(16a)의 폭은 타겟폭이 된다. 이때, 상기 실시 예에서 타겟폭을 0미크론(㎛) 수준까지 줄일 때, 상기 돌출전극부(16a)의 선폭은 2 내지 3미크론(㎛) 이하의 크기를 가지며, 상기 함몰부(18)의 함몰깊이(d)는 63미크론(㎛)을 갖는 것이 바람직하다. 상기의 함몰깊이(d)와 함몰부의 선폭은 상기 제 1 전주가공물(14)의 형태에 의하여 결정된다.

(라) 전주마스터 형성 공정

그 다음, 도 5f에 도시된 바와 같이, 상기 마스터전극베이스(16) 상에 제 1 마스킹(Masking) 막(20)을 형성한다. 이때, 상기 제 1 마스킹 층(20)은 프라이머(primer)로서, 니켈, 니켈합금 등과 같은 금속으로 구성된 상기 마스터베이스(16)와의 밀착성을 높이는 역할을 한다.

그 다음, 도 5g에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 마스킹 층(20)이 형성된 상 기 마스터전극베이스(16)의 함몰부(18) 상에 절연물을 충진시켜 제 2 마스킹 층(22)을 형성하되 상기 돌출전극부(16a)의 상층부가 노출되도록 형성한다. 이때, 상기 제 2 마스킹 층(22)의 상부표면은 상기 돌출전극부(16a)의 상층부와 동일 평면을 이루도록 한다. 상기 제 2 마스킹 층(22)은 세라믹, 실리콘, 폴리머 등과 같은 탄성체 및 비탄성체의 절연물로 구성할 수 있다.

그 다음, 상기 마스터전극베이스(16)의 함몰부(18)에 상기 절연물을 충진시킨 후 노출된 상기 돌출전극부(16a) 상에 상기 충진제(예를 들어, 실리콘) 성분이 없도록 연마 처리하여 제거한다.

본 발명의 전주마스터는 전극부와 절연부로 구성되는 전주마스터라는 점에서 종래의 일반적인 전주마스터와 유사하다. 그러나 본 발명의 전주마스터를 만드는 제조방법에 의하여 전주마스터를 제작을 하면, 종래의 전주마스터로서는 제작이 불가능하였던 정도의 정밀하고 미세한 전극부를 형성을 할 수가 있는 것이 특징이다.

즉, 본 발명의 전주마스터는 종래의 전주가공용 전주마스터에 비하여 상기 돌출전극부(16a)의 크기를 원하는 만큼 초정밀하게 제어가 가능하다는 특징이 있다. 본 발명은 상기 돌출전극부(16a)의 폭을 1미크론(㎛) 또는 2미크론(㎛) 또는 그 이하의 단위까지도 가공이 가능하다. 이러한 점에서 본 발명은 대단히 획기적인 발명이라 하겠다.

본 발명에서는 상기 마스터전극베이스(16)의 함몰부에 충진되어진 절연물을 세라믹 등과 같은 비탄성체로 구성할 수도 있으나 실리콘 등과 같은 탄성체를 사용하는 것이 바람직하다. 특히 전극베이스의 함몰부(18)에 충진되어진 절연물은 탄성 과 이형성이 갖추어진 소재가 바람직하다. 본 발명에서는 이러한 소재의 실시예로서 실리콘을 포함한 고분자물질을 주성분으로 하는 것으로 구성할 수가 있다.

상기 마스터전극베이스(16)의 함몰부(18)에 절연물을 충진하기 전에 실리콘 절연물과 니켈전극면의 밀착성을 유지시키기 위해 상기 마스터전극베이스(16)의 표면의 청정상태를 확보해야한다. 이를 위해, 상기 마스터전극베이스(16)의 함몰부(18)에 절연물을 충진시키기 전에 상기 마스터전극베이스(16)의 함몰부(18)의 표면에 묻은 이물을 제거한 후 순수세정 공정을 실시한다. 그 다음, 상기 마스터전극베이스(16)의 함몰부(18)에 절연물을 충진시킨다. 이때, 상기 절연물로 사용되는 충진제는 일액형 RTV 실리콘고무가 첨가된 부도체를 유기용매에 혼합하여 사용한다.

제 1 실시 예의 사용 예

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 의해 만들어진 전주마스터를 사용하여 금속 극미세패턴을 형성하는 방법을 나타낸 공정 단면도이다.

먼저, 도 6a를 참조하여 설명하면, 도 5g에 도시된 본 발명의 전주마스터를 전주욕조에 넣은 후 전류를 가하여 전주가공을 실시하게 되면, 상기 전주마스터의 돌출전극부(16a)에 극미세패턴(24)이 형성된다. 이렇게 하여 형성되어진 극미세패턴(24)은 매우 얇고 매우 가늘기 때문에 그 자체로서는 전주마스터로부터 분리하여 내기가 용이한 일이 아니다. 따라서 본 발명에서는 다음과 같은 방법을 사용하여 전주마스터를 분리하였다.

도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 극미세패턴(24)이 형성되어진 전주마스터의 상부에 상기 극미세패턴(24)이 충분히 덮히도록 자외선 접착재(26)를 도포한다. 그리고 상기 자외선 접착재(26) 상부에 얇은 투명필름(28)을 코팅시키고 자외선을 조사하여 상기 자외선 접착재(26)와 상기 얇은 투명필름(28)을 접착시킨다. 이에 의해, 상기 투명필름(28)과 자외선 접착재(26) 및 극미세패턴(24)은 접착에 의해 하나로 구성된다.

그 다음, 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 투명필름(28)을 상기 전주마스터로부터 탈형시키면, 상기 투명필름(28)과 함께 상기 자외선 접착재(26) 및 극미세패턴(24)이 상기 전주마스터로부터 분리된다.

이 경우, 상기 전주마스터의 제 1 마스킹 층(20)은 상기 자외선 접착재(26)와 접착이 되지 않는 것이 바람직하다. 이와 같은 이형성을 갖는 절연부 소재의 실시예로서 실리콘(Si)을 주성분으로 하는 절연재를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 극미세패턴(24)을 상기 전주마스터로부터 분리하기 위하여서는 또 다른 형태의 다양한 방법이 있을 수가 있다.

즉, 상기 극미세패턴(24)이 형성된 상기 전주마스터 상에 유동성 충진물을 도포하고, 상기 유동성 충진물을 경화시킨 후 분리하여 내게 되면 상기 극미세패턴(24)이 경화되어진 상기 유동성 충진물과 더불어 상기 전주마스터로부터 분리되어질 수가 있다. 이때 경화되어진 유동성 충진물의 표면에 얇은 코팅제를 코팅할 수가 있다.

또한, 상기 극미세패턴(24)을 상기 전주마스터로부터 분리하기 위해서는 액 상의 수지성분의 물질을 도포한 후, 이를 굳혀서 극미세패턴(24)과 함께 전주마스터로부터 분리하는 방법을 사용할 수도 있다.

제 2 실시 예

도 7은 본 발명의 바람직한 제 2 실시 예에 의한 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.

본 발명의 바람직한 제 2 실시 예에 의한 전주마스터는 전도체인 상기 기초전극베이스(10)에 함몰형 절연체 패턴(12)을 형성시킨 예를 나타낸 것이다.

상기 기초전극베이스(10)에 형성이 되는 상기 절연체 패턴(12)은 도 5c와 같이 상기 기초전극베이스(10)의 표면상에 돌출되게 구성이 될 수도 있지만, 상기 절연체 패턴(12)의 표면과 상기 기초전극베이스(10)의 표면이 동일 평면상에 존재하게 구성을 할 수도 있다. 즉 상기 기초전극베이스(10)의 절연체 패턴(12)이 형성되어지게 될 위치에, 에칭 또는 레이저 가공을 통하여 홈을 형성한 후, 상기 홈에 절연제를 충진시켜 상기 절연체 패턴(12)을 형성할 수도 있다.

이 경우에는 상기 절연체 패턴(12)의 초기 전주가공 때부터 도금 금속층(14a)은 수직성장과 동시에 수평성장을 시작하게 된다. 상기 도금 금속층(14a)의 수평성장에 의해 상기 절연체 패턴(12)의 노출된 표면 폭이 점차적으로 좁혀지다가 도 7과 같이 타겟폭의 크기가 영(zero)이 되었을 때, 즉 상기 절연체 패턴(12) 상부에서 수평 성장하는 상기 도금 금속층(14a)이 서로 만났을 때(타겟폭=0), 즉시 전주가공을 중지하여 제 1 전주가공물(또는 금속도금층)(14)을 완성시킨다. 그 결과 제 1 전주가공물의 하부표면은 평평한 평면으로 얻을 수가 있게 되는 특징이 있다.

제 3 실시 예

도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 바람직한 제 3 실시 예에 의한 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.

먼저, 본 발명의 바람직한 제 3 실시 예에서는 도 8d에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 마스킹 층(20)이 형성된 상기 마스터전극베이스(16)의 함몰부에 충진되어진 제 2 마스킹 층(22)의 높이가 상기 마스터전극베이스(16)의 돌출전극부(16a)의 높이보다 높게 형성이 된 전주마스터의 제작방법을 설명하는 설명도이다.

상기 제 2 마스킹 층(22)의 높이가 상기 마스터전극베이스(16)의 돌출전극부(16a)보다 높게 형성되면, 금속미세패턴은 상기 제 2 마스킹 층(22)에 의하여 수평성장이 제한을 받게 되는 장점이 있게 된다. 즉, 금속미세패턴의 두께는 증가시키되 폭은 일정크기로 제한할 수 있는 금속 극미세패턴을 얻을 수가 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 제 3 실시 예에 의한 전주마스터의 제조 방법에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 도 8a에 도시된 바와 같이, 상기 마스터전극베이스(16)의 함몰부 상에 제 1 마스킹 층(20)을 형성하고, 상기 제 1 마스킹 층(20) 상에 상기 돌출전극 부(16a)의 상층부가 노출되도록 제 2 마스킹 층(22)을 형성한다. 이때, 상기 마스터전극베이스(16)의 함몰부와 함몰부 사이에 형성된 상기 돌출전극부(16a)는 뾰쪽한 형상을 가지도록 형성되어 있다(타겟폭=0).

그리고 상기 제 1 마스킹 층(20)은 도 5g에서 설명한 바와 같이, 프라이머(primer)로서, 니켈, 니켈합금 등과 같은 금속이 구성되며, 상기 마스터베이스(16)와 밀착성을 높이는 역할을 한다. 그리고, 상기 제 2 마스킹 층(22)은 세라믹, 실리콘, 폴리머 등과 같은 절연물로 구성한다.

그 후, 상기 마스터전극베이스(16)의 돌출전극부(16a) 상에 상기 제 2 마스킹 층(22)의 충진제 성분이 없도록 연마 처리하여 제거한다.

그 다음, 도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 마스터전극베이스(16)에 전주가공을 실시하여 상기 돌출전극부(16a) 상에 예비금속패턴(30)을 형성한다.

그 다음, 도 8c에 도시된 바와 같이, 상기 예비금속패턴(30)이 형성된 구조물 상에 상기 제 2 마스킹 층(22)과 동일한 재질의 절연물질을 충진한 후 상기 예비금속패턴(30)의 높이만큼 평탄화시켜 부가 절연부(32)를 형성한다.

그 다음, 도 8d에 도시된 바와 같이, 상기 예비금속패턴(30)을 제거하면, 상기 돌출전극부(16a)의 높이보다 높게 형성된 제 3 마스킹 층(34)을 얻을 수가 있다.

도 9는 8d의 부분 확대 단면도이다.

도 9의 도면은 상기 마스터전극베이스(16)의 돌출전극부(16a)의 높이보다 일정높이(h)가 높은 상기 제 3 마스킹 층(34)이 형성된 전극부를 나타내고 있다.

제 4 실시 예

도 10a 내지 도 10j는 본 발명의 바람직한 제 4 실시 예에 의한 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.

먼저, 도 10a에 도시된 바와 같이, 기초전극베이스(50) 상에 전주 가공물 형상으로 절연체 패턴(52)을 형성한다. 이때, 상기 절연체 패턴(52)은 비전도체로서, 전주가공물의 타겟폭(전극부의 폭)을 감안하여 적정 크기로 설계하는 것이 바람직하다.

그 다음, 도 10b에 도시된 바와 같이, 상기 기초전극베이스(50) 상에 상기 절연체 패턴(52)이 형성되지 않은 노출표면부에 전주가공을 통하여 도금 금속층(54a)을 형성시킨다.

이때, 상기 도금 금속층(54a)의 형성방법은 니켈(Ni) 전주가공을 통하여 상기 노출표면부에 상기 도금 금속층(54a)을 상기 절연체 패턴(52)의 두께만큼 균일하게 성장시킨다.

상기 니켈(Ni) 전주가공 공정에서 전주가공의 초기시간에는 상기 기초전극베이스(50)의 절연체 패턴(52)이 존재하지 않는 노출된 표면부분에만 전주가공 욕조에 용해되어져 있는 용해금속이 도금하기 시작한다. 이때, 상기 용해금속은 곧 도금 금속층(54a)으로 형성된다. 상기 도금 금속층(54a)이 상기 절연체 패턴(52)의 두께만큼 성장되면 수직성장과 수평성장이 동시에 진행된다(도 10c 참조). 상기 도 금 금속층(54a)의 수평성장에 의해 상기 절연체 패턴(52)의 노출된 표면 폭이 점차적으로 좁혀지게 되며, 상기 절연체 패턴(52) 상에서의 상기 도금 금속층(54a)이 도 10d와 같이 만났을 때(타겟폭 = 0) 전주가공을 중지하여 제 1 전주가공물(또는 금속도금층)(54)을 완성시킨다(도 10d 참조). 이때의 상기 제 1 전주가공물(54)의 높이를 타겟 높이(h)로 정의한다. 상기 타겟 높이(h)는 상기 제 1 전주가공물(54)의 함몰 깊이와 상기 절연체 패턴(52)의 두께를 합한 높이가 된다.

여기서, 니켈(Ni) 전주가공에 의한 상기 제 1 전주가공물(54)을 성장시키는 조건과 공정 방법은 다음과 같다.

1) 니켈(Ni) 전주도금액 기본조성: 설파민산 니켈{Ni(SO3 NH2)24H2O} 350 g/ℓ, 염화니켈 NiCl2 35 g/ℓ, 붕산 HBO3 40 g/ℓ

2) Ni 전주도금온도 : 50℃

3) 전주가공 성장시간 : 2시간 50분

4) 타겟폭(b) : 0㎛

5) 1차 성장두께(c) : 63㎛

6) 니켈(Ni) 전주의 전류밀도: 2.0A/d㎡

그 다음, 상기 절연체 패턴(52)이 형성된 상기 기초전극베이스(50) 상에 도 10d와 같이 타겟폭이 0이 되도록 상기 제 1 전주가공물(54)을 형성한 다음, 상기 제 1 전주가공물(54) 상에 지지체(56)를 형성하여 상기 제 1 전주가공물(54)을 견고하게 지지해주도록 한다(도 10e 참조).

이때, 상기 지지체(56)는 액상의 수지를 상기 제 1 전주가공물(54)의 상부에 주입하고, 주입된 수지를 경화시켜서 만들 수도 있다. 또는 상기 제 1 전주가공물(54)에 재차 전주가공을 실시하여 지지체를 만들 수도 있다.

상기 제1 전주가공물(54)은 하부에 넓은 면적의 상기 절연체 패턴(52)이 형성되어 있어서 상기 기초전극베이스(50)에 강하게 결합되지 못한 상태이다. 따라서 상기 제 1 전주가공물(54)에 힘을 가하더라도 견딜 수 있는 구조를 만들기 위하여 보강부를 구성하여야 한다. 상기 지지체(56)는 상기 보강부의 하나의 실시 예를 나타낸 것이다.

그 다음, 도 10f에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 전주가공물(54) 상에 상기 지지체(56)를 형성한 후에, 상기 제 1 전주가공물(54)의 하부에 있는 상기 절연체 패턴(52)과 상기 기초전극베이스(50)를 제거한다.

그 다음, 도 10g에 도시된 바와 같이, 상기 절연체 패턴(52)과 상기 기초전극베이스(50)가 제거된 상기 제 1 전주가공물(54)의 하부에 전주가공을 실시하여 보강부(55)를 형성한다. 상기 보강부(55)는 제 1 전주가공물(54)과 동일한 금속으로 전주가공을 하여 적당한 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 여기서, 도면부호 58은 상기 보강부가 형성된 제 1 전주가공물이다.

그 다음, 도 10h에 도시된 바와 같이, 상기 보강부가 형성된 제 1 전주가공물(58)의 상부에 형성된 상기 지지체(56)를 제거한다. 상기 보강부가 형성된 제 1 전주가공물(58)에는 끝이 뾰쪽한 형상의 홈부(58a)가 형성되어 있으며, 상기 홈부(58a)의 폭이 타겟폭(예를 들어, 0㎛)이 된다.

한편, 상기 보강부(55)가 형성된 제 1 전주가공물(58)을 본 발명에서는 ‘성 장형 초정밀금형’이라고도 칭한다.

그 다음, 도 10i에 도시된 바와 같이, 상기 보강부가 형성된 제 1 전주가공물(성장형 초정밀금형)(58) 상부에 성형소재를 주입한 후 경화시켜 성형가공물(60)을 형성한다.

그 다음, 도 10j에 도시된 바와 같이, 상기 경화되어진 성형가공물(60)을 상기 성장형 초정밀금형(58)으로부터 탈형시키면, 끝이 뾰쪽한 형상의 격벽(60a)이 형성된 성형가공물(60)이 제작된다. 이때, 상기 격벽의 폭은 타겟폭(t)이 된다.

이와 같이, 형성된 상기 성형가공물(60)은 챔버로 구성되며, 상기 챔버는 하부의 베이스 면에 격벽들(60a)에 의하여 공간부가 구분되어지는 형태의 구성물이 된다. 물론, 상기 성장형 초정밀금형(58)의 상부에 전주가공을 실시하여 성형가공물을 얻을 수 있음도 물론이다.

제 5 실시 예

도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 바람직한 제 5 실시 예에 의한 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.

앞에서 설명한 성장형 초정밀금형(58)에 의한 성형가공물(60)은 챔버로 구성되며, 상기 챔버는 하부의 베이스 면에 격벽들에 의하여 공간부가 구분되어지는 형태의 구성물이 된다. 이때, 제품에 따라서는 챔버의 하부 베이스 면이 없는 격벽만으로 구성이 되어진 구성물을 얻고자 할 때에는 본 발명에서의 연마형 초정밀금 형(58)이 필요하게 된다. 본 발명에서 연마형 초정밀금형이란 성장형 초정밀금형의 상부를 평면으로 연마를 한 것으로 정의한다.

도 11a는 도 10h에 도시된 성장형 초정밀금형(58)의 상부를 롤러(70)를 사용하여 연마하여 연마평면(58a)을 얻는다. 이에 의해 상기 연마형 초정밀금형(58)은 도 11b에 도시된 바와 같이, 끝이 뾰쪽하게 형성된 복수 개의 홈(58b)을 형성하고 있다.

그 다음, 도 11c에 도시된 바와 같이, 상기 연마형 초정밀금형(58)에 형성된 복수 개의 홈(58b)에 성형소재를 주입하여 경화시킨 후, 상기 경화되어진 성형가공물(72)을 상기 연마형 초정밀금형(58)으로부터 탈형시키게 되면, 일측 끝이 뾰쪽하게 형성된 격벽으로 형성된 성형가공물이 제작된다(도 11d 참조).

제 6 실시 예

도 12a 및 도 12b는 본 발명의 바람직한 제 6 실시 예에 의한 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.

먼저, 도 12a에 도시된 바와 같이, 도 11b와 같은 연마형 초정밀금형(58)의 상부에 성형소재를 주입하되 상기 연마형 초정밀금형(58)의 격벽 홈(58b)뿐만 아니라 금형의 상부의 전면을 성형소재로 도포한 후 경화시킨다.

그 다음, 상기 경화되어진 성형가공물(80)을 상기 연마형 초정밀금형(58)으로부터 탈형시키게 되면 도 13b와 같은 챔버가 구성된다. 상기 챔버는 하부에 베이 스 면이 구성되고 뾰쪽하게 돌출된 복수 개의 돌출 전극부(격벽)(80a)에 의하여 공간부가 구분되어지는 형태의 성형가공물(80)이 얻어진다.

제 7 실시 예

도 13a 내지 도 13g는 본 발명의 바람직한 제 7 실시 예에 의한 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.

(가) 기초마스터 제조 공정

먼저, 도 13a에 도시된 바와 같이, 기초전극베이스(110) 상에 전주 가공물 형상으로 절연체 패턴(112)을 형성한다. 이때, 상기 절연체 패턴(112)은 비전도체로서, 전주가공물의 타겟폭(전극부의 폭)을 감안하여 적정 크기로 설계하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 기초전극베이스(110)는 전도체로서 폴리에스터필름 상에 동박을 형성하여 구성되며, 상기 폴리에스터필름의 두께는 100미크론(㎛), 상기 동박의 두께는 35미크론(㎛)를 갖는 것이 바람직하다.

상기 기초전극베이스(110)에 상기 절연체 패턴(112)을 형성하는 방법은 다음과 같다. 상기 기초전극베이스(110)의 동박 상에 절연체인 드라이필름을 라미네이팅 기계로 합체시킨 다음, 합체된 필름 상에 마스크필름(미도시)을 밀착하여 자외선노광, 현상을 통해 구현하고자 하는 절연체 패턴(112)을 형성한다. 이때, 절연체로 사용된 상기 드라이필름은 감광용 네가형 드라이필름으로서, 예를 들어 19㎛ 두께의 필름과 15㎛ 두께의 감광제층으로 구성된다.

상기 마스크필름은 폴리에스터 필름에 레이저 패턴으로 가동한다. 이때, 필름 사이즈는 750× 1220mm를 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 절연체 패턴(112)의 형태가 4각일 경우 절연체 패턴의 선폭은 70㎛, 피치는 300㎛이고, 상기 절연체 패턴(112)의 형태가 스트레이트선 형태인 경우에는 절연체 패턴의 선폭은 100㎛, 피치는 300㎛인 것이 바람직하다.

한편, 상기 절연체 패턴(112)은 상기 기초전극베이스(110)에 절연층을 형성한 후 상기 절연층을 레이저 또는 기계가공 등에 의하여 절연체 패턴(112)을 구성할 수도 있다.

(나) 1차 전주가공물 형성 공정

그 다음, 도 13b에 도시된 바와 같이, 상기 기초전극베이스(110) 상에 상기 절연체 패턴(112)이 형성되지 않은 노출표면부에 도금 금속층(114a)을 형성시킨다.

상기 도금 금속층(114a)의 형성방법은 니켈(Ni) 전주가공을 통하여 상기 노출표면부에 상기 도금 금속층(114a)을 상기 절연체 패턴(112)의 두께만큼 균일하게 성장시킨다.

상기 니켈(Ni) 전주가공 공정에서 전주가공의 초기시간에는 상기 기초전극베이스(110)의 절연체 패턴(112)이 존재하지 않는 노출된 표면부분에만 전주가공 욕조에 용해되어져 있는 용해금속이 도금하기 시작한다. 이때, 상기 용해금속은 곧 도금 금속층(114a)으로 형성된다. 상기 도금 금속층(114a)이 상기 절연체 패턴(112)의 두께(높이)만큼 성장되면 수직성장과 수평성장이 동시에 진행된다(도 13c 참조). 즉, 상기 도금 금속층(114a)이 상기 절연체 패턴(112)의 두께만큼 성장 되면 상기 절연체 패턴(112)의 상부를 덮어 들어가기 시작한다. 이때 수평성장은 상기 절연체 패턴(112)의 가장자리부터 침투하기 시작하여 상기 절연체 패턴(112)의 중앙을 향하여 점차적으로 침투해 들어가는 형상을 하게 된다.

상기 도금 금속층(114a)의 수평성장에 의해 상기 절연체 패턴(112)의 노출된 표면 폭이 점차적으로 좁혀지다가 도 13c와 같이 타겟폭(b)의 크기까지 줄어들게 되었을 때, 즉 상기 절연체 패턴(112) 상부에서 수평 성장하는 상기 도금 금속층(114a) 사이의 공간 간격폭이 타겟폭(b)이 되었을 때, 즉시 전주가공을 중지하여 제 1 전주가공물(또는 금속도금층)(114)을 완성시킨다(도 13c 참조). 이때의 상기 제 1 전주가공물(114)의 높이를 타겟 높이(c)로 정의한다. 상기 타겟 높이(c)는 상기 금속도금층(114)의 함몰 깊이(d)와 상기 절연체 패턴(112)의 두께를 합한 높이가 된다(도 13e 참조).

여기서, 니켈(Ni) 전주가공에 의한 상기 제 1 전주가공물(114)을 성장시키는 조건과 공정 방법은 다음과 같다.

1) 니켈(Ni) 전주도금액 기본조성: 설파민산 니켈{Ni(SO3 NH2)24H2O} 350 g/ℓ, 염화니켈 NiCl2 35 g/ℓ, 붕산 HBO3 40 g/ℓ

2) Ni 전주도금온도 : 50℃

3) 전주가공 성장시간 : 2시간 50분

4) 타겟폭(b) : 0㎛

5) 1차 성장두께(c) : 63㎛

6) 니켈(Ni) 전주의 전류밀도: 2.0A/d㎡

(다) 2차 전주가공물 형성 공정

그 다음, 도 13d에 도시된 바와 같이, 상기 절연체 패턴(112)에서 상기 제 1 전주가공물(114)을 형성한 다음 전주가공을 일단 중지한 후, 상기 제 1 전주가공물(114)이 형성된 전주가공물을 이형제에 침지하여 상기 제 1 전주가공물(114)의 표면과 상기 절연체 패턴(112)의 표면상에 이형층(미도시)을 형성시킨다. 이때, 사용된 니켈전주용 이형액은 200mℓ/ℓ, 이형액의 농도는 PH 3.0, 이형액의 온도는 25℃, 침지시간은 2분으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 이형층은 상기 제 1 전주가공물(114)과 제 2 전주가공물(116)의 분리를 용이하게 하는 역할을 한다.

그 다음, 상기 이형층을 형성시킨 후, 재차 전주가공을 실시하여 상기 제 1 전주가공물(114)의 표면과 상기 절연체 패턴(112)의 표면상에 제 2 전주가공물(116)을 형성한다. 이때, 상기 제 2 전주가공물(116)의 두께는 상기 제 1 전주가공물(114)의 표면과 상기 절연체 패턴(112)의 표면 상부를 충분히 매립하도록 두껍게 하여 전주 마스터 및 전주 금형물로 사용하도록 한다.

이때, 니켈(Ni) 전주가공에 의해 상기 제 2 전주가공물(116)을 성장시키는 조건은 다음과 같다.

1) 니켈(Ni) 전주도금액 기본조성: 설파민산 니켈{Ni(SO3 NH2)24H2O} 350 g/ℓ, 염화니켈 NiCl2 35 g/ℓ, 붕산 HBO3 40 g/ℓ

2) 니켈(Ni) 전주도금온도 : 50℃

3) 니켈(Ni) 전주가공 성장시간 : 13시간 30분

4) 2차 성장두께 : 250㎛

5) 니켈(Ni) 전주의 전류밀도: 1.52A/d㎡

한편, 상기 공정에서 본 발명에서는 상기 제 1 전주가공물(114)의 표면상에 상기 이형층을 형성하기 전에 얇은 금속층을 증착할 수도 있다. 그리고 상기 제 2 전주가공물(116)을 형성하는 금속은 상기 제 1 전주가공물(114)의 금속과 다르게 형성을 할 수도 있다. 즉 이종의 금속으로 전주가공을 할 수도 있다.

예를 들어, 제 1 전주가공물(114)은 구리로 하고, 제 2 전주가공물(116)는 니켈 또는 니켈합금 등을 사용하여 형성할 수 있다. 상기 전주가공에서 전주욕조에 담긴 용해금속의 종류에 따라 전주 가공되어지는 전주가공물의 금속성분이 결정된다.

만약, 제작목표가 제 2 전주가공물(116)이며, 제작되어진 제 2 전주가공물(116)을 금형으로 사용하고자 하는 경우에는, 상기 제 2 전주가공물(116)의 표면은 강한 금속을 택하는 것이 바람직하다. 이때 상기 제 2 전주가공물(116)은 형성초기에는 경도가 큰 금속으로 하고, 형성후기에는 무른 금속을 택하여 전주가공을 실시하는 것이 바람직하다.

그 이유는 제 2 전주가공물(116)이 금형으로서의 잘 깨어지지 않게 하며 또한 동시에 금형의 표면경도를 강화시킬 수가 있다.

상기 제 1 전주가공물(114)을 타겟폭(b)까지 성장시키고 난 이후에, 다시 전해욕조를 바꾸어서 제 2 전주가공물(116)을 얻는 것은 용이한 일이다.

상기 제 2 전주가공물(116)은 제 1 전주가공물(114)의 모든 노출된 표면과 절연체 패턴의 모든 노출된 표면을 커버할 정도 이상의 두께로 성장을 시키는 것이 바람직하다.

상기 제 2 전주가공물(116)을 형성할 때, 부도체인 상기 절연체 패턴(112)의 표면에까지 밀착하여 상기 제 2 전주가공물(116)이 잘 구성될 수 있도록 하기 위하여서, 비전도체인 상기 절연체 패턴(112)의 상부에 도전성을 부여하는 것이 바람직하다. 즉, 절연체 패턴의 상부 표면도 전주가공이 잘 되도록 하기 위한 목적으로 금속을 얇게 진공증착을 실시할 수도 있다.

상기 제 2 전주가공물(116)이 필요한 두께만큼 성장이 되었을 때, 상기 제 2 전주가공물(116)의 전주가공을 중단한다. 그리고 상기 제 2 전주가공물(116)을 상기 제 1 전주가공물(114) 및 절연체 패턴(112)으로부터 탈형시킨다(도 13e 참조).

이와 같이 상기 제 2 전주가공물(116)이 상기 제 1 전주가공물(114)로부터 탈형된 것을 마스터전극베이스(116)라 정의한다. 이와 같이 탈형되어진 마스터전극베이스(116)에는 복수 개의 함몰부(118)가 형성이 되어 있으며, 상기 함몰부(118)와 함몰부(118) 사이에는 돌출전극부(116a)가 형성되어 있다. 상기 돌출전극부(116a)의 폭은 타겟폭(b)이 된다. 이때, 상기 돌출전극부(116a)의 타겟폭(b)은 10미크론(㎛)의 크기를 가지며, 상기 함몰부(118)의 함몰깊이(d)는 63미크론(㎛)을 갖는 것이 바람직하다. 상기의 함몰깊이(d)와 함몰부의 선폭은 상기 제 1 전주가공물(114)의 형태에 의하여 결정된다.

또한, 본 발명에서는 다른 실시 예로 상기 돌출전극부(116a)의 타겟폭(b)을 1 미크론(㎛) 또는 2 미크론(㎛) 이하의 크기로 형성할 수도 있다.

따라서, 본 발명에서는 타겟폭의 크기를 조절함으로써, 상기 돌출전극 부(16a)의 크기를 원하는 크기로 형성할 수 있다.

(라) 전주마스터 형성 공정

그 다음, 도 13f에 도시된 바와 같이, 상기 마스터전극베이스(116) 상에 제 1 마스킹(Masking) 막(120)을 형성한다. 이때, 상기 제 1 마스킹 층(120)은 프라이머(primer)로서, 니켈, 니켈합금 등과 같은 금속으로 구성된 상기 마스터베이스(116)와의 밀착성을 높이는 역할을 한다.

그 다음, 도 13g에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 마스킹 층(120)이 형성된 상기 마스터전극베이스(116)의 함몰부(118) 상에 절연물을 충진시켜 제 2 마스킹 층(122)을 형성하되 상기 돌출전극부(116a)의 상층부가 노출되도록 형성한다. 이때, 상기 제 2 마스킹 층(122)의 상부표면은 상기 돌출전극부(116a)의 상층부와 동일 평면을 이루도록 한다. 상기 제 2 마스킹 층(122)은 세라믹, 실리콘, 폴리머 등과 같은 탄성체 및 비탄성체의 절연물로 구성할 수 있다.

그 다음, 상기 마스터전극베이스(116)의 함몰부(118)에 상기 절연물을 충진시킨 후 노출된 상기 돌출전극부(116a) 상에 상기 충진제(예를 들어, 실리콘) 성분이 없도록 연마 처리하여 제거한다.

본 발명의 전주마스터는 전극부와 절연부로 구성되는 전주마스터라는 점에서 종래의 일반적인 전주마스터와 유사하다. 그러나 본 발명의 전주마스터를 만드는 제조방법에 의하여 전주마스터를 제작을 하면, 종래의 전주마스터로서는 제작이 불가능하였던 정도의 정밀하고 미세한 전극부를 형성을 할 수가 있는 것이 특징이다.

즉, 본 발명의 전주마스터는 종래의 전주가공용 전주마스터에 비하여 상기 돌출전극부(116a)의 크기를 원하는 만큼 초정밀하게 제어가 가능하다는 특징이 있다. 본 발명은 상기 돌출전극부(116a)의 폭을 1미크론(㎛) 또는 2미크론(㎛) 또는 그 이하의 단위까지도 가공이 가능하다. 이러한 점에서 본 발명은 대단히 획기적인 발명이라 하겠다.

본 발명에서는 상기 마스터전극베이스(116)의 함몰부에 충진되어진 절연물을 세라믹 등과 같은 비탄성체로 구성할 수도 있으나 실리콘 등과 같은 탄성체를 사용하는 것이 바람직하다. 특히 전극베이스의 함몰부(118)에 충진되어진 절연물은 탄성과 이형성이 갖추어진 소재가 바람직하다. 본 발명에서는 이러한 소재의 실시예로서 실리콘을 주성분으로 하는 것으로 구성할 수가 있다.

상기 마스터전극베이스(116)의 함몰부(118)에 절연물을 충진하기 전에 실리콘 절연물과 니켈전극면의 밀착성을 유지시키기 위해 상기 마스터전극베이스(116)의 표면의 청정상태를 확보해야한다. 이를 위해, 상기 마스터전극베이스(116)의 함몰부(118)에 절연물을 충진시키기 전에 상기 마스터전극베이스(116)의 함몰부(118)의 표면에 묻은 이물을 제거한 후 순수세정 공정을 실시한다. 그 다음, 상기 마스터전극베이스(116)의 함몰부(118)에 절연물을 충진시킨다. 이때, 상기 절연물로 사용되는 충진제는 일액형 RTV 실리콘고무를 유기용매에 혼합하여 사용한다.

제 8 실시 예

도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 바람직한 제 8 실시 예에 의해 만들어진 전주마스터를 사용하여 금속 극미세패턴을 형성하는 방법을 나타낸 공정 단면도이다.

먼저, 도 14a를 참조하여 설명하면, 도 13g에 도시된 본 발명의 전주마스터를 전주욕조에 넣은 후 전류를 가하여 전주가공을 실시하게 되면, 상기 전주마스터의 돌출전극부(116a)에 극미세패턴(124)이 형성된다. 이렇게 하여 형성되어진 극미세패턴(124)은 매우 얇고 매우 가늘기 때문에 그 자체로서는 전주마스터로부터 분리하여 내기가 용이한 일이 아니다. 따라서 본 발명에서는 다음과 같은 방법을 사용하여 전주마스터를 분리하였다.

도 14b에 도시된 바와 같이, 상기 극미세패턴(124)이 형성되어진 전주마스터의 상부에 상기 극미세패턴(124)이 충분히 덮히도록 자외선 접착재(126)를 도포한다. 그리고 상기 자외선 접착재(126) 상부에 얇은 투명필름(128)을 코팅시키고 자외선을 조사하여 상기 자외선 접착재(126)와 상기 얇은 투명필름(128)을 접착시킨다. 이에 의해, 상기 투명필름(128)과 자외선 접착재(126) 및 극미세패턴(124)은 접착에 의해 하나로 구성된다.

그 다음, 도 14c에 도시된 바와 같이, 상기 투명필름(128)을 상기 전주마스터로부터 탈형시키면, 상기 투명필름(128)과 함께 상기 자외선 접착재(126) 및 극미세패턴(124)이 상기 전주마스터로부터 분리된다.

이 경우, 상기 전주마스터의 제 1 마스킹 층(120)은 상기 자외선 접착재(126)와 접착이 되지 않는 것이 바람직하다. 이와 같은 이형성을 갖는 절연부 소재의 실시예로서 실리콘(Si)을 주성분으로 하는 절연재를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 극미세패턴(124)을 상기 전주마스터로부터 분리하기 위하여서는 또 다 른 형태의 다양한 방법이 있을 수가 있다.

즉, 상기 극미세패턴(124)이 형성된 상기 전주마스터 상에 유동성 충진물을 도포하고, 상기 유동성 충진물을 경화시킨 후 분리하여 내게 되면 상기 극미세패턴(124)이 경화되어진 상기 유동성 충진물과 더불어 상기 전주마스터로부터 분리되어질 수가 있다. 이때 경화되어진 유동성 충진물의 표면에 얇은 코팅제를 코팅할 수가 있다.

또한, 상기 극미세패턴(124)을 상기 전주마스터로부터 분리하기 위해서는 액상의 수지성분의 물질을 도포한 후, 이를 굳혀서 극미세패턴(124)과 함께 전주마스터로부터 분리하는 방법을 사용할 수도 있다.

제 9 실시 예

도 15는 본 발명의 바람직한 제 9 실시 예에 의한 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.

본 발명의 바람직한 제 9 실시 예에 의한 전주마스터는 전도체인 상기 기초전극베이스(110)에 함몰형 절연체 패턴(112)을 형성시킨 예를 나타낸 것이다.

상기 기초전극베이스(110)에 형성이 되는 상기 절연체 패턴(112)은 도 13c와 같이 상기 기초전극베이스(110)의 표면상에 돌출되게 구성이 될 수도 있지만, 상기 절연체 패턴(112)의 표면과 상기 기초전극베이스(110)의 표면이 동일 평면상에 존재하게 구성을 할 수도 있다. 즉 상기 기초전극베이스(110)의 절연체 패턴(112)이 형성되어지게 될 위치에, 에칭 또는 레이저 가공을 통하여 홈을 형성한 후, 상기 홈에 절연제를 충진시켜 상기 절연체 패턴(112)을 형성할 수도 있다.

이 경우에는 상기 절연체 패턴(112)의 초기 전주가공 때부터 도금 금속층(114a)은 수직성장과 동시에 수평성장을 시작하게 된다. 그 결과 제 1 전주가공물의 하부표면은 평평한 평면으로 얻을 수가 있게 되는 특징이 있다.

제 10 실시 예

도 16a 내지 도 16d는 본 발명의 바람직한 제 10 실시 예에 의한 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.

먼저, 본 발명의 바람직한 제 10 실시 예에서는 도 16c에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 마스킹 층(120)이 형성된 상기 마스터전극베이스(116)의 함몰부에 충진되어진 제 2 마스킹 층(122)의 높이가 상기 마스터전극베이스(116)의 돌출전극부(116a)의 높이보다 높게 형성이 된 전주마스터의 제작방법을 설명하는 설명도이다.

상기 제 2 마스킹 층(122)의 높이가 상기 마스터전극베이스(116)의 돌출전극부(116a)보다 높게 형성되면, 금속미세패턴은 상기 제 2 마스킹 층(122)에 의하여 수평성장이 제한을 받게 되는 장점이 있게 된다. 즉, 금속미세패턴의 두께는 증가시키되 폭은 일정크기로 제한할 수 있는 금속 극미세패턴을 얻을 수가 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 제 10 실시 예에 의한 전주마스터의 제조 방법에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 도 16a에 도시된 바와 같이, 상기 마스터전극베이스(116)의 상부에 제 1 마스킹 층(120)을 형성한 후, 상기 제 1 마스킹 층(120) 상부에 제 2 마스킹 층(122)을 형성한다. 이때, 상기 마스터전극베이스(116)는 타겟폭(b) 만큼 이격되어 형성된 돌출전극부(116a)를 구비하고 있으며, 상기 제 2 마스킹 층(122)을 형성할 때 상기 돌출전극부(116a) 상부에 형성된 상기 제 1 마스킹 층(120)이 노출되도록 형성하는 것이 바람직하다.

상기 제 1 마스킹 층(120)은 프라이머(primer)로서, 니켈, 니켈합금 등과 같은 금속으로 구성되며, 상기 마스터베이스(116)와 밀착성을 높이는 역할을 한다. 그리고, 상기 제 2 마스킹 층(122)은 세라믹, 실리콘, 폴리머 등과 같은 절연물로 구성한다.

그 후, 상기 마스터전극베이스(116)의 돌출전극부(116a) 상에 상기 제 2 마스킹 층(122)의 충진제 성분이 없도록 연마 처리하여 제거한다.

그 다음, 도 16b에 도시된 바와 같이, 상기 마스터전극베이스(116)에 전주가공을 실시하여 상기 돌출전극부(116a) 상에 예비금속패턴(130)을 형성한다.

그 다음, 도 16c에 도시된 바와 같이, 상기 예비금속패턴(130)이 형성된 구조물 상에 상기 제 2 마스킹 층(122)과 동일한 재질의 절연물질을 충진한 후 상기 예비금속패턴(130)의 높이만큼 평탄화시켜 부가 절연부(132)를 형성한다.

그 다음, 도 16d에 도시된 바와 같이, 상기 예비금속패턴(130)을 제거하면, 상기 돌출전극부(116a)의 높이보다 높게 형성된 제 3 마스킹 층(134)을 얻을 수가 있다.

도 17은 16d의 부분 확대 단면도이다.

도 17의 도면은 상기 마스터전극베이스(116)의 돌출전극부(116a)의 높이보다 일정높이(h)가 높은 상기 제 3 마스킹 층(134)이 형성된 전극부를 나타내고 있다.

제 11 실시 예

도 18a 내지 도 18m은 본 발명의 바람직한 제 11 실시 예에 의한 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.

먼저, 도 18a에 도시된 바와 같이, 기초전극베이스(150) 상에 전주 가공물 형상으로 절연체 패턴(152)을 형성한다. 이때, 상기 절연체 패턴(152)은 비전도체로서, 전주가공물의 타겟폭(전극부의 폭)을 감안하여 적정 크기로 설계하는 것이 바람직하다.

그 다음, 도 18b에 도시된 바와 같이, 상기 기초전극베이스(150) 상에 상기 절연체 패턴(152)이 형성되지 않은 노출표면부에 전주가공을 통하여 도금 금속층(154a)을 형성시킨다.

이때, 상기 도금 금속층(154a)의 형성방법은 니켈(Ni) 전주가공을 통하여 상기 노출표면부에 상기 도금 금속층(154a)을 상기 절연체 패턴(152)의 두께만큼 균일하게 성장시킨다.

상기 니켈(Ni) 전주가공 공정에서 전주가공의 초기시간에는 상기 기초전극베 이스(150)의 절연체 패턴(152)이 존재하지 않는 노출된 표면부분에만 전주가공 욕조에 용해되어져 있는 용해금속이 도금하기 시작한다. 이때, 상기 용해금속은 곧 도금 금속층(154a)으로 형성된다. 상기 도금 금속층(154a)이 상기 절연체 패턴(152)의 두께만큼 성장되면 수직성장과 수평성장이 동시에 진행된다(도 20c 참조). 상기 도금 금속층(154a)의 수평성장에 의해 상기 절연체 패턴(152)의 노출된 표면 폭이 점차적으로 좁혀지게 되며, 상기 절연체 패턴(152) 상에서의 상기 도금 금속층(154a)이 도 20d와 같이 타겟폭(t) 만큼의 거리만큼 형성되면, 전주가공을 중지하여 제 1 전주가공물(또는 금속도금층)(154)을 완성시킨다(도 20d 참조). 이때의 상기 제 1 전주가공물(154)의 높이를 타겟 높이(h)로 정의한다. 상기 타겟 높이(h)는 상기 제 1 전주가공물(154)의 함몰 깊이와 상기 절연체 패턴(152)의 두께를 합한 높이가 된다.

여기서, 니켈(Ni) 전주가공에 의한 상기 제 1 전주가공물(154)을 성장시키는 조건과 공정 방법은 다음과 같다.

1) 니켈(Ni) 전주도금액 기본조성: 설파민산 니켈{Ni(SO3 NH2)24H2O} 350 g/ℓ, 염화니켈 NiCl2 35 g/ℓ, 붕산 HBO3 40 g/ℓ

2) Ni 전주도금온도 : 50℃

3) 전주가공 성장시간 : 2시간 50분

4) 타겟폭(b) : 0㎛

5) 1차 성장두께(c) : 63㎛

6) 니켈(Ni) 전주의 전류밀도: 2.0A/d㎡

그 다음, 상기 절연체 패턴(152)이 형성된 상기 기초전극베이스(150) 상에 도 18d와 같이 원하는 타겟폭(t)이 되도록 상기 제 1 전주가공물(154)을 형성한 다음, 상기 제 1 전주가공물(154) 상에 지지체(156)를 형성하여 상기 제 1 전주가공물(154)을 견고하게 지지해주도록 한다(도 18e 참조).

이때, 상기 지지체(156)는 액상의 수지를 상기 제 1 전주가공물(154)의 상부에 주입하고, 주입된 수지를 경화시켜서 만들 수도 있다. 또는 상기 제 1 전주가공물(154)에 재차 전주가공을 실시하여 지지체를 만들 수도 있다.

상기 제1 전주가공물(154)은 하부에 넓은 면적의 상기 절연체 패턴(152)이 형성되어 있어서 상기 기초전극베이스(150)에 강하게 결합되지 못한 상태이다. 따라서 상기 제 1 전주가공물(154)에 힘을 가하더라도 견딜 수 있는 구조를 만들기 위하여 보강부를 구성하여야 한다. 상기 지지체(156)는 상기 보강부의 하나의 실시 예를 나타낸 것이다.

그 다음, 도 18f에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 전주가공물(154) 상에 상기 지지체(156)를 형성한 후에, 상기 제 1 전주가공물(154)의 하부에 있는 상기 절연체 패턴(152)과 상기 기초전극베이스(150)를 제거한다.

그 다음, 도 18g에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 전주가공물(154)의 하부에 전주가공을 실시하여 보강부(155)를 형성한다. 상기 보강부(155)는 제 1 전주가공물(154)과 동일한 금속으로 전주가공을 하여 적당한 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 여기서, 도면부호 158은 상기 보강부가 형성된 제 1 전주가공물이다.

그 다음, 도 18h에 도시된 바와 같이, 상기 보강부가 형성된 제 1 전주가공 물(158)의 상부에 형성된 상기 지지체(156)를 제거한다. 상기 보강부가 형성된 제 1 전주가공물(158)에는 홈부(159)가 형성되어 있으며, 상기 홈부(159)의 폭이 타겟폭(t)이 된다.

한편, 상기 보강부가 형성된 제 1 전주가공물(158)을 본 발명에서는 ‘성장형 초정밀금형’이라고도 칭한다.

그 다음, 도 18i에 도시된 바와 같이, 상기 보강부가 형성된 제 1 전주가공물(성장형 초정밀금형)(158) 상부에 성형소재를 주입한 후 경화시켜 성형가공물(160)을 형성한다.

그 다음, 도 18j에 도시된 바와 같이, 상기 경화되어진 성형가공물(160)을 상기 성장형 초정밀금형(158)으로부터 탈형시키면, 격벽(160a)이 형성된 성형가공물(160)이 제작된다. 이때, 상기 격벽의 폭은 타겟폭(t)이 된다.

이와 같이, 형성된 상기 성형가공물(160)은 챔버로 구성되며, 상기 챔버는 하부의 베이스 면에 격벽들(160a)에 의하여 공간부가 구분되어지는 형태의 구성물이 된다. 물론, 상기 성장형 초정밀금형(158)의 상부에 전주가공을 실시하여 성형가공물을 얻을 수 있음도 물론이다.

그 다음, 도 18l에 도시된 바와 같이, 상기 격벽(160a)이 형성된 성형가공물(160) 상부에 제 1 마스킹 층(162)을 형성한다.

그 다음, 도 18m에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 마스킹 층(162) 상에 상기 돌출전극부(160a)의 상층부가 노출되도록 제 2 마스킹 층(164)을 형성한다. 이때, 상기 성형가공물(160)의 함몰부와 함몰부 사이에 형성된 상기 돌출전극부(160a)는 원하는 타겟폭(예를 들어, 10㎛)을 갖는다.

상기 제 1 마스킹 층(162)은 프라이머(primer)로서, 니켈, 니켈합금 등과 같은 금속으로 구성되며, 도전성 금속으로 형성된 상기 성형가공물(160)과 밀착성을 높이는 역할을 한다. 그리고 상기 제 2 마스킹 층(164)은 세라믹, 실리콘, 폴리머 등과 같은 절연물로 구성된다.

그 다음, 상기 성형가공물(160)의 돌출전극부(160a) 상에 상기 제 2 마스킹 층(164)의 충진제 성분이 없도록 연마 처리하여 제거한다.

제 12 실시 예

도 19a 내지 도 19d는 본 발명의 바람직한 제 12 실시 예에 의한 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.

앞에서 설명한 성장형 초정밀금형(158)에 의한 성형가공물(160)은 챔버로 구성되며, 상기 챔버는 하부의 베이스 면에 격벽들에 의하여 공간부가 구분되어지는 형태의 구성물이 된다. 이때, 제품에 따라서는 챔버의 하부 베이스 면이 없는 격벽만으로 구성이 되어진 구성물을 얻고자 할 때에는 본 발명에서의 연마형 초정밀금형(158)이 필요하게 된다. 본 발명에서 연마형 초정밀금형이란 성장형 초정밀금형의 상부를 평면으로 연마를 한 것으로 정의한다.

도 19a는 도 18h에 도시된 성장형 초정밀금형(158)의 상부를 롤러(170)를 사용하여 연마하여 연마평면(158a)을 얻는다. 이에 의해 상기 연마형 초정밀금 형(158)은 도 19b에 도시된 바와 같이, 일정 크기의 타겟폭을 갖는 복수 개의 홈(158b)을 형성하고 있다.

그 다음, 도 19c에 도시된 바와 같이, 상기 연마형 초정밀금형(158)에 형성된 복수 개의 홈(158b)에 성형소재를 주입하여 경화시킨 후, 상기 경화되어진 성형가공물(172)을 상기 연마형 초정밀금형(158)으로부터 탈형시키게 되면, 도 19d와 같은 격벽(64)으로 형성된 성형가공물이 제작된다.

제 13 실시 예

도 20a 및 도 20b는 본 발명의 바람직한 제 13 실시 예에 의한 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.

먼저, 도 20a에 도시된 바와 같이, 도 19b와 같은 연마형 초정밀금형(158)의 상부에 성형소재를 주입하되 상기 연마형 초정밀금형(158)의 격벽 홈(158b)뿐만 아니라 금형의 상부의 전면을 성형소재로 도포한 후 경화시킨다.

그 다음, 상기 경화되어진 성형가공물(180)을 상기 연마형 초정밀금형(158)으로부터 탈형시키게 되면 도 20b와 같은 챔버가 구성된다. 상기 챔버는 하부에 베이스 면이 구성되고 뾰쪽하게 돌출된 복수 개의 돌출 전극부(격벽)(180a)에 의하여 공간부가 구분되어지는 형태의 성형가공물(180)이 얻어진다.

본 발명의 전주마스터는 종래의 전주마스터에 비하여 전주마스터의 타겟폭을 초 정밀한 크기로 구성할 수 있다. 그 이유는 다음과 같은 제조 공정상의 특징에 기인한다.

즉, 크기가 수 미크론(㎛)에 불과한 전주가공물을 얻고자 할 경우에는 수 미크론(㎛)의 타겟폭의 전극부를 가지는 전주마스터의 제작이 관건인데 본 발명은 이를 용이하게 해결할 수가 있게 구현하였다.

종래에는 수 미크론(㎛)의 크기일지라도 전극부가 극히 제한된 면적을 갖는 경우에는 제조가 가능하였으나, 넓은 면적을 갖는 전극부를 정밀하게 제조해야 할 경우에는 비용과 효율 면에서뿐만 아니라 제작 기술에서 해결하기가 어려운 문제였다.

본 발명에서는 절연체 패턴을 타겟폭 보다 크게 설정을 한 후, 전주가공물의 수평성장현상을 이용하여 타겟폭 절연체 패턴의 크기를 줄여가면서 궁극적으로 절연체 패턴의 폭을 타겟폭으로 만드는 기술이다. 즉, 본 발명에서는 절연체 패턴을 타겟폭보다 크게 제작을 하되, 전주가공에 필요한 모든 요소들을 정밀하게 분석하고 계산하여 절연체 패턴의 폭을 설계한다.

본 발명과 같이, 타겟폭을 얻기 위하여 도금 금속층의 수평성장을 제어하는 방법을 통하여 전주마스터를 만들게 되면, 타겟폭이 아무리 미세하며 작다고 할지라도 제작이 가능하다.

본 발명은 이들을 실험을 통하여 정립한 것이다. 그 결과 제 2 전주가공물 또는 마스터전극베이스의 돌출부의 폭을 1미크론(㎛) 또는 2미크론(㎛) 단위까지도 가공이 가능하고, 그 이하의 크기도 구현이 가능하다.

실제적인 본 발명의 실험치는 대략 다음과 같다. 기초전주베이스를 동판으로 제각하였으며, 상기 동판에 감광제를 도포한 후, 상기 감광제에 그래픽을 한 필름을 통하여 노광시켜서 절연체 패턴의 폭이 50미크론(㎛)의 크기가 되도록 작업을 하였다. 이때, 타겟폭은 2미크론(㎛)으로 설정하였다. 절연체 패턴의 피치는 300미크론(㎛)의 크기로 제작을 하였다.

그 후, 구리(Cu) 전주 욕조에서 3 볼트(V)의 전압을 가하였고, 전주가공 시간은 95분, 96분, 97분, 98분, 99분, 100분, 101분, 102분, 103분, 104분, 105분 동안 각각의 전주가공을 통하여 전주 가공을 실시하였다.

구리(Cu)로 형성되는 제 1 전주가공물은 시간이 105분이 경과하였을 때, 전주가공물의 금속 폭은 288미크론(㎛)으로 성장을 하였다. 이 경우 타겟폭인 2미크론(㎛)의 제 1 전주가공물을 얻을 수가 있었다.

그 후, 타겟폭이 2미크론(㎛)이 된 구리로 형성된 제 1 전주가공물에 이형제를 도포한 후, 니켈 전주욕조에서 15시간 동안 다시 전주가공을 실시하여 니켈 소재의 제2 전주가공물을 구성하였다.

이 과정을 통하여 돌출부의 폭이 2미크론(㎛)이고 함몰부의 폭이 288미크론(㎛)의 마스터전극베이스를 가지는 전주마스터를 제작하였다.

본 발명은 이러한 정교한 크기의 전주마스터를 대 면적에 걸쳐서 큰 사이즈로 제작을 할 수가 있다는 큰 장점이 있다.

일반적인 초정밀 가공은 나노사이즈까지 가공 자체는 가능하다. 그러나 효율적이며 경제적으로 대면적의 제품을 가공한다는 것을 불가능한 일이다. 이러한 점에서 본 발명은 대단히 획기적인 발명이라 하겠다.

본 발명을 통하여 제작된 제 1 전주가공물 또는 제 2 전주가공물 또는 마스터전극베이스는 그 정밀도와 수치에 있어서 극도로 미세화 시킬 수가 있는 점에 큰 특징이 있다. 또한 본 발명은 종래에 에칭법이나 종래의 전주가공에서 얻을 수가 없었던 대면적의 극미세패턴을 경제적으로 가공을 할 수가 있는 큰 특징이 있다.

본 발명의 전주마스터를 사용하여 금속미세패턴을 양산할 수가 있다. 금속미세패턴이란 금속으로 이루어지는 것으로서, 다양한 형태의 모양을 가지는 것으로 정의한다. 상기 금속 극미세패턴은 가로줄 또는 세로줄의 패턴으로 구성이 될 수가 있으며, 또한 가로줄 및 세로줄로 구성되는 격자형 패턴으로 구성이 될 수가 있다. 또한 금속미세패턴은 다양한 형태의 곡선에 의하여 특정한 형상으로 구성이 될 수가 있다.

또한, 본 발명에서 제 1 전주가공물은 금형으로서 표면은 강하며 내부는 질긴 성질이 요구될 때가 있다. 이때에는 제 1 전주가공물은 형성초기에는 경도가 약하게 전주가공하며 형성후기에는 경도가 강하게 전주가공을 실시하면 된다. 이러한 방법으로 제작된 제 1 전주가공물은 금형으로서의 잘 깨어지지 않게 하며 또한 동시에 금형의 표면경도를 강화시킬 수가 있다.

본 발명의 초정밀 금형을 만드는 제조방법에 의하여 초정밀 금형을 제작을 하면, 종래의 초정밀 금형으로서는 제작이 불가능하였던 정도의 정밀하고 미세한 격벽홈부를 형성할 수가 있다. 즉, 격벽홈부의 크기가 수 미크론 정도로 극히 미세한 초정밀 금형을 용이하게 제작할 수 있다.

또한, 본 발명의 초정밀 금형은 종래의 전주가공을 이용한 초정밀금형에 비 하여 격벽홈부의 크기를 원하는 만큼 초정밀하게 제어가 가능하다는 특징이 있다. 따라서 본 발명은 격벽홈부의 폭을 1미크론 또는 2미크론 단위까지도 가공이 가능하다. 이러한 점에서 본 발명은 대단히 획기적인 발명이다.

또한, 본 발명의 초정밀금형를 사용하여 격벽을 양산할 수가 있다. 격벽이란 금속으로 이루어 격벽으로서 그 형태는 다양하게 구성이 된다. 격벽은 가로줄 또는 세로줄로 구성이 될 수가 있으며, 또한 가로줄 및 세로줄로 구성되는 격자형으로 구성이 될 수가 있다. 또한 격벽은 다양한 형태의 곡선에 의하여 특정한 형상으로 구성이 될 수가 있다.

또한, 본 발명에서 미세패턴이 투명성을 요구할 경우에는 본 발명의 전주마스터에 EPD(Electrophoretic Deposition)의 방법을 사용을 할 수가 있다. 즉 미세패턴을 광전기화학 및 표면화학을 이용하여 충분한 투명도를 가지는 미세패턴을 형성을 할 수가 있는데 그 대표적인 방법으로 EPD를 들 수가 있다. 상기 EPD는 본 발명의 전주마스터에 무기재료를 미세패턴으로 제작하는 것으로서 전압을 걸어 용액 내에서의 무기물 파우더(powder)의 표면에 전극(charge)을 띄게 해 반대극의 전극에 미세패턴을 형성시키는 방법이다. 상기 EPD로 코팅된 미세패턴은 패킹 밀도(packing density)가 70% 이상을 갖는다.

제 14 실시 예

본 발명의 바람직한 제 14 실시 예에 의한 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터의 제조 방법을 이용한 전자파차폐 메쉬 및 스트라이 프 전극이 부가된 필름의 제조 방법은 다음과 같다.

본 발명의 실시 예에 의한 전주마스터의 제조 방법에서(청구범위 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서)의 전주마스터 상부에 전주 가공을 실시하여 상기 돌출전극부 상에 금속 극미세패턴을 도금으로 형성한다.

그 다음, 상기 전주마스터 상에 형성된 금속 극미세 패턴을 접착제 또는 점착제가 도포된 필름에 부착시킨다.

그 다음, 상기 접착제 또는 점착제가 도포된 필름에 부착된 금속 극미세패턴을 상기 전주마스터로부터 분리한다.

여기서, 상기 (a)단계에서 상기 금속 극미세패턴을 도금으로 형성하는 방법은 상기 전주마스터를 평판으로 한 배치 생산방식 또는 상기 전주마스터를 롤러형으로 제공한 연속생산방식으로 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 (b) 및 (c)단계에서, 상기 금속 극미세패턴을 접착제 또는 점착제가 도포된 광학용 투명필름에 부착시킨 후 전주마스터로부터 분리하는 것이 바람직하다.

상기 (b) 및 (c)단계에서, 상기 금속 극미세패턴을 접착제 또는 점착제가 도포된 캐리어필름에 부착시킨 후 전주마스터로부터 분리하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 전자파차폐 메쉬 및 스트라이프 전극이 부가된 필름은, 특허청구범위 제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 기재된 전주마스터의 제조 방법을 이용한 전자파차폐 메쉬 및 스트라이프 전극이 부가된 필름의 제조 방법에 의하여 제조할 수 있다.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시 예에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 특허청구범위에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함되는 것으로 보아야 할 것이다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 의한 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는 전주마스터 및 그의 제조 방법과 이를 이용한 전자파차폐 메쉬 및 스트라이프 전극이 부가된 필름 및 그의 제조 방법에 의하면, 수 미크론(㎛) 또는 그 이하의 폭을 갖는 전극부의 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 용이하게 형성할 수 있는 효과가 있다.

또한, 낮은 제작비용으로 수 미크론(㎛) 또는 그 이하의 폭을 갖는 전극부의 극미세패턴을 형성할 수 있으며, 수 미크론(㎛) 이하의 폭을 갖는 극미세패턴이 형성된 전주마스터의 크기를 대형화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 전주가공법에 의한 전주가공물의 수직 및 수평성장을 이용하여 전주가공 시간만을 제어함으로써, 수 미크론(㎛) 이하의 폭을 갖는 전극부의 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 용이하게 형성할 수 있다.

또한, 전주마스터를 한번만 사용하는 것이 아니라 계속 반복적으로 사용을 할 수 있도록 함으로써, 저렴한 가격으로 금속 극미세패턴을 대량 생산할 수 있으며, 제품의 불량률을 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 전주마스터에 의하여 제작되어지는 극미세패턴은 크기와 형상에 있어서 종래의 에칭법에서 불가능한 것을 가능하게 할 뿐만 아니라, 에칭법에 비하여 현격히 제조원가를 절약할 수가 있는 장점이 있다. 또한 불량률을 에칭법에 비하여 대폭 줄일 수가 있는 큰 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의해 제작되어지는 금속 극미세패턴은 그 크기를 극도로 정밀하게 줄이는 것이 가능한 점에서 종래에 에칭법이나 전주가공에서 얻을 수 없는 극미세패턴을 가공을 할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 전주마스터는 반복적으로 사용을 할 수가 있는 특징을 가진다. 이로 인하여 본 발명의 전주마스터를 이용한 전주가공은 금속 극미세패턴의 재료비만 부가적으로 들어가게 형식이 된다. 따라서 기존의 에칭법에 의한 원가와는 경쟁이 되지 않을 정도로 저렴한 가격으로 미세패턴을 생산할 수가 있다.

또한, 본 발명에 의한 전주마스터에 의해 제작이 되어지는 극미세패턴에서 실제적으로 사용되어지는 소재의 량은 극히 미세하다. 따라서 아무리 고가의 귀금속으로 극미세패턴을 제작한다고 하더라도 경제적인 제작이 가능하다.

예를 들어, 금, 은, 백금 등의 고가의 귀금속은 그 고유의 독특한 특성을 가지고 있어서 귀금속의 극미세패턴이 더욱 효율적으로 사용되어 질 경우가 많다. 즉 전기전도도에 있어서는 구리보다는 금과 은 또는 백금을 사용하는 것이 우수한 기능을 발휘하게 할 경우가 많다. 그러나 이러한 귀금속의 경우, 종래의 에칭법에서는 박막을 귀금속으로 제작을 하여야만 하므로 그 원가가 본 발명의 전주마스터를 사용하는 경우에 비하여 현격히 증가되므로 종래에는 고가의 귀금속 극미세패턴을 만들 수가 없었다. 그러나 본 발명의 전주마스터를 사용하여 극미세패턴을 생산할 경우에는 실질적으로 사용이 되는 귀금속의 양이 극히 미량에 불과하므로 경제적인 측면에서도 실제 사용이 가능한 큰 효과가 있다.

또한, 본 발명의 전주마스터의 제조방법을 이용하면 사이즈가 대형이며, 타겟폭이 수 미크론(㎛) 또는 그 이하의 폭을 갖는 전극부의 극미세패턴을 갖는 피디피티비(PDP TV)의 이엠아이(EMI) 메쉬를 용이하게 제작할 수 있으며, 대형의 금속 극미세패턴을 용이하게 생산할 수 있다.

또한, 본 발명은 전주가공에 의하여 금속이 성장이 되어질 때, 균일한 전주가공의 환경 하에서는 도금 금속은 균일한 속도 및 균일한 상태로 성장한다는 성질을 이용한 것이다. 이러한 균일한 속도 및 균일한 상태의 전주금속을 얻기 위하여서는 균일한 용해금속 상태, 균일한 정류기 상태, 균일 교반의 균일성 등의 다양한 조건을 맞추어야만 한다. 이와 같은 균일조건에서는 전주가공의 가공시간을 제어함에 의하여 타겟폭을 용이하게 조절하여 얻을 수가 있다.

이와 같이 본 발명은 전주가공의 시간만 제어하더라도 극히 효율적으로 수 미크론(㎛) 또는 그 이하의 폭을 갖는 격벽홈부를 가지는 초정밀금형을 제작할 수가 있다.

Claims (21)

1. 금속 극미세패턴이 형성된 전주마스터의 제조방법에 있어서,

   (a) 기초전극베이스의 상부 또는 내부에 전주 가공물 형상으로 절연체 패턴을 형성하는 단계와;

   (b) 상기 절연체 패턴이 형성되지 않은 상기 기초전극베이스 상에 전주가공을 통하여 도금 금속층을 성장시키는 단계와;

   (c) 상기 도금 금속층이 수직 및 수평 성장하여 상기 절연체 패턴의 중앙을 향하여 점차로 좁혀지다가 상기 도금 금속층 사이의 간격이 원하는 타겟폭이 되었을 때 전주가공을 중지하고 제 1 전주가공물을 완성시키는 단계와;

   (d) 상기 제 1 전주가공물이 형성된 구조물 상에 추가 전주가공을 실시하여 제 2 전주가공물을 형성하는 단계와;

   (e) 상기 제 2 전주가공물을 상기 제 1 전주가공물로부터 분리하는 단계와;

   (f) 상기 제 2 전주가공물의 표면에 도금 이형성과 생산성 향상을 위한 크롬도금을 실시하는 단계와;

   (g) 상기 분리된 상기 제 2 전주가공물의 함몰부 및 돌출전극부 상에 제 1 마스킹 층을 형성하는 단계; 및

   (h) 상기 제 1 마스킹 층이 형성된 상기 제 2 전주가공물의 함몰부 상에 절연물을 충진하여 제 2 마스킹 층을 형성하되 상기 돌출전극부가 노출되도록 하고 상부표면이 상기 돌출전극부와 동일 평면을 이루도록 하는 단계;를 포함하여 이루 어진 것을 특징으로 하는 전주마스터의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 (a)단계에서 상기 절연체 패턴을 형성하는 방법은:

   상기 기초전극베이스의 동박 상에 절연체인 드라이 필름을 라미네이팅 기계로 합체하는 단계; 및

   상기 합체된 필름상에 마스크필름을 밀착하여 자외선 노광 및 현상을 통해 구현하고자 하는 절연체 패턴을 형성하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전주마스터의 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 (c)단계에서 타겟폭은 0 초과 100 미크론(㎛) 미만인 것을 특징으로 하는 전주마스터의 제조 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 (c)단계의 제 1 전주가공물의 성장두께는 50미크론(㎛) 이상인 것을 특징으로 하는 전주마스터의 제조 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 (c)단계에서의 상기 제 1 전주가공물의 공정 조건과 상기 (d)단계에서 의 상기 제 2 전주가공물의 공정조건은:

   니켈(Ni) 전주도금을 사용하고, 니켈(Ni) 전주도금액은 설파민산 니켈{Ni(SO3 NH2)24H2O} 350 g/ℓ, 염화니켈 NiCl2 35 g/ℓ, 붕산 HBO3 40 g/ℓ을 포함하고, 니켈(Ni) 전주도금의 온도는 50℃를 특징으로 하거나 또는 철-니켈합금 도금으로 전주 가공하는 것을 특징으로 하는 전주마스터의 제조 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 전주마스터의 제조 방법은:

   상기 제 1 전주가공물과 제 2 전주가공물의 분리를 용이하게 하기 위하여 상기 (c)단계와 상기 (d)단계 사이에, 상기 제 1 전주가공물 상에 이형층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전주마스터의 제조 방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 (d)단계에서 상기 제 2 전주가공물의 성장두께는 250미크론(㎛) 이상인 것을 특징으로 하는 전주마스터의 제조 방법.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 전주가공물 또는 상기 제 2 전주가공물은:

   타겟 폭과 목표 두께의 전주성형을 위하여, 전류밀도를 1 내지 10A/d㎡ 범위내에서 변화시키고, 전류 듀티싸이클 및 극성의 전환 등 전류 파형의 변화기법을 사용하여 전주가공물의 수평 및 수직 성장속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 전주마스터의 제조 방법.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 (c) 및 (d)단계에서 상기 제 1 전주가공물은 니켈 또는 동을 사용하고,

   상기 제 2 전주가공물은 상기 제 1 전주가공물보다 경도가 큰 니켈 또는 니켈합금 금속을 사용하여 형성한 것을 특징으로 하는 전주마스터의 제조 방법.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 (f)단계에서의 제 2 전주가공물의 마스킹할 표면은 크롬 또는 경질크롬 도금층을 10 미크론(㎛) 미만의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 전주마스터의 제조방법.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 전주마스터의 제조 방법은:

    상기 (h)단계에서의 상기 제 2 마스킹 층이 형성된 전주마스터를 전주가공을 실시하여 상기 돌출전극부 상에 예비금속패턴을 형성하는 단계와;

    상기 예비금속패턴이 형성된 전주마스터의 상에 상기 제 2 마스킹 층과 동일한 재질의 절연물질을 충진한 후 상기 예비금속패턴의 높이만큼 형성시켜 부가 절연부를 형성하는 단계; 및

    상기 예비금속패턴을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전주마스터의 제조 방법.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 전주마스터의 제조 방법은:

    상기 (h)단계 후, 상기 제 2 마스킹 층을 형성한 다음 상기 돌출전극부 상에 충진재 성분이 없도록 미세한 사포 또는 물사포 등으로 표면연마 처리하여 제거하는 단계;를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전주마스터의 제조 방법.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 (g)단계에서 제 1 마스킹 층은 상기 마스터베이스와의 밀착성을 높이기 위해 페인트 도장 프라이머(primer)를 포함한 폴리머로 수 미크론(㎛) 두께로 균일 도포한 것을 특징으로 하는 전주마스터의 제조 방법.
14. 제 1 항에 있어서,

    상기 (h)단계에서 제 2 마스킹 층은 세라믹, 실리콘, 폴리머 등을 포함한 탄성 또는 비탄성체로 형성된 것을 특징으로 하는 전주마스터의 제조 방법.
15. 제 1 항에 있어서,

    상기 (h)단계에서 제 2 전주가공물의 돌출전극부는 1㎛ 또는 100㎛ 미만의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 전주마스터의 제조 방법.
16. 전주마스터에 있어서,

    제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 전주마스터의 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 전주마스터.
17. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 전주마스터의 제조 방법을 이용한 금속 극미세패턴 제품의 제조 방법에 있어서,

    (a) 상기 전주마스터 상부에 전주가공을 실시하여 상기 돌출전극부 상에 금속 극미세패턴을 도금으로 형성하는 단계와;

    (b) 상기 전주마스터 상에 형성된 금속 극미세 패턴을 접착제 또는 점착제가 도포된 필름에 부착시키는 단계; 및

    (c) 상기 접착제 또는 점착제가 도포된 필름에 부착된 금속 극미세패턴을 상기 전주마스터로부터 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전주마스터의 제조 방법을 이용한 전자파차폐 메쉬 및 스트라이프 전극이 부가된 필름의 제조 방법.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 (a)단계에서 상기 금속 극미세패턴을 도금으로 형성하는 방법은:

    상기 전주마스터를 평판으로 한 배치 생산방식 또는 상기 전주마스터를 롤러형으로 제공한 연속생산방식으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전주마스터의 제조 방법을 이용한 전자파차폐 메쉬 및 스트라이프 전극이 부가된 필름의 제조 방법.
19. 제 17 항에 있어서, 상기 (b) 및 (c)단계에서,

    상기 금속 극미세패턴을 접착제 또는 점착제가 도포된 광학용 투명필름에 부착시킨 후 전주마스터로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 전주마스터의 제조 방법을 이용한 전자파차폐 메쉬 및 스트라이프 전극이 부가된 필름의 제조 방법.
20. 제 17 항에 있어서, 상기 (b) 및 (c)단계에서,

    상기 금속 극미세패턴을 접착제 또는 점착제가 도포된 캐리어필름에 부착시킨 후 전주마스터로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 전주마스터의 제조 방법을 이용한 전자파차폐 메쉬 및 스트라이프 전극이 부가된 필름의 제조 방법.
21. 전자파차폐 메쉬 및 스트라이프 전극이 부가된 필름에 있어서,

    제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 전주마스터의 제조 방법을 이용한 전자파차폐 메쉬 및 스트라이프 전극이 부가된 필름의 제조 방법에 의하여 제조된 것을 특징으로 하는 전자파차폐 메쉬 및 스트라이프 전극이 부가된 필름.

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