KR100862000B1 - 잉크젯 인쇄방법 - Google Patents

Abstract

잉크젯 인쇄방법이 개시된다. 거버 데이터를 입력하는 단계와, 거버 데이터를 비트맵 데이터로 변환하는 단계와, 탄착액적의 지름 및 탄착액적간 중첩비율을 입력하는 단계와, 지름 및 중첩비율을 갖는 탄착액적의 중심픽셀을 추출하는 단계를 포함하는 잉크젯 인쇄방법은, 잉크젯 이미지의 오차를 개선하고 고해상도에 의한 인쇄속도의 감소를 방지할 수 있다.

거버 데어터, 비트맵 데이터, 탄착액적

Description

잉크젯 인쇄방법{INKJET PRINTING METHOD}

도 1a 내지 도 1c는 거버 데이터를 비트맵 데이터로 변환함으로 인해 발생하는 왜곡을 개략적으로 나타내는 도면.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 인쇄방법을 나타내는 흐름도.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 인쇄방법에서 탄착액적의 중첩을 고려하여 추출된 탄착액적의 중심픽셀을 나타내는 개략도.

도 4는 비트맵 데이터 상에서 탄착액적의 중심픽셀을 도시하는 개략도.

도 5 내지 도 6은 거버 데이터와 중첩비율, 지름 및 해상도를 바탕으로 추출된 탄착액적의 중심픽셀을 나타내는 도면.

도 7은 도 5 내지 도 6에 도시된 거버 데이터로부터 고해상도 비트맵 데이터로 변환된 후 추출된 중심픽셀을 도시하는 도면.

<도면 부호의 설명>

100: 거버 데이터 200: 픽셀

300: 탄착액적 330: 중심픽셀

본 발명은 잉크젯 인쇄방법에 관한 것이다.

일반적으로 잉크젯 인쇄방식은 액상의 잉크를 잉크젯 헤드를 이용하여 토출시킨 후 기판상에 탄착시켜 원하는 형상을 제작하는 기술이다. 잉크젯 헤드는 일정한 간격을 가진 노즐을 포함하고 있으며, 정해진 해상도에 따라서 잉크를 토출시켜 패턴 또는 회로를 구성하게 된다.

인쇄회로기판 제조 공정에서는 대부분의 경우 거버 데이터(gerber data) 형식으로 아트워크(art work)를 제작한 후 마스크(mask)를 제작하고 노광 및 현상 공정을 거쳐서 기판 상에 레지스트 패턴을 형성한다. 형성된 레지스트 패턴은 습식 에칭을 거친 후 박리됨으로써 최종 제품이 완성된다.

이에 반해, 잉크젯 인쇄를 이용한 인쇄회로기판 제조 공정은 기판 상에 레지스트 또는 금속 배선을 직접 형성하는 기술로서, 제판, 노광, 현상과 같은 고가의 비용이 소요되는 공정을 생략할 수 있는 장점을 가진다. 종래의 인쇄회로기판 제조 공정에서는 패턴 설계 단계 및 제작 후 검사 단계에서 거버 데이터를 이용하여 공정을 진행하지만, 잉크젯 방식을 이용한 기판 제조공정에서는 거버 데이터를 비트맵 데이터(bitmap data) 방식의 데이터로 변환해야 한다.

거버 데이터는 회로 패턴의 시작점과 끝점, 선폭 등의 기본적인 정보를 저장하고 있는 벡터(vector) 형식의 저장 방식이지만, 이러한 정보만을 가지고서는 잉 크젯 인쇄에 바로 적용할 수 없기 때문에 잉크젯 인쇄 방식의 특성을 고려한 이산적인 데이터 즉, 비트맵 방식으로의 변환이 필요하며, 이와 같은 변환 과정에서 잉크젯 인쇄의 문제점이 발생하게 된다.

도 1a는 일정한 폭과 간격을 갖는 거버 데이터(100)를 나타내고, 도 1b는 도 1a에 도시된 거버 데이터(100)를 해상도 508dpi로 비트맵 변환한 상태를 나타내며, 도 1c는 도 1b의 비트맵 데이터를 잉크젯 인쇄용으로 최종 변환한 패턴을 나타낸다.

도 1a를 참고하면, 거버 데이터(100)는 라인(110) 폭이 120㎛이고 라인(110) 사이의 간격이 120㎛이며 시작점 및 끝점에 관한 정보를 갖는다. 이와 같은 거버 데이터(100)는 사용자가 구현하고자 하는 설계 치수를 나타낸다. 이와 같은 거버 데이터의 정보를 잉크젯 인쇄를 위하여 데이터 변환을 하게 될 경우 도 1b에 도시된 바와 같이 정해진 인쇄 해상도(dpi)로 결정되는 픽셀(200)들의 조합에 의해 맵핑(maping)을 하게 된다. 여기서 픽셀(200)의 크기는 인쇄 해상도에 의해 결정되며, 해상도가 높아질수록 픽셀의 크기는 감소한다. 따라서 픽셀의 크기는 결국 실제 데이터와의 위치 오차를 결정짓는 중요한 요소가 된다.

도 1b는 해상도가 508dpi인 경우를 도시하고 있는데, 이때 픽셀(200) 하나당 크기는 50㎛이고 정사각형이다. 그러나 구현하고자 하는 선폭 및 선 사이의 간격은 각각 120㎛, 120㎛이기 때문에 50㎛ 크기의 픽셀과는 정확하게 일치하지 않게 되어 결과적으로 도 1c와 같은 비트맵 데이터로 변환된다. 따라서 최초 선폭 120㎛, 선 사이 간격 120㎛로 설계된 거버 데이터는 비트맵 변환 과정을 거쳐서 선폭 100㎛ 또는 150㎛, 선 사이 간격 100㎛ 또는 150㎛로 왜곡되어 변환된다. 이는 해상도가 508dpi인 경우 픽셀의 크기가 50㎛이기 때문에 위치 오차가 최대 50㎛를 가지기 때문이다.

이와 같은 저해상도의 위치 오차 발생의 문제점은 해상도를 높임으로써 해결할 수 있지만, 탄착액적 사이의 중심 거리도 동시에 줄어들어 너무 많은 탄착액적들이 중첩되는 문제점이 발생하게 된다. 이는 벌지(bulge) 현상을 초래하여 인쇄 품질의 불량을 유발할 수 있으며, 잉크젯 헤드의 토출 주파수가 높아져서 인쇄 속도가 저하되는 문제점을 유발하게 된다.

본 발명은 잉크젯 이미지의 오차를 개선하고 일정 정도의 인쇄 속도를 유지할 수 있는 잉크젯 인쇄방법을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 잉크젯 인쇄방법은, 거버 데이터를 입력하는 단계와, 거버 데이터를 비트맵 데이터로 변환하는 단계와, 탄착액적의 지름 및 탄착액적간 중첩비율을 입력하는 단계와, 지름 및 중첩비율을 갖는 탄착액적의 중심픽셀을 추출하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 잉크젯 인쇄방법의 실시 예들은 다음과 같은 특징들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면, 지름 및 중첩비율을 입력한 후 탄착액적 에 의해 형성되는 이미지의 치수를 파악하는 단계와, 이미지의 치수가 허용치 이내인 경우 탄착액적의 중심픽셀을 추출하는 단계와, 이미지의 치수가 허용치에서 벗어나는 경우 새로운 탄착액적의 지름 및 중첩비율을 입력하는 단계를 포함할 수 있다. 그리고 이미지의 치수가 허용치에서 벗어 나는 경우 새로운 탄착액적의 지름 및 중첩비율을 입력하는 단계에서, 비트맵 데이터의 해상도를 더 변경할 수 있다.

탄착액적에 의해 형성되는 이미지의 치수를 파악하는 단계는, 탄착액적의 지름 및 탄착액적간의 중첩비율을 고려하여 시뮬레이션을 통해 예측할 수 있으며, 치수는 탄착액적들에 의해 형성되는 이미지의 선폭, 두께 및 두께편차 중 적어도 하나일 수 있다.

그리고 탄착액적은 모두 동일한 크기 및 형상을 갖을 수 있으며, 예를 들어 동일한 지름을 갖는 원 형상일 수 있다. 거버 데이터를 비트맵 데이터로 변환하는 단계에서, 비트맵 데이터는 고해상도 비트맵 데이터인 것이 바람직하다.

비트맵 데이터는 수평 해상도 및 수직 해상도를 구비할 수 있으며, 탄착액적의 중첩비율은 탄착액적 간의 중첩되는 길이의 비율일 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 잉크젯 인쇄방법의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 인쇄방법을 나타내는 흐름도이 다. 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 인쇄방법은, 거버 데이터를 입력하는 단계와, 상기 거버 데이터를 고해상도 비트맵 데이터로 변환하는 단계와, 탄착액적의 지름 및 중첩비율을 입력하는 단계와, 단착액적에 의해 형성된 이미지의 치수가 허용치 이내인지 판단하여, 허용치 이내인 경우 탄착액적의 중심픽셀을 추출하고, 허용치 이내에 있지 않은 경우 탄착액적 두께 및 두께 분포 등을 이용하여 이미지의 치수가 허용치 이내로 되도록 지름 및 중첩비율을 재입력하는 단계를 포함한다.

거버 데이터를 입력하는 단계는, 시작점 및 끝점, 선폭 및 선 사이의 간격 등 원래 설계된 데이터를 갖는 거버 데이터를 잉크젯 프린터 등에 입력한다. 그리고 형성하고자 하는 패턴이 선 이외에 원 또는 곡선인 경우 거버 데이터는 원의 지름, 곡선의 곡률 등에 관한 정보를 포함한다.

입력된 거버 데이터는 고해상도 비트맵 데이터로 변환된다. 고해상도의 비트맵 데이터로 변환하는 경우, 원래 설계 데이터와의 오차를 현저하게 줄일 수 있게 된다. 예를 들어, 10,000 dpi(dot per inch)로 변환하는 경우 최대 위치 오차는 픽셀의 크기에 해당하는 2. 54㎛가 된다. 고해상도의 기준은 잉크젯 프린팅을 이용하여 형성하고자 하는 패턴의 치수 및 형상 등에 따라서 달라진다. 만약, 형성하고자 하는 패턴의 치수가 작은 경우에 비해 형성하고자 하는 패턴의 치수가 큰 경우, 고해상도의 기준이 낮게 된다. 따라서 어느 정도의 해상도를 선택할지는 설계 조건 등을 고려하여 결정해야 한다.

비트맵 데이터는 복수 개의 픽셀에 대한 정보를 포함하는데, 도 3a에 도시된 바와 같이, 각각의 픽셀은 모두 일정한 크기를 갖는다. 그리고 픽셀의 가로 및 세로 크기가 다른 경우 비트맵 데이터는 상이한 수평 해상도(horizontal dpi) 및 수직 해상도(vertical dpi)를 구비할 수 있다.

거버 데이터를 고해상도 비트맵 데이터로 변환한 후, 탄착액적의 지름 및 탄착액적간의 중첩비율을 입력한다. 탄착액적(300)은, 도 3a에 도시된 바와 같이, 일정한 지름 및 원형의 형상을 갖는다. 그리고 모든 탄착액적(300)의 지름 및 형상은 동일할 수 있다. 탄착액적(300)의 중첩비율은 탄착액적(300)이 중첩되는 길이의 비율을 의미할 수 있다. 예를 들면, 중첩비율이 50%인 경우, 상호 인접하는 탄착비율은 각각의 탄착액적(300)의 반지름에 해당하는 부분만큼 중첩된다. 그리고 중첩비율을 중첩된 부분의 넓이로 나타낼 수 있는데, 탄착액적의 모양 및 크기가 모두 동일한 경우 이는 지름으로 나타낸 중첩비율과 동일하게 된다.

탄착액적의 지름 및 탄착액적간 중첩비율을 입력한 후, 지름, 중첩비율 및 해상도에 의해 실제로 프린팅된 이미지의 선폭, 두께 및 두께 편차를 측정하거나, 시뮬레이션(simulation)을 통해 선폭, 두께 및 두께 편차를 예측한다. 선폭은 광학식 현미경을 이용하여 측정하고 두께 및 두께 편차는 3차원 비접촉 측정 장치를 이용하여 측정한다. 그리고 시뮬레이션을 이용하여 선폭, 두께 및 두께편차를 예측하기 위해서는 사용되는 잉크의 종류, 잉크의 온도, 경화조건, 잉크가 탄착되는 기판의 종류 및 표면처리 정도, 탄착액적의 지름, 탄착액적간의 중첩비율 및 해상도 등을 고려한다.

탄착액적의 선폭, 두께 또는 두께편차를 측정 또는 시뮬레이션에 의해 예측 한 결과, 허용치에서 벗어나는 경우 새로운 탄착액적의 지름 및 중첩비율을 입력한다. 그리고 탄착액적의 선폭, 두께 또는 두께편차의 측정 또는 예측 결과 허용치에서 벗어 나는 경우 탄착액적의 지름 및 중첩비율뿐만 아니라 새로운 해상도의 비트맵 데이터로 변환할 수 있다. 여기서 허용치는 원래 설계된 패턴의 선폭, 두께 및 두께편차와 실제 측정 또는 시뮬레이션에 의해 예측된 선폭, 두께 및 두께편차 사이의 오차를 의미한다.

그리고 탄착액적의 선폭, 두께 또는 두께편차가 허용치 이내인 경우 입력된 해상도, 탄착액적의 지름 및 중첩비율에 의해 탄착액적의 중심위치에 해당하는 중심픽셀을 추출한다. 이와 같은 방법에 의해 추출된 중심픽셀(330)이 도 3b에 도시되어 있다. 따라서 잉크젯 프린터는 고해상도로 변환된 비트맵 데이터에 의해 원래 설계된 패턴에 대한 왜곡의 정도를 줄이면서도, 추출된 중심픽셀에 해당하는 탄착액적만 인쇄하기 때문에 인쇄속도가 고해상도로 인해 감소되지 않고 일정한 속도를 유지할 수 있게 되는 것이다. 중심픽셀(330)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 탄착액적(300)의 범위 내에 있는 픽셀들 중에서 탄착액적(300)의 중심이 위치하는 픽셀에 해당할 수 있다.

본 실시 예에 의한 잉크젯 인쇄방법은, 고해상도로 변환된 비트맵 데이터를 그대로 이용하여 인쇄함으로서 발생하는 잉크의 퍼짐 및 인쇄속도의 저하를 방지하기 위해서, 잉크젯 프린팅에 의해 형성된 이미지가 원래 설계된 치수(선폭, 두께 및 두께 편차)에 대해 허용치 이내의 범위에서 탄착액적의 중심픽셀을 추출한 후 추출된 중심픽셀에 대해서만 인쇄를 실시하기 때문에 잉크의 퍼짐 및 인쇄속도의 저하를 방지할 수 있게 되는 것이다.

도 5 내지 도 6은 거버 데이터와 중첩비율 및 해상도를 바탕으로 추출된 탄착액적의 중심픽셀을 나타내는 도면이고, 도 7은 도 5 내지 도 6에 도시된 거버 데이터로부터 고해상도 비트맵 데이터로 변환한 후 추출된 중심픽셀을 도시하는 도면이다. 도 5는 중첩비율 50% 및 해상도 800dpi, 도 6은 중첩비율 30% 및 해상도 600dpi 그리고 도 7은 중첩비율 30% 및 해상도 5080dpi를 바탕으로 추출된 탄착액적의 중심픽셀을 도시한다.

도 5를 참고하면, 거버 데이터는 원형의 패드 및 패드와 연결되는 선들로 이루어져 있다. 이와 같은 패드 및 선을 포함하는 거버 데이터(gerber data)를 해상도 800dpi의 비트맵 데이터로 변환한 후 탄착액적 지름 65㎛, 탄착액적간의 중첩비율 50%를 입력한 후 탄착액적의 중심픽셀을 추출하였다. 그리고 추출된 중심픽셀에 대하여 인쇄를 한 결과 패드의 외곽선이 종래 기술의 800dpi로 인쇄한 것보다 더욱 정교하게 인쇄되었다. 그리고 탄착액적의 지름은 65㎛이지만 기판의 표면 처리 조건과 탄착조건 등에 의해 형성된 이미지의 선폭은 75㎛가 되었다.

도 6을 참고하면, 거버 데이터는 도 5의 거버 데이터와 동일한 패턴을 갖는다. 이와 같이 패드 및 선을 포함하는 거버 데이터를 해상도 600dpi의 비트맵 데이터로 변환한 후 탄착액적의 지름 65㎛, 탄착액적간의 중첩비율 30%를 입력한 후 탄착액적의 중심픽셀을 추출하였다. 그리고 추출된 중심픽셀에 대하여 인쇄를 한 결과 패드의 외곽선이 종래 기술의 600dpi에 비해 정교하게 인쇄되었지만, 도 5에 도시된 바와 같이 800dpi를 이용한 본 발명의 일 실시 예에 의해 형성된 이미지에 비 해 패드 외곽선의 거칠기가 심하였다.

도 7은 도 5 및 도 6에 도시된 거버 데이터와 동일한 거버 데이터를 해상도 5080dpi의 비트맵 데이터로 변환한 후 탄착액적 지름 65㎛, 탄착액적간 중첩비율 30%를 입력한 후 추출된 탄착액적의 중심픽셀을 나타낸다. 이와 같이 추출된 중심픽셀에만 인쇄를 한 결과 인쇄방향, 사선 및 인쇄방향과 수평되는 방향의 선폭이 모두 일정하고 패드 외곽선도 모두 정교하게 인쇄되었다.

이상에서 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명의 다양한 변경 예와 수정 예도 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명은 위치 오차를 개선하고 일정한 정도의 인쇄 속도를 유지할 수 있는 잉크젯 인쇄방법을 제공할 수 있다.

Claims (10)

1. 거버 데이터를 입력하는 단계와;

   상기 거버 데이터를 비트맵 데이터로 변환하는 단계와;

   탄착액적의 지름 및 상기 탄착액적간 중첩비율을 입력하는 단계와;

   상기 지름 및 상기 중첩비율을 갖는 상기 탄착액적의 중심픽셀을 추출하는 단계를 포함하는 잉크젯 인쇄방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 탁착액적의 중심픽셀을 추출하는 단계 이전에

   상기 탄착액적에 의해 형성되는 이미지의 치수에 대한 허용치를 설정하는 단계를 포함하고,

   상기 지름 및 중첩비율을 입력한 후

   상기 탄착액적에 의해 형성되는 이미지의 치수를 파악하는 단계와,

   상기 이미지의 치수가 허용치 이내인 경우 상기 탄착액적의 중심픽셀을 추출하는 단계와,

   상기 이미지의 치수가 허용치에서 벗어나는 경우 새로운 탄착액적의 지름 및 중첩비율을 입력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 인쇄방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 이미지의 치수가 허용치에서 벗어 나는 경우 새로운 탄착액적의 지름 및 중첩비율을 입력하는 단계는,

   상기 비트맵 데이터의 해상도를 새로운 해상도로 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 인쇄방법.
4. 제2항 또는 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 탄착액적에 의해 형성되는 이미지의 치수를 파악하는 단계는,

   상기 탄착액적의 지름 및 탄착액적간의 중첩비율을 고려하여 시뮬레이션을 통해 예측되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 인쇄방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 치수는 상기 탄착액적들에 의해 형성되는 이미지의 선폭, 두께 및 두께편차 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 잉크젯 인쇄방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 탄착액적은 모두 동일한 크기 및 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 인쇄방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 탄착액적은 모두 동일한 지름을 갖는 원 형상인 것을 특징으로 하는 잉크젯 인쇄방법.
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,

   상기 비트맵 데이터는 수평 해상도 및 수직 해상도를 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 인쇄방법.
10. 제1항에 있어서,

    상기 탄착액적의 중첩비율은 상기 탄착액적 간의 중첩되는 길이에 대한 비율인 것을 특징으로 하는 잉크젯 인쇄방법.

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