KR101088703B1 - 패턴 인쇄장치 - Google Patents

Abstract

패턴 인쇄장치가 개시된다. 기판의 일면에 금속성 잉크를 전사하여 패턴을 형성하는 패턴 인쇄장치로서, 금속성 잉크가 충전되도록 패턴에 상응하는 홈이 형성되는 패턴 제공부, 패턴 제공부의 홈에 금속성 잉크를 충전시키는 잉크 충전부, 전사 시에 기판의 일면이 패턴 제공부에 압착되도록 기판의 타면을 가압하는 가압부, 패턴 제공부의 홈에 충전되는 금속성 잉크를 패턴 제공부 측으로 끌어당기는 자기력을 제공하는 제1 자력부재, 전사 시에 패턴 제공부의 홈에 충전된 금속성 잉크를 기판 측으로 끌어당기며 제1 자력부재보다 강한 자기력을 제공하는 제2 자력부재를 포함하는 패턴 인쇄장치는, 그라비아 인쇄의 전사 과정에 잉크의 빠짐을 향상시켜 한번의 인쇄로 높은 높이의 패턴을 형성할 수 있다.

그라비아 인쇄, 금속성 잉크, 자기력

Description

패턴 인쇄장치{Device for printing patterns}

본 발명은 패턴 인쇄장치에 관한 것이다.

현재 전자 제품의 박형화 및 고기능화 추세로 인하여, 인쇄 회로기판(Printed Circuit Board: PCB)에 더 많은 수의 수동소자 및 고밀도 패키지의 실장이 요구되고 있다.

　이러한 요구를 충족시키기 위해서는 선폭(Line/Space)의 미세화가 필연적으로 수반되는데, 이는 공정 단가의 상승으로 연결되는 문제점이 있다. 따라서, 고기능/박형화로 인하여 수반되는 선폭의 미세화와 공정단가의 문제를 해결할 수 있는 인쇄회로기판 제조방법이 요구된다.　

　　이에 따라, 기존의 스크린(Screen)인쇄 방식을 대체하는 그라비아(Gravure) 인쇄 방식을 도입하여, 고속으로 회로를 형성함으로써 저가의 공정단가로 미세한 선폭을 가지는 인쇄회로기판을 대량 생산하고자 하는 시도가 이루어지고 있다. 그런데, 기존의 스크린 인쇄와 달리, 그라비아 인쇄를 인쇄회로기판의 제조공정에 적용하는 경우에 인쇄된 패턴의 높이가 2 ~ 5㎛ 밖에 형성되지 않는 문제 점이 있다.

본 발명은 그라비아 인쇄법을 이용하여 높은 높이의 패턴을 형성하는 패턴 인쇄장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판의 일면에 금속성 잉크를 전사하여 패턴을 형성하는 패턴 인쇄장치로서, 상기 금속성 잉크가 충전되도록 상기 패턴에 상응하는 홈이 형성되는 패턴 제공부, 상기 패턴 제공부의 홈에 상기 금속성 잉크를 충전시키는 잉크 충전부, 상기 전사 시에 상기 기판의 일면이 상기 패턴 제공부에 압착되도록 상기 기판의 타면을 가압하는 가압부, 상기 패턴 제공부의 홈에 충전되는 상기 금속성 잉크를 상기 패턴 제공부 측으로 끌어당기는 자기력을 제공하는 제1 자력부재, 상기 전사 시에 상기 패턴 제공부의 홈에 충전된 상기 금속성 잉크를 상기 기판 측으로 끌어당기며 상기 제1 자력부재보다 강한 자기력을 제공하는 제2 자력부재를 포함하는 패턴 인쇄장치가 제공된다.

이 때, 상기 제1 자력부재와 상기 제2 자력부재는, 상기 패턴 제공부의 홈에 충전된 상기 금속성 잉크에 서로 반대 극성의 자력을 가할 수 있다.

또한, 상기 패턴 제공부의 홈에 충전된 상기 금속성 잉크에서 금속입자의 운 동이 활발해지도록, 상기 패턴 제공부와 상기 가압부 사이에 전위차를 발생시키는 전위차 발생부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 자력부재는 상기 패턴 제공부에 설치될 수 있다.

이 때, 상기 패턴 제공부는 외주면에 상기 홈이 형성된 인쇄롤러를 포함하고, 상기 제1 자력부재는 복수 개이며 상기 인쇄롤러의 내부에 방사형으로 배치될 수 있다.

한편, 상기 제1 자력부재는, 상기 전사 시에 자력을 소멸시키는 자력제어가 가능할 수 있다.

또한, 상기 제2 자력부재는 상기 가압부에 설치될 수 있다.

이 때, 상기 가압부는 상기 기판의 타면을 가압하는 가압롤러를 포함하고, 상기 제2 자력부재는 복수 개이며 상기 가압롤러의 내부에 방사형으로 배치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 그라비아 인쇄의 전사 과정에 잉크의 빠짐을 향상시켜 한번의 인쇄로 높은 높이의 패턴을 형성할 수 있다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인쇄장치를 나타낸 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인쇄장치의 패턴 제공부와 제1 자력부재를 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인쇄장치의 가압부와 제2 자력부재를 나타낸 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인쇄장치는, 기판(1)에 전사될 패턴(6)을 제공하는 패턴 제공부(10), 패턴 제공부(10)에 금속성 잉크(5)를 충전시키는 잉크 충전부(30), 기판(1)을 패턴 제공부(10)에 밀착시키는 가압부(20), 잉크 충전 시에 금속성 잉크(5)를 패턴 제공부 쪽으로 끌어당기는 제1 자력부재(14) 및 전사 시에 금속성 잉크(6)를 기판(1) 쪽으로 끌어당기는 제2 자력부재(22)로 이루어진다.

패턴 제공부(10)는 기판(1)에 전사될 패턴(6)을 제공하는 부분으로서, 패턴 제공부(10)의 인쇄면에는 기판(1)에 인쇄될 패턴(6)의 형상에 상응하는 홈(12)이 형성된다. 이에 따라, 패턴 제공부(10)의 홈(12)에 금속성 잉크(5)를 충전시키고 이를 기판(1)에 전사하여 기판(1)에 패턴(6)을 형성할 수 있다.

도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인쇄장치에서는, 패턴 제공부(10)로 외주면에 패턴(6)에 상응하는 홈(12)이 형성된 인쇄롤러가 사용된다. 인쇄롤러는 기판(1)의 일면과 접촉하여 회전하면서, 홈(12)에 충전된 금속성 잉크(5)를 기판(1)의 일면에 전사시킨다.

잉크 충전부(30)는 패턴 제공부(10)의 홈(12)에 금속성 잉크(5)를 충전하는 부분이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인쇄장치의 잉크 충전부(30)는, 금속성 잉크(5)가 인쇄롤러의 외주면에 도포되도록 금속성 잉크(5)를 공급하는 잉크 공급롤러(32) 과, 인쇄롤러의 외주면에 도포된 금속성 잉크(5) 중 불필요한 부분을 제거하고 인쇄롤러의 홈(12)에 잉크를 고르게 채우는 닥터 블레이드(34)로 구성된다.

보다 상세히, 잉크 공급롤러(32)의 하단부는 금속성 잉크(5)에 잠기어 있고 상단부는 인쇄롤러와 마주하고 있어서, 잉크 공급롤러(32)를 회전시키면 하단부에 있는 금속성 잉크(5)가 상단부에 위치한 인쇄롤러에 공급된다.

한편, 닥터 블레이드(34)는 인쇄롤러와 소정의 간격을 가지는 판재 형상으로, 잉크 공급롤러(32)에서 후술할 가압롤러를 향하는 회전하는 인쇄롤러 외주면의 경로 상에 설치된다.

따라서, 인쇄롤러가 회전하면서 금속성 잉크(5)가 도포된 외주면이 닥터 블레이드(34)가 위치한 곳을 지나게 되어서, 소정의 두께 이상의 금속성 잉크(5)는 인쇄롤러에서 제거된다. 또한, 닥터 블레이드(34)를 지나면서 인쇄롤러의 외주면에 금속성 잉크(5)가 전면에 고르게 펴지게 되므로, 인쇄롤러의 홈(12)에 금속성 잉크(5)가 고르게 충전된다.

가압부(20)는 패턴 제공부(10)의 홈(12)에 충전된 금속성 잉크(5)가 기판(1)에 전사되도록 기판(1)을 패턴 제공부(10)에 압착시키는 부분이다.

도 1 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인쇄장치에서는, 가압부(20)로 가압롤러가 사용된다. 가압롤러는 전사를 수행하는 인쇄롤러의 반대편에서 기판(1)의 타면을 인쇄롤러 쪽으로 밀어서 기판(1)이 인쇄롤러에 압착되게 한다.

제1 자력부재(14)는 금속성 잉크(5) 충전 시에 금속성 잉크(5)를 패턴 제공부(10) 측으로 끌어당기는 자기력을 제공하는 부분으로, 패턴 제공부(10)의 홈(12)에 금속성 잉크(5)를 용이하게 충전시키는 역할을 한다. 금속성 잉크(5)는 자기력이 가해지면 끌려가는 성질이 있으므로, 금속성 잉크(5)가 패턴 제공부(10)의 홈(12)을 향하여 이동되도록 제1 자력부재(14)는 패턴 제공부(10)의 홈(12)의 뒤 편에 설치된다.

도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인쇄장치에서, 제1 자력부재(14)는 인쇄롤러의 내부에 설치된다. 구체적으로, 제1 자력부재(14)의 N극이 인쇄롤러의 외주면을 향하도록, 복수의 자석이 방사형으로 배치된다.

제2 자력부재(22)는 전사 시에 패턴 제공부(10)의 홈(12)에 충전된 금속성 잉크(5)를 기판(1) 측으로 끌어당기는 자기력을 제공하는 부분이다. 이를 위해, 제2 자력부재(22)의 자기력은 제1 자력부재(14)의 자기력에 비해 크게 형성된다. 그리고, 금속성 잉크(5)가 기판(1)을 향하여 이동되도록 제2 자력부재(22)는 기판(1)의 타면 측에 설치된다.

이에 따라, 전사 시에 패턴 제공부(10)의 홈(12)에서 금속성 잉크(5)가 기판(1)으로 용이하게 빠지게 되어서, 한번의 인쇄로 높은 높이를 가지는 패턴(6)을 형성할 수 있다.

특히, 패턴(6) 전사 시에 마주하는 제1 자력부재(14)와 제2 자력부재(22)의 극성이 서로 반대가 되도록 제1 및 제2 자력부재(22)가 설치되면, 제2 자력부재(22)로 금속성 잉크(5)가 더욱 강하게 당겨져서 기판(1)에 전사되는 금속성 잉크(5)의 빠짐 특성이 향상된다.

한편, 제1 자력부재(14)의 자기력이 조절가능하도록 형성되면(예를 들면, 전자석), 패턴(6) 전사 시에 제1 자력부재(14)의 자기력을 소멸시켜서 제2 자력부재(22)로 금속성 잉크(5)가 강하게 당겨지도록 할 수 있다. 이에 따라, 기판(1)에 전사되는 금속성 잉크(5)의 빠짐 특성이 향상된다.

도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인쇄장치에서, 제2 자력부재(22)는 가압롤러의 내부에 설치된다. 구체적으로, 제2 자력부재(22)의 S극이 가압롤러의 외주면을 향하도록, 복수의 자석이 방사형으로 배치된다.

한편, 전사 시에 금속성 잉크(5)에서 있는 금속입자의 운동이 활발해지도록, 패턴 제공부(10)와 가압부(20) 사이에 전위차를 형성시키는 전위차 발생부(40)가 추가로 설치될 수 있다. 전위차 발생부(40)는 패턴 제공부(10)와 가압부(20) 사이에 전기장을 형성시켜서, 금속입자의 자유전자에 전기력을 가한다. 이에 따라, 자유전자의 운동에너지가 증가하여 금속입자의 움직임이 활발해지게 된다. 이렇게 움직임이 활발해진 금속입자에 자기력이 가해지면 쉽게 자기력에 의해 끌려가게 된다. 따라서, 전사 시에 패턴 제공부(10)와 가압부(20) 사이에 전위차가 형성되면 금속성 잉크(5)의 빠짐 특성이 향상된다.

도 1에 나타난 바와 같이, 가압롤러와 인쇄롤러에는 각각 V1과 V2의 전압을 형성시키는 전위차 발생부(40)가 연결된다. 이에 따라, 가압롤러와 인쇄롤러 사이에는 V1-V2의 전위차가 형성된다.

상기에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인쇄장치의 구성을 살펴보았다. 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인쇄장치 작동을 살펴본다.

도 1을 도시된 바와 같이, 금속성 잉크(5)가 담긴 용기에 잉크 공급롤러(32)의 일부가 잠긴 채로 회전하면, 잉크 공급롤러(32)와 마주하여 회전하는 인쇄롤러의 외주면에 금속성 잉크(5)가 도포된다. 이 때, 인쇄롤러에는 금속성 잉크(5)를 당기는 제1 자력부재(14)가 설치되어 금속성 잉크(5)가 인쇄롤러의 홈(12)에 용이하게 충전된다.

다음으로, 인쇄롤러가 회전함에 따라 잉크가 도포된 인쇄롤러의 외주면이 닥터 블레이드(34)를 거쳐서 기판(1)에 밀착되게 된다. 이 때, 닥터 블레이드(34)는 여분의 금속성 잉크(5)를 제거하고 인쇄롤러의 홈(12)에 금속성 잉크(5)를 고르게 충전시킨다.

다음으로, 인쇄롤러가 기판(1)의 일면에 밀착되면, 가압롤러가 기판(1)의 타면을 압박하여 인쇄롤러에 충전된 금속성 잉크(5)가 기판(1)으로 전사시킨다. 이 때, 가압롤러에 설치된 제2 자력부재(22)가 금속성 잉크(5)를 기판(1)쪽으로 잡아 당겨서 전사가 용이하게 이루어진다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서는 인쇄롤러와 가압롤러를 이용한 패턴 인쇄장치를 설명하였으나 이에 한정되지 않고, 패턴 제공부(10)와 가압부(20)는 인쇄판과 가압판 등과 같이 당업자가 용이하게 변형할 수 있는 여러 형태로 실시될 수 있다.

또한, 잉크 충전부(30)도 패턴 제공부(10)의 홈(12)에 잉크를 충전할 수 있는 여러 형태(예를 들면, 잉크젯 방식)로 변형되어 실시될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인쇄장치를 나타낸 정면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인쇄장치의 패턴 제공부와 제1 자력부재를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 인쇄장치의 가압부와 제2 자력부재를 나타낸 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 기판 5: 금속성 잉크

6: 패턴 10: 패턴 제공부

12: 홈 14: 제1 자력부재

20: 가압부 22: 제2 자력부재

30: 잉크 충전부 32: 잉크 공급롤러

34: 닥터 블레이드 40: 전위차 발생부

Claims (8)

1. 기판의 일면에 금속성 잉크를 전사하여 패턴을 형성하는 패턴 인쇄장치로서,

   상기 금속성 잉크가 충전되도록 상기 패턴에 상응하는 홈이 형성되는 패턴 제공부;

   상기 패턴 제공부의 홈에 상기 금속성 잉크를 충전시키는 잉크 충전부;

   상기 전사 시에 상기 기판의 일면이 상기 패턴 제공부에 압착되도록 상기 기판의 타면을 가압하는 가압부;

   상기 패턴 제공부의 홈에 충전되는 상기 금속성 잉크를 상기 패턴 제공부 측으로 끌어당기는 자기력을 제공하는 제1 자력부재;

   상기 전사 시에 상기 패턴 제공부의 홈에 충전된 상기 금속성 잉크를 상기 기판 측으로 끌어당기며, 상기 제1 자력부재보다 강한 자기력을 제공하는 제2 자력부재; 및

   상기 패턴 제공부의 홈에 충전된 상기 금속성 잉크에서 금속입자의 운동이 활발해지도록, 상기 패턴 제공부와 상기 가압부 사이에 전위차를 발생시키는 전위차 발생부를 포함하는 패턴 인쇄장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 자력부재와 상기 제2 자력부재는, 상기 패턴 제공부의 홈에 충전된 상기 금속성 잉크에 서로 반대 극성의 자력을 가하는 것을 특징으로 하는 패턴 인쇄장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 제1 자력부재는 상기 패턴 제공부에 설치되는 것을 특징으로 하는 패턴 인쇄장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 패턴 제공부는, 외주면에 상기 홈이 형성된 인쇄롤러를 포함하고,

   상기 제1 자력부재는 복수 개이며, 상기 인쇄롤러의 내부에 방사형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 패턴 인쇄장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 제1 자력부재는, 상기 전사 시에 자력을 소멸시키는 자력제어가 가능한 것을 특징으로 하는 패턴 인쇄장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 제2 자력부재는 상기 가압부에 설치되는 것을 특징으로 하는 패턴 인쇄장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 가압부는, 상기 기판의 타면을 가압하는 가압롤러를 포함하고,

   상기 제2 자력부재는 복수 개이며, 상기 가압롤러의 내부에 방사형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 패턴 인쇄장치.

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