KR101183874B1

KR101183874B1 - 직물형 인쇄회로기판 제작도구, 제작방법 및 이를 이용한 직물형 인쇄회로기판

Info

Publication number: KR101183874B1
Application number: KR1020110000816A
Authority: KR
Inventors: 유회준; 이슬기
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2011-01-05
Filing date: 2011-01-05
Publication date: 2012-09-19
Also published as: KR20120079574A

Abstract

본 발명의 직물형 인쇄회로기판 제작도구는 서로 다른 종류의 유체를 담을 수 있도록 서로 분리된 복수의 유체부를 포함하는 용기와 노즐을 포함하는 본체; 상기 복수의 유체부 중 어느 하나를 선택하는 유체 선택부; 및 상기 유체 선택부에 의해 선택된 유체부로부터 상기 노즐을 통해 외부로 나가는 유체의 두께를 선택하는 두께 조절부를 포함한다.

Description

직물형 인쇄회로기판 제작도구, 제작방법 및 이를 이용한 직물형 인쇄회로기판 {Manufacturing Apparatus and Manufacturing Method for Fabric Type Circuit Board and Fabric Type Circuit Board manufactured therefrom }

본 발명은 직물형 인쇄회로기판 제작도구, 제작방법 및 이를 이용한 직물형 인쇄회로기판에 관한 것이다.

직물형 인쇄회로기판은 일반적으로 사용하는 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)에 비해서 그 유연성이나 인체 친화성, 착용성이 뛰어나기 때문에 착용형 컴퓨터 시장에서 크게 각광받을 것으로 기대된다. 특히 건강관리 분야뿐만 아니라 엔터테인먼트 분야에 적용했을 때에도 많은 이점이 있을 것으로 기대된다. 예컨대, 옷에 장식을 위해 부착하는 엠블럼(emblem)과 결합하여 음악 재생이나 LED (Light Emitting Diode) 점멸 등의 효과를 나타낼 수 있다. 그런데 이렇게 엔터테인먼트 용으로 제작되는 직물형 인쇄회로기판의 경우 사람들의 개인 취향에 맞게 직접 DIY(Do It Yourself) 타입으로 제작할 필요가 있다.

하지만, 지금까지 제안된 직물형 인쇄회로기판의 제작방법으로는 DIY 타입의 직물형 인쇄회로기판의 제작이 거의 불가능하다. 이는 기존의 방법이 고가의 실크스크린(silkscreen) 장비 또는 스퍼터링(sputtering) 장비를 기본 인프라구조로서 요구하기 때문이다. 따라서, 기성제품으로서 개발된 상품의 이용은 가능하지만, 일반인이 직접 직물형 인쇄회로기판을 디자인하고 제작하는 것은 비용이나 장비 측면에서 어려워 한계가 존재하였다.

본 발명은 종래의 필요성을 충족시키기 위해 안출된 것으로써, 직물형 인쇄회로기판을 DIY 타입으로 제작할 수 있는 제작도구 및 그 제작방법을 제공하는데 그 목적이 있다. 또한, 본 발명은 직물형 인쇄회로기판의 제작 후 수정이 용이한 DIY 타입의 제작도구 및 그 제작방법을 제공하는데 그 목적이 있다. 또한, 본 발명은 휴대가 가능한 직물형 인쇄회로기판의 제작도구를 제공하는데 그 목적이 있다. 또한, 본 발명은 상기와 같은 제작도구 및 제작방법에 따라 제작된 직물형 인쇄회로기판을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 직물형 인쇄회로기판 제작도구는 서로 다른 종류의 유체를 담을 수 있도록 서로 분리된 복수의 유체부를 포함하는 용기와 노즐을 포함하는 본체; 상기 복수의 유체부 중 어느 하나를 선택하는 유체 선택부; 및 상기 유체 선택부에 의해 선택된 유체부로부터 상기 노즐을 통해 외부로 나가는 유체의 두께를 선택하는 두께 조절부를 포함한다.

본 발명에 따른 직물형 인쇄회로기판 제작방법은 본 발명에 따른 직물형 인쇄회로기판 제작도구를 이용하며, 상기 복수의 유체부 중 어느 하나를 선택하는 단계; 상기 선택하는 단계에서 선택된 유체부로부터 상기 노즐을 통해 외부로 나가는 유체의 두께를 선택하는 단계; 상기 유체를 직물형 기판에 도포하여 패턴을 형성하는 단계; 상기 패턴을 균일하게 하는 단계; 및 상기 균일하게 된 패턴을 건조하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 직물형 인쇄회로기판은 본 발명에 따른 직물형 인쇄회로기판 제작방법에 따라 형성된다.

본 발명에 따르면 DIY 타입으로 직물형 인쇄회로기판에 인쇄되는 패턴의 두께 선택, 패턴의 균일성, 건조, 패턴의 수정, 및 적층 구조의 제작 등을 지원할 수 있는 직물형 인쇄회로기판의 제작도구 및 제작방법을 제공할 수 있다. 본 발명에 따르면 휴대가 가능한 직물형 인쇄회로기판의 제작도구를 제공할 수 있다. 본 발명에 따르면 사용자의 기호에 따라 제작된 착용형 컴퓨터의 기반인 직물형 인쇄회로기판을 제공할 수 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 직물형 기판에 패턴을 형성하는 제작도구를 나타낸다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 직물형 인쇄회로기판의 제작도구의 두께 조절부를 간략히 나타낸다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 직물형 인쇄회로기판의 제작도구의 유체 선택부를 간략히 나타낸다.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 직물형 인쇄회로기판의 제작방법을 나타낸다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면들 중 인용부호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 인용부호들로 표시됨을 유의해야 한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 직물형 기판(100)에 패턴을 형성하는 제작도구(200)를 나타낸다.

상기 기판(100)은 얇은 플라스틱, 종이 또는 직물과 같은 유연한 기판일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 직물형 인쇄회로기판 제작도구(200)는 서로 다른 종류의 유체를 담을 수 있도록 서로 분리된 복수의 유체부를 포함하는 용기(250)와 상기 용기에 담긴 유체를 외부로 내보내는 노즐(220)을 포함하는 본체, 상기 복수의 유체부 중 어느 하나를 선택할 수 있는 유체 선택부(261,262), 및 상기 유체 선택부에 의해 선택된 유체부로부터 상기 노즐을 통해 외부로 나가는 유체의 두께를 선택하는 두께 조절부(271,272)를 포함한다.

바람직하게, 본 발명의 실시예에 따른 직물형 인쇄회로기판 제작도구(200)는 사용자의 편의성을 위해 펜 형태를 가질 수 있다. 이러한 형상으로 인해 사용자는 글씨를 쓰거나 그림을 그리듯이 상기 제작도구(200)를 사용하여 직물형 기판(100) 상에 패턴을 형성할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 직물형 인쇄회로기판 제작도구(200)의 유체를 담는 용기(250)는 서로 다른 종류의 유체를 담을 수 있도록 분리막(251)에 의해 분리된 복수의 유체부를 포함한다. 예컨대, 상기 용기는 제1유체와 제2유체를 각각 담을 수 있는 제1유체부(252) 및 제2유체부(253)를 포함할 수 있다. 상기 제1유체는 전도성 용액이고 상기 제2유체는 비전도성 용액일 수 있다. 상기 전도성 용액은 금, 은, 구리 및 알루미늄 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 비전도성 용액은 에폭시(epoxy) 및 폴리우레탄(polyurethane) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

이와 같이 하나의 제작도구에 전도성 용액과 비전도성 용액을 모두 담을 수 있으므로 사용자는 필요에 따라 전도성 용액과 비전도성 용액을 자유롭게 선택하여 기판상에 도포할 수 있다. 예컨대, 전도성 용액은 기판(100) 상에 회로 패턴을 형성하는 경우에 사용되고, 비전도성 용액은 적층 구조를 위한 절연층을 도포하는 경우 또는 회로 패턴에 수정이 필요한 경우에 상기 회로 패턴 상에 도포될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예에 따른 제작도구(200)가 두 개의 유체부를 포함하는 경우를 예시하였지만, 필요에 따라 서로 다른 유체를 담을 수 있는 3개 이상의 유체부를 구비할 수 있다.

도2은 본 발명의 실시예에 따른 직물형 인쇄회로기판의 제작도구의 유체 선택부(261, 262)를 나타낸다. 예컨대, 본 발명의 실시예에 따른 유체 선택부는 상기 제작도구(200)의 외부 표면의 특정 영역에 형성된 조작부(262)와 상기 조작부의 이동에 따라 움직이는 내부 판막(261)으로 구성될 수 있다.

도2에 도시된 바와 같이, 상기 유체 선택부는 기계식의 위치 조절방식을 사용한 것이 예시되나, 상기 유체 선택부는 전자식의 버튼 입력 방식으로 사용자가 외부에서 유체를 선택할 수 있도록 형성될 수 있다.

상기 판막(261)은 상기 판막에 의해 막히지 않은 유체부로부터 유체가 노즐을 통해 외부로 나갈 수 있도록 한다. 예컨대, 상기 판막(261)이 제1유체부(252)를 막는 위치에 있는 경우 제2유체부(253)로부터 제2유체가 상기 제작도구(200)로부터 기판(100)으로 도포될 수 있다. 상기 판막(261)이 제2유체부(253)를 막는 위치에 있는 경우 제1유체부(252)로부터 제1유체가 기판(100)에 도포될 수 있다.

상기 용기가 3개 이상의 유체부를 포함하는 경우 상기 판막(261)은 선택된 어느 하나의 유체부를 제외한 나머지 유체부를 막도록 형성될 수 있다. 따라서, 상기 선택된 유체부로부터의 유체만이 상기 제작도구(200)의 외부로 배출될 수 있다.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 직물형 인쇄회로기판의 제작도구의 두께 조절부(271,272,273)를 간략히 나타낸다. 상기 두께 조절부는 상기 노즐을 통해 기판 위에 도포되는 유체의 두께를 조절한다. 상기 두께 조절부는 복수의 관통구멍(H)이 형성된 두께 조절막(271)을 포함한다. 상기 복수의 관통구멍(H)은 서로 다른 너비를 갖는다. 따라서, 상기 서로 다른 너비를 갖는 관통구멍(H)을 통해 유체가 기판에 도포되는 경우 패턴의 두께가 서로 다르게 형성된다. 따라서, 유체가 통과할 관통구멍(H)을 선택함으로써 패턴의 두께를 조절할 수 있다.

상기 두께 조절부는 일부에 개구부가 형성된 개폐막(273)을 포함할 수 있다. 상기 개구부는 상기 두께 조절막(271)에 형성된 복수의 관통구멍(H) 중 하나의 구멍만이 노즐(220)과 소통하도록 하며 나머지 관통구멍들은 막는 형태를 가질 수 있다.

상기 두께 조절부는 조작부(272)를 포함할 수 있으며, 상기 조작부(272)를 조작하여 상기 개폐막(273)을 이동시킬 수 있다. 상기 조작부(272)는 개구부가 필요한 너비의 관통구멍에 대응하도록 상기 개폐막(273)을 이동시킬 수 있다.

도3에서 상기 두께 조절부는 상기 조작부(272)를 돌려서 필요한 두께를 선택할 수 있는 기계식의 위치 조절 방식으로 동작하는 구조가 예시되지만, 디지털 숫자를 입력하거나 버튼을 누르는 등의 전자식 조절 방식으로 동작하는 구조가 패턴의 두께를 선택하기 위해 사용될 수 있다.

전술한 두께 조절부는 단지 일 실시예일 뿐이며, 실시예에 따라 상기 두께 조절부는 다른 구조를 통하여 패턴의 두께를 조절하는 것도 가능하다. 예컨대, 사용자의 선택에 따라 노즐의 지름을 조절하도록 함으로써 두께 조절부가 구현될 수 있다.

이와 같은 방식으로 기판(100)상의 집적도나 패턴의 저항 등을 고려하여 다양한 두께의 패턴을 사용자의 선택에 따라 기판에 형성할 수 있다.

상기 유체 선택부(261,2262)로부터 선택된 유체부로부터의 유체가 상기 두께 선택부(271,272,273)에 의해 선택된 관통구멍을 통해 노즐(220)을 이용하여 기판(100) 상에 도포될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 제작도구(200)는 상기 기판(100) 상에 도포된 상기 패턴(210)의 높이를 평탄하게 하는 스크래퍼부(230)를 더 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 스크래퍼부(230)의 양 모서리 부분이 상기 기판(100)에 닿을 수 있게 제작하여 상기 패턴(210)의 높이를 균일하게 형성할 수 있다.

또한, 실시예에 따라 상기 제작도구(200)는 상기 패턴을 건조시키는 건조부(240)를 더 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 건조부(240)는 온풍으로 상기 패턴을 건조시킬 수 있다.

실시예에 따라, 상기 스크래퍼부(230) 및 상기 건조부(240)는 상기 제작도구(200)에 통합될 수 있으며, 또한 착탈식으로 상기 제작도구(200)에 부착되는 것도 가능하다.

본 발명의 실시예에 따른 직물형 인쇄회로기판 제작도구(200)를 이용하여 기판(100)에 패턴을 형성하는 과정이 도4를 참조하여 설명된다.

우선, 회로 패턴, 적층 제작 및 패턴 수정과 같은 사용 목적에 따라 용기 내에 있는 다수의 유체 중 유체 선택부(261,262)를 조작하여 기판에 도포할 유체를 선택한다(300s). 사용하고자 하는 목적 및 위치에 따라 상기 두께 조절부(271,272,273)를 조작하여 도포되는 유체의 두께를 선택한다(310s). 상기 선택된 유체를 선택된 두께로 기판(100)에 도포하여 패턴(210)을 형성한다(330s). 스크래퍼부(230)를 이용하여 상기 기판(100)에 도포된 패턴을 평탄화한다(330s). 마지막으로, 건조부(240)를 통해 상기 평탄화된 패턴을 건조한다(340s).

만약 상기 패턴의 수정이나 적층 구조의 패턴을 형성하고자 하는 경우 다시 상기 유체 선택단계(300s)부터 상기 단계들을 반복적으로 수행할 수 있다. 이로써 본 발명의 실시예에 따른 DIY 타입 직물형 인쇄회로기판이 제작될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 직물형 기판
200: 직물형 인쇄회로기판 제작도구
210: 패턴
220: 노즐
230: 스크래퍼부
240: 건조부
250: 용기
261,262: 유체 선택부
271,272,273: 두께 조절부

Claims

서로 다른 종류의 유체를 담을 수 있도록 서로 분리된 복수의 유체부를 포함하는 용기와 노즐을 포함하는 본체;
상기 복수의 유체부 중 어느 하나를 선택하는 유체 선택부; 및
상기 유체 선택부에 의해 선택된 유체부로부터 상기 노즐을 통해 외부로 나가는 유체의 두께를 선택하는 두께 조절부를 포함하는,
직물형 인쇄회로기판 제작도구.
제1항에 있어서,
상기 노즐을 통해 외부로 나가는 유체는 직물형 기판 상에 도포되어 패턴을 형성하며,
상기 패턴의 높이를 평탄하게 하는 스크래퍼부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제작도구.
제2항에 있어서,
상기 직물형 기판은 플라스틱, 종이 또는 직물을 포함하는 유연한 기판인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 제작도구.
제2항에 있어서,
상기 패턴을 건조시키는 건조부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직물형 인쇄회로기판 제작도구.
제4항에 있어서,
상기 스크래퍼부와 상기 건조부 중 적어도 하나는 상기 본체에 착탈식으로 부착되는 것을 특징으로 하는 직물형 인쇄회로기판 제작도구.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 유체부는 전도성 유체를 담을 수 있는 제1유체부와 비전도성 유체를 담을 수 있는 제2유체부를 포함하는 것을 특징으로 하는 직물형 인쇄회로기판 제작도구.
청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제6항에 있어서,
상기 전도성 유체는 금, 은, 구리 및 알루미늄 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 직물형 인쇄회로기판 제작도구.
청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제6항에 있어서,
상기 비전도성 유체는 에폭시 및 폴리우레탄 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 직물형 인쇄회로기판 제작도구.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유체 선택부는 상기 복수의 유체부 중 어느 하나의 유체부의 유체만이 상기 노즐을 통해 외부로 나가도록 허용하는 판막을 포함하며, 상기 유체 선택부는 상기 판막을 이동하도록 함으로써 유체를 선택하는 것을 특징으로 하는 직물형 인쇄회로기판 제작도구.
제9항에 있어서,
상기 유체 선택부는 기계식 위치 조절 방식이나 전자식 입력 방식으로 상기 판막을 이동하도록 하는 것을 특징으로 하는 직물형 인쇄회로기판 제작도구.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 두께 조절부는 복수의 관통 구멍이 형성된 두께 조절막 및 상기 복수의 관통 구멍 중 어느 하나를 통해 유체가 상기 노즐을 통해 외부로 나가도록 허용하는 개폐막을 포함하며,
상기 복수의 관통 구멍은 서로 다른 너비를 가지며,
상기 두께 조절부는 상기 개폐막을 이동하도록 함으로써 상기 노즐을 통해 외부로 나가는 유체의 두께를 선택하는 것을 특징으로 하는 직물형 인쇄회로기판 제작도구.
제11항에 있어서,
상기 두께 조절부는 기계식 위치 조절 방식이나 전자식 입력 방식으로 상기 개폐막을 이동하도록 하는 것을 특징으로 하는 직물형 인쇄회로기판 제작도구.
청구항 제1항에 따른 직물형 인쇄회로기판 제작도구를 이용하여 직물형 인쇄회로기판을 제작하는 방법으로서,
상기 복수의 유체부 중 어느 하나를 선택하는 단계;
상기 선택하는 단계에서 선택된 유체부로부터 상기 노즐을 통해 외부로 나가는 유체의 두께를 선택하는 단계; 및
상기 유체를 직물형 기판에 도포하여 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 직물형 인쇄회로기판 제작방법.
제13항에 있어서,
상기 패턴의 높이를 평탄하게 하는 단계; 및
상기 평탄하게 된 패턴을 건조하는 단계를 더 포함하는 직물형 인쇄회로기판 제작 방법.
제14항에 있어서,
상기 유체부를 선택하는 단계, 상기 유체의 두께를 선택하는 단계, 상기 패턴을 형성하는 단계, 상기 패턴의 높이를 평탄하게 하는 단계 및 상기 패턴을 건조하는 단계를 순서대로 반복하는 단계를 더 포함하는 직물형 인쇄회로기판 제작방법.
청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

청구항 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따라 직물형 기판상에 제작된 직물형 인쇄회로기판.
제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 직물형 기판은 플라스틱, 종이 또는 직물을 포함하는 유연한 기판인 것을 특징으로 하는 직물형 인쇄회로기판 제작방법.