KR101282327B1 - 미세 금속 패턴을 가지는 필름 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

미세 금속 패턴을 가지는 필름 및 이에 적합한 제조 방법이 개시된다.
미세 금속 패턴을 가지는 필름에 있어서 미세 금속 패턴은 전주도금에 의해 형성되고 필름에 전사된다.
또한, 미세 금속 패턴을 형성하는 과정은 상기 미세 금속 패턴이 양각된 표면 형상을 가지는 도전성 기판을 준비하는 과정; 상기 도전성 기판의 음각 부분에 비도전성 재질을 표면과 평탄하도록 함입시켜 전주도금을 위한 마스터를 얻는 과정; 및 상기 마스터상에 전주도금을 시행하여 미세 금속 패턴을 형성하는 과정을 포함한다.

Description

미세 금속 패턴을 가지는 필름 제조 방법 {Method for manufacturing film with metal fine pattern}
본 발명은 미세 금속 패턴（Metal Fine Pattern; MFP)을 가지는 필름에 관한 것으로서, 특히 전주도금(electroforming)에 의해 형성된 미세 금속 패턴을 가지는 필름 및 이에 적합한 제조 방법에 관한 것이다.
오늘날 미세 금속 패턴을 이용하여 디자인 로고, 카드 디자인, 바이오센서(Bio-sensor) 전극, 단면 안테나 등을 만드는 것이 점차로 활성화되고 있다. 여기서, 미세 금속 패턴이란 수십㎛~수mm의 선폭, 수십㎛~수백㎛의 두께를 가지는 금속 구조물을 말한다.
이러한 미세 금속 패턴에 대해서는 섬세함, 미려함, 정밀함 등이 요구되나 종래의 미세 금속 패턴 제조 방법은 이러한 요구에 부응하지 못하였다. 또한, 동일한 제품을 대량생산하는 것이 가능하여야 하지만 종래의 제조 방법은 이를 충족시킬 수가 없었다.
미세 금속 패턴을 얻기 위한 종래의 방법으로서 에칭 기술을 이용하는 것과 포토 리소그래피 기술을 이용하는 것이 있다.
도 1은 에칭 기술을 이용하는 종래의 방법에 의해 형성된 미세 금속 패턴의 단면을 도시한다.
에칭 기술을 이용하는 종래의 방법은 PI 필름 상에 동박을 입히고, 에칭에 의해 동박으로부터 불필요한 부분을 제거함으로써 미세 금속 패턴을 얻는 것이다. 이러한 에칭 기술을 이용하는 방법은 패턴의 두께는 일정하지만 도 1에 도시되는 바와 같이 에칭 정도에 따라 패턴의 에지 형상이 불균일하고 표면이 거칠게 되는 문제점이 있다.
또한, 폴리이미드 필름(PI 필름)만이 사용 가능하므로 단가가 비싸고, 에칭 공정에 소요되는 유독성 화학 물질들로 인하여 폐수처리 시설을 별도로 갖추어야 하는 등의 문제점도 있다.
도 2는 포토 리소그래피 기술을 이용하는 종래의 방법에 의해 형성된 미세 금속 패턴의 단면을 도시한다.
포토 리소그래피 기술을 이용하는 방법은 포토 리소그래피 기술을 이용하여 경면SUS(Steel Use Stainless) 상에 포토레지스트에 의한 패턴을 형성하고, 이 패턴 상에 도금을 시행하여 필요한 미세 금속 패턴을 얻는 것이다.
포토 리소그래피 기술을 이용하는 종래의 방법은 먼저, 경면 SUS 상에 포토레지스트를 도포하고, 필름 마스킹을 수행한 후, 노광 현상하여 메인 패턴을 형성한다. 여기서, 메인 패턴이란 얻고자 하는 미세 금속 패턴에 상응하는 형상을 가지며 그 위에 도금(electroplating)을 시행하여 얻고자 하는 미세 금속 패턴이 형성되는 것을 말한다.
메인 패턴 상에 도금을 하여 미세 금속 패턴을 형성한 다음 포토레지스트를 세척하여 제거한다.
이러한 포토 리소그래피를 이용하는 종래의 방법은 공정이 복잡할 뿐만 아니라, 포토레지스트 제거 과정에서 포토레지스트가 완벽하게 제거되지 않아 미세, 미려, 정밀한 미세 금속 패턴을 얻기 어렵고 불량률이 높다는 등의 문제점이 있다.
또한, 도 2의 상측 도면(도 2(a))에 도시되는 바와 같이 미세 금속 패턴의 하단으로부터 포토레지스트의 높이에 해당하는 만큼의 단차가 존재하며, 동일한 전류 밀도 하에서도 단차의 높이 등 그 형상이 일정치 않다는 문제점이 있다.
또한, 포토레지스트의 도포량이 균일하지 않을 경우, 도 2의 하측 도면(도 2(b))의 우측에 도시되는 바와 같이 두께 편차가 발생할 뿐만 아니라 인접된 패턴들이 서로 다른 선폭을 가지게 된다. 도 2(b)에 있어서 우측은 좌측보다 포토레지스트의 두께가 얇아서 패턴간의 간격이 좌측보다 훨씬 좁아진 것을 알 수 있다.
또한, 포토 리소그래피를 이용하는 종래의 방법은 기계화 및 자동화가 불가능하여 생산성이 좋지 않은 문제점도 있다.
기타 인쇄를 이용한 방법이 있으나 이 방법은 미세 금속 패턴의 밀도가 일정치 않고 인쇄 도포량에 따라 두께가 일정하지 않게 되는 등의 문제점들이 있다.
본 발명은 상기의 문제점들의 적어도 일부를 해결하기 위하여 안출된 것으로서 전주 도금에 의해 형성된 미세 금속 패턴을 가지는 필름을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기의 미세 금속 패턴을 가지는 필름의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 미세 금속 패턴을 가지는 필름은
필름층;
접착제층; 및
전주도금에 의해 형성되고 상기 접착제층에 의해 상기 필름층 상에 전사된 미세 금속 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 필름층은 폴리머 재질의 필름으로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 전사는 열압착 방법에 의해 수행되는 것이 바람직하다.
열압착시의 전사온도는 80~200℃이고 압력은 0.1~5㎏/㎠ 인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 접착제는 핫멜트(hot-melt) 계열의 접착제인 것이 바람직하다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 미세 금속 패턴을 가지는 필름의 제조 방법은
전주도금에 의해 전주도금용 마스터 상에 미세 금속 패턴을 형성하는 과정;
필름 상에 접착제를 도포하는 과정; 및
상기 미세 금속 패턴을 상기 필름에 전사하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 전주도금에 의해 미세 금속 패턴을 형성하는 과정은
상기 미세 금속 패턴이 양각된 표면 형상을 가지는 도전성 기판을 준비하는 과정;
상기 도전성 기판의 음각 부분에 비도전성 재질을 표면과 평탄하도록 함입시켜 전주도금을 위한 마스터를 얻는 과정;
상기 마스터 상에 전주도금을 시행하여 미세 금속 패턴을 형성하는 과정을 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 도전성 기판의 양각 패턴은 에칭 혹은 기계가공 방법을 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 도전성 기판의 음각 부분에 함입되는 비도전성 재질은 폴리머 레짐 혹은 실리콘인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 전주 도금과정은 제조하고자 하는 미세 금속 패턴의 재질에 따른 전해 및 무전해 전착금속을 도금하는 것이 바람직하다. 또한 종류가 다른 금속을 이회 이상 반복하여 도금할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전주 도금을 이용하므로 수십 ㎛ ~수 mm 선폭, 수십~수백㎛ 의 두께를 가지는 섬세. 미려, 정밀한 미세 금속 패턴을 가지는 필름을 제공한 수 있다.
또한, 본 발명의 미세 금속 패턴을 가지는 필름 제조 방법에 따르면 포토레지스트나 에칭에 의한 방식과는 다르게 잔류 물질이 없는 깨끗한 제품을 생산할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 경면처리된 평탄면을 가지는 도전성 기판을 마스터로서 사용하기 때문에 마스터를 반복 사용하여도 재현성이 우수한 제품을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 전주 도금 및 전사로 이루어지는 간단한 공정을 통해 미세 금속 패턴을 가지는 필름을 얻을 수 있으므로 대량생산에 유리하다.
도 1은 에칭 기술을 이용하는 종래의 방법에 의해 형성된 미세 금속 패턴의 단면을 도시한다.
도 2는 포토 리소그래피 기술을 이용하는 종래의 방법에 의해 형성된 미세 금속 패턴의 단면을 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 미세 금속 패턴을 가지는 필름의 형상을 보이는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 미세 금속 패턴을 가지는 필름의 제조 방법을 보이는 흐름도이다.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명에 따른 금속 미세 금속 패턴을 가지는 필름의 제조 방법의 변형 실시예들을 보이는 것이다.
도 6은 본 발명의 미세 금속 패턴 제조 방법에서 사용되는 전주도금용 마스터를 형성하는 방법 및 이를 이용하여 전주도금을 수행하는 것을 도시한다.
도 7은 종래의 방법들과 본 발명의 미세 금속 패턴을 가지는 필름 제조 방법을 비교하기 위해 도시된 것이다.
도 8은 단면 안테나를 위한 미세 금속 패턴을 가지는 필름의 예를 보인다.
도 9는 카드 디자인을 위한 미세 금속 패턴을 가지는 필름의 예를 보인다.
도 10은 바이오센서 전극을 위한 미세 금속 패턴을 가지는 필름의 예를 보인다.
도 11은 카드 디자인을 위한 미세 금속 패턴을 가지는 필름의 예를 보인다.
도 12는 카드 및 로고 디자인을 위한 미세 금속 패턴을 가지는 필름의 예를 보인다.
도 13은 로고 디자인을 위한 미세 금속 패턴을 가지는 필름의 예를 보인다.
도 14는 본 발명의 미세 금속 패턴을 가지는 필름 제조 방법에 의해 형성된 미세 금속 패턴의 단면 형상을 도시한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명하기로 한다. 본 발명에 있어서, 메인 패턴은 미세 금속 패턴을 형성하기 위하여 전주도금용 마스터 상에 형성되는 패턴을 말하며 미세 금속 패턴의 수평 단면과 동일한 형상을 갖는 것으로 가정된다.
도 3은 본 발명에 따른 미세 금속 패턴을 가지는 필름의 형상을 보이는 단면도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 미세 금속 패턴을 가지는 필름(300)은 필름층(302), 필름층(300)상에 도포된 접착제층(304), 전주도금에 의해 형성되고 접착제층(304)에 전사된 미세 금속 패턴(306)을 포함한다.
필름층(302)으로서 모든 종류의 폴리머 필름 예를 들어, PVC, PI, PET, PET-G 등이 사용될 수 있다.
접착제층(304)을 형성하기 위한 접착제로서는 수성, 유성, 열가소성, 열경화성 등의 모든 종류의 접착제가 사용될 수 있으나 핫멜트(hot melt) 계열의 접착제가 전사시 좀 더 유리한 것으로 파악되고 있다. 이러한 접착제는 사용된 폴리머 필름의 종류뿐만 아니라 베이스 도금과의 접착 유지력을 고려하여 결정된다.
전해액 중에서 음극과 양극을 대향시켜 통전시키면 양극쪽에서는 전해용출이 일어나지만 음극쪽에서는 금속 이온이 방전하여 전착현상을 일으킨다. 전주 도금(electroforming)은 이와 같은 전착 현상을 이용하여 원형과 반대되는 형상의 제품을 만드는 기술이다.
즉, 마스터(master, 모형) 상에 필요로 하는 형상 및 두께로 금속을 전착시킨 후, 이 전착층을 마스터로부터 분리시켜서 원하는 복제물을 얻게 된다. 전기 도금(electroplating)은 모형과 전착층의 밀착성이 요구되지만 전주도금은 밀착성이 중요하지 않게 된다.
전주 도금에 의해 얻어지는 금속 구조물은 화학적으로 안정되어 있기 때문에 우수한 외형과 전기적 특성을 보인다.
도 4는 본 발명에 따른 미세 금속 패턴을 가지는 필름의 제조 방법을 보이는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 미세 패턴을 가지는 미세 금속 패턴의 제조 방법은, 마스터 준비 과정(s402), 마스터 정면(淨面) 처리 과정(s404), 세척 과정(s406), 도금 과정(s408), 수세후 건조 과정(s410), 접착제 도포 과정(s412), 필름 전사 과정(s414) 그리고 후처리 과정(s416)을 포함한다. 여기서, 후처리 과정(s414)은 선택적으로 수행될 수 있으며, 기능성, 장식성 도금 및 내구성, 내식성 유지를 위한 코팅을 제공하기 위한 것이다.
마스터 준비 과정(s402)에서는 전주 도금을 위한 마스터를 준비한다. 마스터 상에는 제조하고자 하는 미세 금속 패턴에 상응하는 메인 패턴이 형성되어져 있다. 메인 패턴은 도전성을 드러내도록 형성되고, 메인 패턴을 제외한 부분은 부도체로 충진되고 비전도성 재질로 경면 도포된다. 이러한 마스터의 구조 및 제조 방법은 이후에 상세히 설명하기로 한다.
마스터 정면 처리 과정(s404)에서는 준비된 마스터에 대하여 기계적 연마 및 화학적 연마를 수행한다. 기계적 연마는 약 5,000회 정도의 사포질에 의해 수행되며 화학적 연마는 액상 연마제에 의해 수행된다.
도금 과정(s408)에서는 금속 전해액을 이용하여 마스터 상에 전주 도금을 수행한다. 도금 과정(s408)에서는 제조하고자 하는 미세 금속 패턴의 재질에 따라 동, 니켈, 주석, 아연, 금, 합금, 크롬 등을 전착도금하게 된다. 전착도금은 전주도금이 가능한 금속에 대하여 시행될 수 있다.
여기서, 사용할 금속에 따른 도금 조건의 예들은 다음과 같다.
동도금; 황산구리 100~200g/L, 황산 40~90g/L, 염소 40~100ppm
니켈도금; 황산니켈 200~320g/L 염화니켈 35~70g/L 붕산 30~70g/L
혹은 황산니켈 300~490g/L 염화니켈 0.5~5g/L 붕산 30~70g/L
아연도금; 금속아연 20~60g/L 청화소다 60~120ㅎ/L 가성소다 40~100g/L
주석도금; 금속주석 100~180g/L Free Acid 140~280g/L
도금 과정(s408)에서는 도금의 물성을 조정함에 의해 강도, 통전성, 박리의 용이성 등을 조절할 수 있다. 도금 강도는 도금액의 농도 및 첨가제를 이용하여 조절한다. 첨가제의 분량 및 농도는 제품의 면적, 통전성, 도금액의 농도, 첨가제의 종류 등에 따라 달라질 수 있다. 도금 과정(s408)은 제조하고자 하는 미세 금속 패턴의 재질에 따른 전해 및 무전해 전착 금속을 도금한다. 또한, 종류가 다른 금속을 2회 이상 반복하여 도금할 수도 있다.
접착제 도포 과정(s412)에서는 베이스도금과의 접착유지력이 우수한 접착제를 폴리머 필름 상에 균일하게 도포한다.
접착제로서는 수성, 유성, 열가소성, 열경화성 등의 모든 종류의 접착제가 사용될 수 있으나 핫멜트(hot melt) 계열의 접착제가 전사시 좀 더 유리한 것으로 파악되고 있다. 이러한 접착제는 사용된 수지의 종류뿐만 아니라 베이스 도금과의 접착 유지력을 고려하여 결정된다.
필름 전사 과정(s414)에서는 마스터 상에 형성된 미세 금속 패턴을 폴리머 필름으로 구성된 필름층(302)으로 전사시킨다.
필름층(302)으로서 대부분의 폴리머 필름이 사용가능하며, 미세 금속 패턴 또는 사용 용도에 맞는 가격과 내구성을 갖는 수지로 결정한다. 예를 들어, 스마트폰 안테나는 PI, 메탈스티커는 PC, 바이오센서 전극은 PET, 카드디자인은 PVC를 사용하는 것이 바람직하다.
전사는 롤 라미네이팅, 핫 프레스 등에 의해 수행될 수 있으며, 전사온도는 80~200℃이고, 압력은 0.1~5kg/cm2 인 것이 바람직하다.
전사는 롤 라미네이팅(roll laminating), 핫프레스(hot press) 등에 의해 수행될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
미세 구조를 가지거나 기체를 제거하는 과정이 필요한 미세 금속 패턴에 대해서는 롤 라미네이팅(roll laminating)이 유리하고, 복잡한 형상의 미세 금속 패턴에 대해서는 핫 프레스 방식이 유리하다.
전사의 조건은 도금의 물성, 도금의 스트레스성, 접착제 및 수지의 종류, 접착제의 양, 전사시 온도와 압력 등이 있다.
전사시의 온도는 물성과 수지에 변형이 가지 않는 범위에서 가능하다.
전사시의 압력은 미세 금속 패턴의 구조에 영향을 주지 않는 범위에서 가능하다.
바람직한 온도는 80~200℃이고, 압력은 0.1~5Kg/cm2이다. 여기서, 0.15Kg/cm2이라는 수치는 최소한의 압력을 나타내기 위한 상징적 수치로서 사용되었다. 압력을 거의 인가하지 않더라도 열만 가해지면 용이하게 전사되는 경우가 있으며, 이 경우 마스터와 필름을 접촉시키기 위한 최소한의 압력만이 필요할 뿐이다.
후처리 과정(s416)에서는 미세 금속 패턴의 외관 확보 및 색상 작업, 도전성 및 내구성 확보 등을 위한 작업이며, 필름 상의 미세 금속 패턴에 대하여 무전해 도금 혹은 투명/불투명 코팅 등을 수행하는 것이다.
무전해 도금의 경우 합금, 니켈, 동, 주석, 금, 아연, 은, 합금, 크롬 등이 사용될 수 있다. 장식성(디자인), 기능성(내구성, 신뢰성 등) 등의 확보를 위해, 적절한 도금액을 선정하고, 용도에 따라 단일 도금 및 다층도금을 선택적으로 수행할 수 있다.
모든 도금이 끝난 후 내식성, 내구성을 확보하기 위하여 미세 금속 패턴에 대하여 투명 혹은 불투명 코팅이 시행될 수 있다.
이와 같이 제조된 미세 금속 패턴을 가지는 필름으로부터 미세 금속 패턴을 하나씩 떼어 스티커 형식으로 필요한 제품(예를 들어, 카드 등) 상에 붙이거나 혹은 타발 제품(미세 금속 패턴과 필름을 일체로 사용하는 제품)으로서 사용할 수 있다.
예를 들면, 디자인용 로고나 카드 디자인 등과 같이 단순히 미세 금속 패턴만이 필요한 경우에는 스티커 형식으로 떼어서 사용하고 또한, 스마트 폰 등의 단면 안테나, 바이오센서 전극 등과 같이 타발제품으로 사용하는 경우 필요한 모양대로 프레스를 이용하여 성형 가공할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 미세 금속 패턴을 가지는 필름은 미세 금속 패턴의 이동성 및 보관성을 좋게 하고, 타발 제품의 형식으로도 사용할 수 있게 함으로써 제품의 활용도를 높인다.
본 발명에 따르면, 전주 도금을 이용하므로 수십 ㎛ ~수 mm 선폭, 수십~수백㎛ 의 두께를 가지는 섬세. 미려, 정밀한 미세 금속 패턴을 가지는 필름을 형성할 수 있다. 또한, 포토레지스트나 에칭에 의한 방식과는 다르게 잔류 물질이 없는 깨끗한 제품을 생산할 수 있다.
본 발명은 평탄면을 가지는 도전성 기판을 마스터로서 사용하기 때문에 마스터 상에 형성되는 미세 금속 패턴의 형상이 미려하게 된다.
또한, 본 발명에 의하면 경면처리된 마스터를 사용하며 전사에 의해 마스터에 손상을 주는 것이 미약하기 때문에 마스터를 반복 사용하더라도 거의 일정한 품질의 미세 금속 패턴을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 전주 도금 및 전사로 이루어지는 간단한 공정을 통해 미세 금속 패턴을 가지는 필름을 얻을 수 있으므로 대량생산에 유리하다.
또한, 본 발명에 의하면 마스터 상에 복수의 미세 금속 패턴을 한꺼번에 형성하거나, 부분적으로 서로 다른 패턴폭을 가지는 미세 금속 패턴을 형성하거나, 혹은 서로 다른 형상의 미세 금속 패턴들을 동시에 형성할 수 있기 때문에 생산성이 우수하다.
또한, 본 발명의 미세 금속 패턴 제조 방법은 상온에서 이루어질 수 있고, 공정이 간단하므로 제조 단가를 낮출 수 있어서 제품 경쟁력을 제고시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 미세 금속 패턴을 하나씩 떼어내어 스티커 형식으로 붙이거나 필름과 일체로 되는 타발 제품으로도 사용할 수 있기 때문에 제품의 활용도가 높다.
또한, 본 발명에 따르면 미세 금속 패턴이 필름 상에 부착된 상태로 취급될 수 있기 때문에 미세 금속 패턴의 보관성, 이동성, 취급의 편리성 등이 확보된다.
제품의 종류에 따른 미세 금속 패턴의 선폭의 예들은 다음과 같다.
1) 바이오센서 전극; 100㎛ ~ 10mm
2)카드 및 로고 디자인; 50㎛ ± α
3) 스마트폰 안테나 20㎛ ~ 80㎛
이들 미세 금속 패턴에 있어서 두께는 10~100㎛이다.
도 4를 참조하여 본 발명에 따른 미세 금속 패턴을 가지는 필름의 제조 방법을 설명하였지만 실제의 적용에 있어서 제품의 종류에 따라 약간씩 변형될 수 있다.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명에 따른 금속 미세 금속 패턴을 가지는 필름의 제조 방법의 변형 실시예들을 보이는 것이다.
도 5a 내지 도 5b를 참조하면, 제품의 종류에 따른 제조 방법의 변형예들은 다음과 같다. 여기서, 마스터 설계 단계는 필수적으로 수행되므로 이를 제외하였다.
1) 단면 안테나, 카드 및 로고 디자인 (도 5a)
① 마스터 준비
② 마스터 정면처리
③ 단층 혹은 다층 도금
④ 필름전사
2) 바이오센서 전극, 카드 디자인, 로고디자인 (도 5b)
① 마스터 준비
② 마스터 정면처리
③ 단층 혹은 다층 도금
④ 필름전사
⑤ 후처리(필름 상에서 시행하는 도금 혹은 투명/불투명 코팅)
여기서, ① 마스터 준비, ② 마스터 정면처리, ③ 도금 그리고 ④ 필름전사는 공통되며, 제품의 종류에 따라 다른 과정들이 추가될 수 있음을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 미세 금속 패턴 제조 방법에서 사용되는 전주도금용 마스터를 형성하는 방법 및 이를 이용하여 전주도금을 수행하는 것을 도시한다.
도 6을 참조하면, 먼저 미세 금속 패턴이 양각된 도전성 기판을 준비한다.(도 6의 1과정 참조) 양각 패턴은 에칭 혹은 기계 가공 방법을 형성될 수 있다.
도전성 기판의 볼록한 부분은 메인 패턴에 상당하게 되고, 메인 패턴을 제외한 부분은 오목하게 음각되게 된다.
다음으로 도전성 기판의 음각 부분에 비도전성 재질(부도체)을 충진하고, 충진된 부도체 상에 비도전성 경면 코팅을 수행하여 전주도금용 마스터를 얻는다. (도 6의 2과정 참조)
여기서, 도전성 기판의 음각 부분에 충진되는 비전도성 재질로서 폴리머레진 혹은 실리콘을 사용한다.
폴리머 레진은 실리콘에 비해 내구성은 다소 떨어지나 충진이 용이하고 밀착성이 우수하다는 특징이 있다.
실리콘은 폴리머 레진에 비해 내구성은 우수하나 충진이 어렵다.
이에 따라 비전도성 재질의 충진재를 선택할 때, 내구성을 요할 경우에는 실리콘을 그리고 밀착성을 요할 경우는 폴리머 레진을 사용한다.
형성된 마스터 상에 전주도금을 시행하여 미세 금속 패턴을 형성하고, 미세 금속 패턴을 필름에 전사한다. (도 6의 3과정 및 4과정 참조)
도 6에 도시된 마스터는, 음각 부분을 비도전성 물질을 충진한 후 경면 코팅하였기 때문에, 평탄한 표면을 갖는다. 이러한 평탄한 표면으로 인하여 전주 도금에 의해 형성되는 미세 금속 패턴의 주변부의 형상 및 하부 평탄도가 개선되므로 미려, 섬세한 형상의 미세 금속 패턴을 얻는 것이 가능하게 된다.
종래의 포토 리소그래피 기술을 사용하는 방법에서는 포토레지스트 의해 메인 패턴의 측벽을 형성하였기 때문에 포토레지스트의 높이만큼 미세 금속 패턴의 하부가 단턱지게 된다. 또한, 포토레지스트에 형성되는 측벽에서의 높이 편차는 미세 금속 패턴에 있어서의 높이 편차 및 피치 편차로 나타난다.
이에 비해 본 발명에서는 부도체 충진에 의해 미세 금속 패턴이 형성되는 부분만을 도전성을 가지도록 노출시킴으로써 미세 금속 패턴에 있어서 높이 및 피치의 편차를 최소화할 수 있다.
도 7은 종래의 방법들과 본 발명의 미세 금속 패턴을 가지는 필름 제조 방법을 비교하기 위해 도시된 것이다. 도 7의 좌측에 도시된 것은 종래의 포토 리소그래피 기술을 사용하는 방식에 의해 형성된 미세 금속 패턴을 도시한다. 이를 참조하면, 마스터 상에 형성되고 도금 후에 제거되는 포토레지스트의 높이만큼 미세 금속 패턴의 하부 구조가 단턱지게 되는 것을 알 수 있다.
도 7의 우측에 도시된 것은 종래의 에칭 방식에 의해 형성된 미세 금속 패턴을 도시한다. 이를 참조하면, 에칭에 의해 미세 금속 패턴의 가장자리(edge)의 모양이 불규칙하게 되는 것을 알 수 있다.
도 7의 중앙에 도시된 것이 본 발명에 따른 미세 금속 패턴을 가지는 필름 제조 방법에 의해 얻어지는 미세 금속 패턴을 도시한다. 도 7의 좌측 및 우측에 도시된 종래 기술에 의한 미세 금속 패턴들과 비교하면 본 발명에 따른 제조 방법에 의해 형성된 미세 금속 패턴의 하부 평탄도 및 가장자리 형상이 우수한 것을 알 수 있다.
도 8은 단면 안테나를 위한 미세 금속 패턴을 가지는 필름의 예를 보인다.
도 9는 카드 디자인을 위한 미세 금속 패턴을 가지는 필름의 예를 보인다.
도 10은 바이오센서 전극을 위한 미세 금속 패턴을 가지는 필름의 예를 보인다.
도 11은 카드 디자인을 위한 미세 금속 금속 패턴을 가지는 필름의 예를 보인다.
도 12는 카드 및 로고 디자인을 위한 미세 금속 패턴을 가지는 필름의 예를 보인다.
도 13은 로고 디자인을 미세 금속 패턴을 가지는 필름의 예를 보인다.
도 14는 본 발명의 미세 금속 패턴을 가지는 필름 제조 방법에 의해 형성된 미세 금속 패턴의 단면 형상을 도시한다.
본 발명에 따르면, 수십 ㎛ ~수 mm 선폭, 수십~수백㎛ 의 두께를 가지는 섬세. 미려, 정밀한 미세 금속 패턴을 가지는 필름을 형성할 수 있고, 포토레지스트나 에칭에 의한 방식과는 다르게 잔류 물질이 없는 깨끗한 제품을 생산할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 미세 패턴과 넓은 패턴을 하나의 마스터 상에서 동시에 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 스마트폰 안테나와 같은 단면 안테나, 메탈스티커, 카드디자인, 바이오센서 전극 등의 다양한 제품을 동일한 공정에 의해 생산할 수 있고, 마스터를 반복 사용하여도 재현성이 우수한 제품을 대량생산할 수 있다.
본 발명에 의하면, 제조 공정이 간단해 지므로 이에 따라 미세 금속 패턴을 가지는 필름의 생산단가를 낮추고 생산성을 높일 수 있게 된다.
302...필름층 304...접착제층
306...미세 금속 패턴

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 전주도금에 의해 전주도금용 마스터 상에 미세 금속 패턴을 형성하는 과정;
    필름 상에 접착제를 도포하는 과정; 및
    상기 미세 금속 패턴을 상기 필름에 전사하는 과정을 포함하며,
    여기서, 상기 전주도금에 의해 전주도금용 마스터 상에 미세 금속 패턴을 형성하는 과정은
    상기 미세 금속 패턴이 양각된 표면 형상을 가지는 도전성 기판을 준비하는 과정;
    상기 도전성 기판의 음각 부분에 부도체를 표면과 평탄하도록 충진하고 상기 부도체 상에 비도전성 경면 코팅을 수행하여 전주도금을 위한 마스터를 얻는 과정; 및
    상기 마스터상에 전주도금을 시행하여 미세 금속 패턴을 형성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 패턴을 가지는 필름의 제조 방법.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서, 상기 부도체는 폴리머레진 혹은 실리콘인 것을 특징으로 하는 미세 금속 패턴을 가지는 필름의 제조 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 전사과정은 열압착 방법에 의해 수행되고,
    열압착시의 전사온도는 80~200℃이고 압력은 0.1~5㎏/㎠ 인 것을 특징으로 하는 미세 금속 패턴을 가지는 필름의 제조 방법.
  10. 제6항에 있어서 상기 필름상에 접착제를 도포하는 과정은
    폴리머 필름을 준비하는 과정;
    베이스 도금과의 접착 유지력이 우수한 접착제를 준비하는 과정; 및
    상기 폴리머 필름상에 준비된 접착제를 균일하게 도포하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 패턴을 가지는 필름의 제조 방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 필름 상에 전사된 미세 금속 패턴 상에 장식성, 내식성, 내구성 향상을 위한 무전해 도금 혹은 코팅을 수행하는 후처리 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 금속 패턴을 가지는 필름의 제조 방법.
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