KR101089899B1 - 박막 패턴 형성장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 박막 패턴 형성장치는 시트에 박막 패턴을 성막하도록 상기 시트를 냉각시키는 냉각 드럼; 상기 시트 상에 증착될 박막의 패턴에 대응하는 마스크 패턴을 구비하는 마스크; 및 상기 마스크 패턴이 노출되도록 상기 마스크가 부착되며, 상기 마스크가 상기 냉각 드럼으로 이동하도록 하는 이송 벨트;를 포함한다.

Description

박막 패턴 형성장치{THIN FILM FORMATION APPARATUS}

본 발명은 박막 패턴 형성장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 롤 사이에서 주행하는 시트 상에 원하는 박막 패턴을 형성하기 위한 박막 패턴 형성장치에 관한 것이다.

디지털 전자제품의 소형화, 다기능화에 따라, 다양한 수동 부품들도 보다 업그레이드되는 기능과 함께 경박단소화되는 추세에 있다.

특히, 캐패시터는 카메라폰, DMB폰, 네비게이션과 같은 휴대용 소형 전자제품에 다량 사용되며, 초박층 및 고적층화와 함께 고용량, 고기능이 더욱 요구되며, 이러한 캐패시터에 전극 패턴을 형성시키는 방법으로는 스크린 인쇄방식이 많이 사용된다.

그러나, 기존의 스크린 인쇄 방식으로는 동일 칩 사이즈 내에서 고용량을 구현하는 데 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하고자 여러 가지 공법이 시도되고 있으며, 이러한 시도 중 하나로 롤투롤(Roll to Roll) 공정을 들 수 있다.

여기서, 롤투롤 공정이란 진공 챔버 내에서 전극 패턴이 새겨진 롤형의 마스크를 이용하여 시트에 박막 Ni 전극을 성막하는 공법이다. 롤투롤 공정은 플렉서블 기판에서 디스플레이 또는 소자를 구현하는 데 있어서도 기존의 배치 타입 공정보다 양산성이 우수하므로 적극 검토되고 있다.

그러나, 이러한 롤투롤 공정에서 롤형의 마스크는 이송 경로를 따라 회전하는 데, 이송시키는 롤을 통해 진행하는 마스크가 이송 경로에서 좌우로 흔들리며 이송되며, 마스크가 휘거나 그 형상의 변형이 발생된다는 문제점이 발생된다.

이러한 문제점에 의해서 마스크를 통해서 전극 패턴이 정확하게 시트에 인쇄되지 못하고, 전극 패턴의 번짐이 생겨 칩의 전기적 특성 불량 및 신뢰성에 큰 악영향을 미치게 된다.

본 발명은 상술된 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 마스크를 부착하는 이송 벨트가 사행 및 변형을 방지하므로 시트에 형성되는 패턴의 번짐을 억제할 수 있으며, 이를 통해서 칩의 전기적 특성을 향상시키고 높은 신뢰성 및 수율을 얻는 박막 패턴 형성장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 박막 패턴 형성장치는 시트에 박막 패턴을 성막하도록 상기 시트를 냉각시키는 냉각 드럼; 상기 시트 상에 증착될 박막의 패턴에 대응하는 마스크 패턴을 구비하는 마스크; 및 상기 마스크 패턴이 노출되도록 상기 마스크가 부착되며, 상기 마스크가 상기 냉각 드럼으로 이동하도록 하는 이송 벨트;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 박막 패턴 형성장치의 상기 마스크는 돌출 형성되는 삽입부를 포함하고, 상기 이송 벨트는 상기 삽입부가 결속되기 위한 결속 홈을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 박막 패턴 형성장치는 상기 결속 홈을 관통하도록 삽입된 상기 삽입부의 단부를 덮는 고정 캡을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 박막 패턴 형성장치는 상기 이송 벨트를 이송시키는 다수의 롤러를 포함하는 이송부를 더 포함하고, 상기 이송부는 상기 삽입부의 고정 캡을 수용하기 위한 수용 홈을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 박막 패턴 형성장치의 상기 이송 벨트는 돌출 형성되는 삽입부를 포함하고, 상기 마스크는 상기 삽입부와 결속되기 위한 결속 홈을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 박막 패턴 형성장치의 상기 이송 벨트의 두께는 상기 마스크보다 두껍게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 박막 패턴 형성장치는 상기 회전 드럼을 향하여 상기 마스크를 진행시키는 내부 이송롤 및, 상기 회전 드럼에서 외부로 이송되도록 상기 마스크를 진행시키는 외부 이송롤을 더 포함하는 것을 특징할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 박막 패턴 형성장치의 상기 내부 이송롤 및 상기 외부 이송롤은 상기 이송 벨트의 폭에 대응되도록 형성되며 상기 이송 벨트를 수용하기 위한 수용 공간을 제공하는 수용부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 박막 패턴 형성장치는 마스크가 부착되는 이송 벨트를 구비하여 이송 시에 사행 및 변형을 방지하므로 시트에 형성되는 패턴의 번짐을 억제할 수 있으며, 이를 통해서 칩의 전기적 특성을 향상시키고 높은 신뢰성 및 수율을 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 박막 패턴 형성장치에 관하여 도 1 내지 도 5를 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예 를 상세하게 설명한다.

다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 패턴 형성장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 패턴 형성장치에서 마스크 및 이송 벨트를 설명하기 위한 부분 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 패턴 형성장치에서 마스크 및 이송 벨트가 결속되는 것을 설명하기 위한 부분 사시도이며, 도 4는 도 3의 이송 벨트를 설명하기 위한 A-A 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 박막 패턴 형성장치는 냉각 드럼(110), 소스 재치부(120), 마스크(130), 이송부(140) 및 이송 벨트(150)를 포함한다.

냉각 드럼(110)은 이송 경로를 따라 이송되는 시트(S)에 박막 패턴을 성막하기 위한 성막 공간에 위치하며 상기 시트를 냉각시키게 된다.

이때, 냉각 드럼(110)은 회전 가능하며, 냉각 드럼(110)의 내부에는 냉각액이 흐르므로 상기 냉각액에 의해서 냉각 드럼(110)의 온도가 낮아지고, 냉각 드럼(110)이 외측에 시트(S)와 직접적인 접촉에 의해서 시트(S)를 냉각시킨다.

냉각 드럼(110)은 이송부(140)의 내부 이송롤(142)과 냉각 드럼(110)에서 외 부로 이송되도록 마스크(130)를 진행시키는 외부 이송롤(144) 사이에 배치되며, 그 위치는 소스 재치부(120)와 대응되는 위치이다.

그리고, 냉각 드럼(110)의 주면은 탄성 재질로 구성될 수 있다. 따라서, 상기 탄성 재질 부분은 가압에 의해 두께가 감소될 수 있고, 압력이 해제되면 원래 상태로 복원력을 갖게 된다. 그러나, 냉각 드럼의 형상은 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 냉각 드럼(110)은 원통형으로 형성되는 것이 바람직하며 이러한 형상은 회전 시에 시트(S)를 이송 경로를 따라 원활하게 이동시키는 효과가 있다.

본 실시예에서 박막 패턴 형성장치는 MLCC 제조 공정 또는 플렉서블 소자를 제조하기 위한 공정에 유용하게 사용될 수 있다. 이때, 시트(S)는 유전체 그린시트이며, 상기 증착 소스는 은(Ag) 또는 니켈(Ni)인 전극 물질인 것을 특징으로 할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 시트는 플렉서블 기판을 사용할 수 있다.

소스 재치부(120)는 전자 빔과 같이 시트 표면에 박막이 형성되도록 증착소스(M)를 증발시키는 수단을 포함한다.

그리고, 소스 재치부(120)로부터 냉각 드럼(110)을 향하여 증발된 증착 소스가 진행되고 증착이 완료된 후에는 냉각 드럼(110)을 향하지 않도록 그 경로를 차단하기 위한 셔터를 더 포함할 수 있다.

이러한 박막 증착은 전자빔(e-beam)을 이용한 증착에 한정되지 않으며, 열 증착, 스퍼터링, 이온빔 증착(Ion-Beam Deposition) 및 펄스 레이저 증착(Pulse Laser Deposition)으로 구성된 그룹 중에서 하나를 적용하여 박막 증착을 할 수 있다.

이송부(140)는 다수개의 롤러(141)를 포함하고, 다수개의 롤러(141)는 진공 챔버(170) 내에 장착되어 시트 및 마스크(130)를 이송시키는 역할을 한다. 이때, 시트는 마스크(130)와 밀착되도록 위치하며, 마스크(130)의 패턴을 통과하여 증착되기 위한 박막이 마스크(130)와의 접촉면에 형성되게 된다.

그리고, 이송부(140)는 냉각 드럼(110)을 향하여 마스크(130)를 진행시키는 내부 이송롤(142) 및, 냉각 드럼(110)에서 외부로 이송되도록 마스크(130)를 진행시키는 외부 이송롤(144)을 포함한다. 내부 이송롤(142) 및 외부 이송롤(144)은 서로 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.

도 2를 참조하면, 마스크(130)는 중앙에 마스크 패턴(132)이 형성될 수 있으며, 상기 패턴은 설계자의 의도에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

그리고, 마스크(130)의 양측부에는 이송 벨트(150)를 향하여 돌출된 삽입부(134)가 형성된다. 삽입부(134)는 원통 형상으로 형성되어 이송 벨트(150)에 마련된 결속 홈(156)과 결속되며, 이러한 구조를 통해서 마스크(130)가 이송 벨트(150)에 고정된다.

그러나, 마스크(130)를 이송 벨트(150)에 고정시키는 구조가 이에 한정되는 것은 아니며 설계자의 의도에 따라 다양한 고정 구조를 적용하는 것도 가능하다. 또한, 마스크(130) 주변에 삽입부(134)가 형성되는 것 대신에 홈이 형성되고, 이에 대응하는 돌기가 이송 벨트 주변에 형성되어 서로 결속하는 구조를 가지는 것도 가 능하다. 그리고, 마스크(130)의 형상도 원통 형상에 한정되는 것은 아니다.

이때, 도 3에서 도시된 바와 같이, 고정 캡(160)은 삽입부(134)가 결속 홈(156)에 삽입된 후에 삽입부(134)의 단부에 조립되며, 삽입부(134)가 외측으로 탈착되는 것을 방지하는 기능을 한다.

고정 캡(160)은 삽입부(134)를 내측에 수용할 수 있는 홈이 마련되며, 접착제 등을 이용하여 삽입부(134)의 단부에 고정될 수 있다. 그러나, 고정 캡(160)을 삽입부(134)의 단부에 고정시키는 방법은 이에 한정되지 않는다.

또한, 도 4에서 도시된 바와 같이, 이송 벨트(150)는 중앙에 개방 홀(152)이 형성되는 데, 개방 홀(152)은 마스크(130)의 전극 패턴(132)보다 약간 큰 넓이로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 이송 벨트(150)의 두께는 마스크(130)의 두께보다 상대적으로 두껍게 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 마스크(130)의 두께가 0.1mm일 때에 이송 벨트(150)의 두께는 0.3mm ~0.5mm 사이로 설계될 수 있다. 그러나, 이송 벨트(150)의 두께는 이에 한정되는 것은 아니며 설계자의 의도에 따라 다양하게 설계될 수 있다.

마스크(130)의 두께가 두꺼우면 냉각 드럼(110)을 향하여 증발된 증착 소스가 마스크(130)의 패턴(132) 측면에 인쇄되므로 정확하게 시트 상에 인쇄되지 않는다. 따라서, 마스크(130)의 두께는 최대한 얇게 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 마스크(130)는 그 두께가 얇게 형성되어야 하므로 이송 시에 외측에서 발생되는 힘에 의해서 내측으로 휘거나 그 형상이 변형되며, 이에 따라 패턴을 수 막할 때 패턴의 번짐 현상이 발생할 수 있으나, 마스크(130)를 장착한 이송 벨트(150)는 그 두께가 상대적으로 두껍기 때문에 이송 시에 외부의 힘을 지지할 수 있으므로 상기의 변형 등을 방지할 수 있다.

따라서, 본 실시예에서 마스크(130)가 부착되는 이송 벨트(150)를 구비하여 이송 시에 사행 및 변형을 방지하므로 시트에 형성되는 패턴의 번짐을 억제할 수 있으며, 이를 통해서 칩의 전기적 특성을 향상시키고 높은 신뢰성 및 수율을 얻을 수 있다.

또한, 이송 벨트(150)에는 마스크(130)의 삽입부(134)가 체결되기 위한 결속 홈(156)이 삽입부(134)와 대응되는 위치에 마련되고, 개방 홀(152)에 마스크(130)의 패턴(132)이 노출되도록 마스크(130)를 장착할 때 마스크(130)의 저면을 일부 지지하도록 단(154)이 형성된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 패턴 형성장치 중에서 이송부를 설명하기 위한 단면도이다.

도 5를 참조하면, 내부 이송롤(142)에는 마스크(130) 및 이송 벨트(150)가 외측으로 돌출되지 않도록 이송 벨트(150)를 수용하는 수용 공간인 수용부(146)가 제공되며, 수용부(146)는 마스크(130) 및 이송 벨트(150)의 두께만큼 내측으로 형성된 공간인 것이 바람직하다.

그러나, 수용부(146)는 이에 한정되지 않으며, 마스크(130)가 결합된 이송 벨트(150)의 두께보다 깊은 수용 공간을 형성하는 것도 가능하다.

또한, 내부 이송롤(142)의 수용부(146)에는 고정 캡(160)이 수용되기 위한 수용 홈(148)이 고정 캡(160)에 대응되는 위치에 형성된다. 따라서, 내부 이송롤(142)이 회전 시에 수용 홈(148)에는 삽입부(134)를 보호하도록 장착된 고정 캡(160)이 수용되면서 진행되므로 이송 벨트(150)의 돌출 형상에 의해서 내부 이송롤(142)의 회전을 방해하는 것을 방지한다. 그리고, 내부 이송롤(142)과 동일하게 외부 이송롤(144)은 형성될 수 있다.

따라서, 이러한 구성을 통해서 마스크(130) 및 이송 벨트(150)가 이송부(130)를 통해서 원활하게 이송될 수 있으며, 마스크(130)가 부착되는 이송 벨트(150)를 구비하여 이송 시에 사행 및 변형을 방지하므로 시트에 형성되는 패턴의 번짐을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 패턴 형성장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 패턴 형성장치에서 마스크 및 이송 벨트를 설명하기 위한 부분 사시도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 패턴 형성장치에서 마스크 및 이송 벨트가 결속되는 것을 설명하기 위한 부분 사시도이다.

도 4는 도 3의 이송 벨트를 설명하기 위한 A-A 단면도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 패턴 형성장치 중에서 이송부를 설명하기 위한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110.... 냉각 드럼 120.... 소스 재치부

130.... 마스크 140.... 이송부

150.... 이송 벨트

Claims (8)

1. 시트에 박막 패턴을 성막하도록 상기 시트를 냉각시키는 냉각 드럼;

   상기 시트 상에 증착될 상기 박막 패턴에 대응하는 마스크 패턴을 구비하는 마스크; 및

   상기 마스크 패턴이 노출되도록 상기 마스크가 부착되며, 상기 마스크가 상기 냉각 드럼으로 이동하도록 하는 이송 벨트;

   를 포함하는 박막 패턴 형성장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 마스크는 돌출 형성되는 삽입부를 포함하고, 상기 이송 벨트는 상기 삽입부가 결속되기 위한 결속 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 패턴 형성장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 결속 홈에 관통하도록 삽입된 상기 삽입부의 단부를 덮는 고정 캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 패턴 형성장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 이송 벨트를 이송시키는 다수의 롤러를 포함하는 이송부를 더 포함하 고, 상기 이송부는 이송되는 상기 이송 벨트에서 돌출된 상기 고정 캡을 수용하기 위한 수용 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 패턴 형성장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 이송 벨트는 돌출 형성되는 삽입부를 포함하고, 상기 마스크는 상기 삽입부와 결속되기 위한 결속 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 패턴 형성장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 이송 벨트의 두께는 상기 마스크보다 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 패턴 형성장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 회전 드럼을 향하여 상기 마스크를 진행시키는 내부 이송롤 및, 상기 회전 드럼에서 외부로 이송되도록 상기 마스크를 진행시키는 외부 이송롤을 더 포함하는 것을 특징하는 박막 패턴 형성장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 내부 이송롤 및 상기 외부 이송롤은,

   상기 이송 벨트의 폭에 대응되도록 형성되며 상기 이송 벨트를 수용하기 위 한 수용 공간을 제공하는 수용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 패턴 형성장치.

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