KR101401398B1 - 듀얼 마스크를 이용한 전자회로 인쇄 방법 - Google Patents

Abstract

듀얼 마스크를 이용한 전자회로 인쇄 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전자회로 인쇄 방법은 인쇄하고자 하는 전자회로의 회로패턴을 설계하는 1단계; 회로패턴의 패턴형태와 대응하고 회로패턴의 면적보다 작은 면적으로 개구되어 형성되는 제1 인쇄부와, 제1 인쇄부의 내부 일부에 연장 형성되어 제1 인쇄부의 내부 일부를 폐쇄하는 하나 이상의 브릿지부를 구비하는 제1 마스크를 이용하여 피인쇄물에 1차 인쇄를 수행하는 2단계; 및 회로패턴의 패턴형태 및 면적과 대응하여 형성되는 제2 인쇄부를 구비하는 제2 마스크를 이용하여 피인쇄물에 2차 인쇄를 수행하는 3단계를 포함한다.

Description

듀얼 마스크를 이용한 전자회로 인쇄 방법{METHOD FOR PRINTING ELECTRONIC CIRCUIT USING DUAL MASK}

본 발명은 전자회로 인쇄 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 듀얼 마스크를 이용한 전자회로 인쇄 방법에 관한 것이다.

스크린 인쇄(screen printing)는 오래 전부터 종이나 옷감에 이미지를 인쇄하는데 사용되어 왔고, 현재는 전통적인 인쇄뿐만이 아니라 전자회로를 인쇄하기 위한 공정에서도 많이 이용되고 있다.

이러한 스크린 인쇄는 공정이 단순하고 다양한 종류의 잉크를 사용할 수 있는 장점이 있으나, 마이크로급 크기의 패턴을 인쇄할 때에는 그 정밀도가 다소 떨어지는 문제가 있었다. 특히, 최근 전자 산업에서는 다양한 종류의 물질을 다룰 뿐만 아니라 회로의 선폭이 매우 미세하므로 상술한 스크린 인쇄의 단점을 보완할 필요가 있다.

스크린 인쇄는 크게 다음의 공정을 거친다. 우선, 잉크를 스크린에 적재한 후 스퀴지(squeegee)가 스크린 메쉬(screen mesh)를 지나가면서 잉크를 각 메쉬(mesh)의 구멍(opening)으로 통과시키는 과정과, 피인쇄물에 잉크가 인쇄된 후 표면의 평탄화와 인쇄면의 표면에너지 차이에 의해 상기 잉크가 퍼져나가는 과정과, 퍼진 잉크가 마르는 과정이 그것이다. 이 때, 스크린 인쇄에 사용되는 스크린 마스크(screen mask)는 폴리에스테르나 나일론 등의 합성 수지계 소재 또는 스테인레스 스틸 등의 금속계 소재의 것이 사용되고 있으며, 전자의 경우가 보다 정밀도 높은 인쇄가 가능하므로(이는 합성 수지계 소재가 보다 정밀한 마스크 제작이 용이하기 때문이다), 전자회로를 인쇄함에 있어서는 상기 스크린 마스크를 합성 수지계 소재를 이용하여 제작하는 경우가 많다.

최근 전자 산업에서의 회로 선폭은 매우 미세하므로, 복잡한 회로 패턴을 인쇄하기 위해서는 마스크에 개구되어 형성되는 인쇄부와 잉크가 통과되지 않는 비인쇄부가 복잡하게 형성되어야만 한다. 그런데, 합성 수지계 소재로 제조되는 종래 스크린 마스크의 경우 강성이 약하므로, 스크린 마스크를 거치할 경우 미세폭을 갖는 비인쇄부가 하방으로 처지는 문제점이 발생하였다. 즉, 하나의 인쇄부와 인접한 다른 하나의 인쇄부 사이에 형성되는 비인쇄부가 스크린 마스크의 약한 강성으로 인하여 하방으로 처지게 되는 것이다. 이는 미세한 전자 회로를 인쇄하기에는 부적합한 정밀도가 나타나는 결과를 야기하게 되었다.

본 발명의 실시예들에서는 정밀도를 향상시킨 전자회로 인쇄 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 인쇄하고자 하는 전자회로의 회로패턴을 설계하는 1단계; 상기 회로패턴의 패턴형태와 대응하고 상기 회로패턴의 면적보다 작은 면적으로 개구되어 형성되는 제1 인쇄부와, 상기 제1 인쇄부의 내부 일부에 연장 형성되어 상기 제1 인쇄부의 내부 일부를 폐쇄하는 하나 이상의 브릿지부를 구비하는 제1 마스크를 이용하여 피인쇄물에 1차 인쇄를 수행하는 2단계; 및 상기 회로패턴의 패턴형태 및 면적과 대응하여 형성되는 제2 인쇄부를 구비하는 제2 마스크를 이용하여 상기 피인쇄물에 2차 인쇄를 수행하는 3단계를 포함하는 전자회로 인쇄 방법이 제공될 수 있다.

이 때, 상기 제1 마스크는 금속으로 형성되고, 상기 제2 마스크는 합성 수지계 소재로 형성될 수 있다.

또한, 상기 회로패턴은 스파이럴 형태일 수 있다.

또한, 상기 2단계의 1차 인쇄에서 상기 브릿지부는 비인쇄부에 해당되고, 상기 3단계의 2차 인쇄에서 상기 브릿지부에 대응하는 면적을 인쇄할 수 있다.

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본 발명의 실시예들은 회로패턴의 면적보다 작은 면적으로 개구되어 형성되는 제1 인쇄부와, 상기 제1 인쇄부의 내부 일부에 연장 형성되는 브릿지부를 구비하는 제1 마스크를 이용하여 피인쇄물에 1차 인쇄를 수행하고, 상기 회로패턴의 면적과 대응하여 형성되는 제2 인쇄부를 구비하는 제2 마스크를 이용하여 피인쇄물에 2차 인쇄를 수행함으로써, 전자회로의 인쇄 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 제1 마스크를 금속으로 제작하고 제1 인쇄부의 내부 일부를 폐쇄하는 브릿지부를 구비함으로써, 마스크의 거치시에 비인쇄부 처짐 현상을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자회로 인쇄 방법에 사용되는 제1 마스크를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 제1 마스크를 이용하여 피인쇄물에 1차 인쇄를 수행한 결과를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자회로 인쇄 방법에 사용되는 제2 마스크를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 2의 제2 마스크를 이용하여 피인쇄물에 2차 인쇄를 수행한 결과를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자회로 인쇄 방법은 인쇄하고자 하는 전자회로의 회로패턴을 설계하는 1단계와, 제1 인쇄부와 브릿지부를 구비하는 제1 마스크를 이용하여 피인쇄물에 1차 인쇄를 수행하는 2단계와, 제2 인쇄부를 구비하는 제2 마스크를 이용하여 상기 피인쇄물에 2차 인쇄를 수행하는 3단계를 포함한다.

본 명세서에서 '전자회로'는 각종 전자 디바이스, 전자 소자에 이용되는 각종 회로로써, 마이크로급 내지 밀리미터급의 미세 회로를 의미한다. 상기 1단계에서는 이와 같은 전자회로의 회로패턴을 설계하는 것이고, 상기 회로패턴의 설계는 공지의 방법으로 이루어질 수 있는 바, 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 또한, 회로패턴은 다양한 형태로 형성될 수 있으며 특정 형태로 한정되는 것이 아니다. 다만, 본 명세서 및 첨부된 도면에서는 설명의 편의를 위해서 상기 회로패턴이 안테나 회로에 일반적으로 사용되는 스파이럴(spiral) 형태인 경우를 중심으로 설명하기로 한다.

상기와 같은 회로패턴을 설계한 후에는, 제1 마스크를 이용하여 피인쇄물에 1차 인쇄를 수행하게 된다(이상 1단계).

관련하여, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자회로 인쇄 방법에 사용되는 제1 마스크(100)를 개략적으로 도시한 도면이다.

제1 마스크(100)는 스크린 메쉬(screen mesh) 형태로 형성될 수 있으며, 잉크가 통과하여 피인쇄물에 인쇄되기 위한 인쇄부(110)와, 상기 인쇄부(110)의 내부 일부를 폐쇄하는 브릿지부(121)를 구비할 수 있다.

제1 마스크(100)는 금속으로 형성될 수 있으며, 상기 금속은 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 니켈, 크롬, 알루미늄 등이 있다. 제1 마스크(100)가 금속으로 형성되는 경우에는 마스크의 강성을 확보할 수 있다는 장점이 있으며, 후술할 바와 같이 제1 마스크(100)를 금속으로 형성하고 제2 마스크(200, 도 3 참조)를 합성 수지계 소재로 형성할 경우에는 마스크의 강성과 정밀도를 상호 보완할 수 있다.

인쇄부(110)는 제1 마스크(100)에 회로패턴의 패턴형태와 대응하도록 개구되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 회로패턴의 패턴형태가 스파이럴 형태인 경우에 인쇄부(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 패턴형태에 대응하도록 전체적으로 스파이럴 형태를 가지도록 형성될 수 있다. 즉, 잉크는 제1 마스크(100)에 개구되어 형성된 인쇄부(110)를 통과하여 피인쇄물에 인쇄된다.

이 때, 인쇄부(110)와 구분되는 것으로, 제1 마스크(100)에 개구되지 않은 부분은 비인쇄부(120)이며, 잉크는 비인쇄부(120)를 통과하지 못하므로 상기 피인쇄물에서 비인쇄부(120)에 대응하는 부분은 잉크가 인쇄되지 않게 된다.

한편, 인쇄부(110)는 상기 회로패턴의 면적보다 작은 면적으로 개구되어 형성될 수 있다. 즉, 도 1에서 회로패턴의 폭(width)이 A1이라고 할 때에, 제1 마스크(100)의 인쇄부(110)의 폭은 A1보다 작은 A2로 형성될 수 있다.

브릿지부(121)는 인쇄부(110)의 내부 일부에 형성되는 것으로, 구체적으로는 인쇄부(110)로부터 연장 형성될 수 있다. 브릿지부(121)는 인쇄부(110)의 내부 일부에 연장 형성됨으로써, 인쇄부(110)의 내부 일부를 폐쇄하도록 형성된다. 즉, 브릿지부(121)는 비인쇄부(120) 중에서도 인쇄부(110)의 내부 일부에 형성된 부분을 의미한다.

브릿지부(121)의 개수는 한정되지 않으며, 인쇄부(110)의 내부 일부에 하나 이상 형성될 수 있다. 이와 같은 브릿지부(121)는 인쇄부(110)를 내부에서 지지하는 기능을 하며(일종의 프레임 역할), 따라서 제1 마스크(100)를 거치할 경우에도 제1 마스크(100)의 일부가 하방으로 처지는 것을 막을 수 있다.

브릿지부(121)의 형태는 특정되지 않으며, 예컨데 도 1에 도시된 바와 같이 인쇄부(110)의 폭을 가로지르는 얇은 선 형태로 일정 간격을 두고 복수개가 형성될 수 있다.

도 2는 도 1의 제1 마스크(100)를 이용하여 피인쇄물에 1차 인쇄를 수행한 결과를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 잉크 등을 제1 마스크(100)를 이용하여 피인쇄물에 1차 인쇄를 수행한다. 여기에서 1차 인쇄는 스크린 인쇄의 통상적 과정에 따라 수행될 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다. 1차 인쇄를 수행하고 나면, 도 2에 도시된 바와 같이 피인쇄물에 인쇄된 형태가 나타나게 된다. 상기 형태는 제1 마스크(100)에 형성되어 있는 제1 인쇄부(110)의 형태와 동일하다. 즉, 본 실시예에 있어서, 상기 형태는 전체적으로 스파이럴 형상을 가지되, 브릿지부(121)에 해당하는 부분에는 잉크가 피인쇄물에 닿을 수 없으므로 브릿지부(121)에 대응하는 부분은 단선된 형태를 가지게 된다.

또한, 제1 마스크(100)의 제1 인쇄부(110)의 면적은 설계된 상기 회로패턴의 면적보다 작으므로, 상기 피인쇄물에 인쇄된 형태는 설계된 상기 회로패턴의 면적보다 작은 크기를 갖도록 형성된다(이상 2단계).

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자회로 인쇄 방법에 사용되는 제2 마스크(200)를 개략적으로 도시한 도면이다.

제2 마스크(200)는 스크린 메쉬(screen mesh) 형태로 형성될 수 있으며, 잉크가 통과하여 피인쇄물에 인쇄되기 위한 인쇄부(210)를 구비할 수 있다. 이 때, 제1 마스크(100, 도 1 참조)의 인쇄부(110)와 구분하기 위하여, 이하에서는 제1 마스크(100)의 인쇄부(110)를 제1 인쇄부(110)라고 칭하고, 제2 마스크(200)의 인쇄부(210)를 제2 인쇄부(210)라고 칭하기로 한다.

제2 마스크(200)는 합성 수지계 소재로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 금속으로 형성되는 것도 가능하다. 또한, 제2 마스크(200)는 제1 마스크(100)와 동일한 소재로 형성되는 것도 가능하다. 다만, 제2 마스크(200)가 합성 수지계 소재로 형성되는 경우에는 제1 마스크(100)와 함께 전체 마스크의 강성과 정밀도를 상호 보완할 수 있다는 장점이 있다. 여기에서 상기 합성 수지계 소재의 예로는 폴리에스테르나 나일론 등이 있으며, 제2 마스크(200)는 스크린 인쇄에서 통상적으로 사용되는 마스크의 형태와 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다.

제2 인쇄부(210)는 제2 마스크(200)에 회로패턴의 패턴형태와 대응하도록 개구되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 회로패턴의 패턴형태가 스파이럴 형태인 경우에 제2 인쇄부(210)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 패턴형태에 대응하도록 전체적으로 스파이럴 형태를 가지도록 형성될 수 있다. 즉, 잉크는 제2 마스크(200)에 개구되어 형성된 제2 인쇄부(210)를 통과하여 피인쇄물에 인쇄된다.

이 때, 제2 인쇄부(210)와 구분되는 것으로, 제2 마스크(200)에 개구되지 않은 부분은 비인쇄부(220)이며, 잉크는 비인쇄부(220)를 통과하지 못하므로 상기 피인쇄물에서 비인쇄부(220)에 대응하는 부분은 잉크가 인쇄되지 않게 된다.

한편, 제2 인쇄부(210)는 상기 회로패턴의 면적과 대응하는 면적으로 개구되어 형성될 수 있다. 즉, 도 1에서 회로패턴의 폭(width)이 A1이라고 할 때, 제2 마스크(200)의 제2 인쇄부(220)의 폭은 상기 A1과 동일한 A3으로 형성될 수 있다. 정리하면, 제1 마스크(100)의 제1 인쇄부(110)의 폭은 설계된 회로패턴의 면적보다 작은 크기로 형성되고, 제2 마스크(200)의 제2 인쇄부(210)의 폭은 설꼐된 회로패턴의 면적과 동일 또는 유사한 크기로 형성될 수 있다.

제2 마스크(200)에는 제1 마스크(100)와는 달리 별도의 브릿지부가 형성되지 않는다. 즉, 제2 마스크(200)는 설계된 회로패턴의 형태와 동일 또는 유사한 제2 인쇄부(210)가 형성될 뿐이다. 따라서, 제2 마스크(200)의 경우에는 거치할 경우에 일부가 하방으로 처지는 경우가 있을 수 있으나, 이미 제1 마스크(100)를 통하여 설계된 회로패턴의 대부분이 인쇄되어 있으므로, 상기 제2 마스크(200)의 처짐 문제는 정밀한 전자회로 인쇄에 영향을 미치지 않는다.

도 4는 도 2의 제2 마스크(200)를 이용하여 피인쇄물에 2차 인쇄를 수행한 결과를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 잉크 등을 제2 마스크(200)를 이용하여 피인쇄물에 2차 인쇄를 수행한다. 여기에서 2차 인쇄는 1차 인쇄와 마찬가지로 스크린 인쇄의 통상적 과정에 따라 수행될 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다. 2차 인쇄를 수행하고 나면, 도 4에 도시된 바와 같이 피인쇄물에 인쇄된 형태가 나타나고, 상기 인쇄된 형태는 설계된 회로패턴과 동일하다.

즉, 본 실시예에 있어서, 상기 인쇄된 형태는 전체적으로 스파이럴 형상을 가지게 되고, 구체적으로는 1차 인쇄에서 제1 마스크(100)의 제1 인쇄부(110)와 대응하는 부분은 이중으로 인쇄가 되고, 제1 마스크(100)의 브릿지부(121)와 대응하는 부분과, 제1 마스크(100)의 제1 인쇄부(110)와 대응하는 부분의 테두리 부분(제1 인쇄부(110)의 면적 크기가 설계된 회로패턴의 면적 크기보다 작기 때문임)은 상기 2차 인쇄에서 처음으로 인쇄가 된다.

따라서, 2차 인쇄를 마치고 나면 설계된 회로패턴이 인쇄가 되되, 제1 마스크(100)의 제1 인쇄부(110)와, 제2 마스크(200)의 제2 인쇄부(210)와 동시에 대응하는 영역에 대해서는 이중 인쇄가 발생한다. 다만, 상기 인쇄는 전자회로의 인쇄이므로, 이와 같은 이중 인쇄가 품질에 악영향을 미치지는 않는다. 다만, 전도성 잉크 등의 도포량이 회로에 대하여 부분적으로 상이할 뿐이다(이상 3단계).

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들은 회로패턴의 면적보다 작은 면적으로 개구되어 형성되는 제1 인쇄부와, 상기 제1 인쇄부의 내부 일부에 연장 형성되는 브릿지부를 구비하는 제1 마스크를 이용하여 피인쇄물에 1차 인쇄를 수행하고, 상기 회로패턴의 면적과 대응하여 형성되는 제2 인쇄부를 구비하는 제2 마스크를 이용하여 피인쇄물에 2차 인쇄를 수행함으로써, 전자회로의 인쇄 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 마스크를 금속으로 제작하고 제1 인쇄부의 내부 일부를 폐쇄하는 브릿지부를 구비함으로써, 마스크의 거치시에 비인쇄부 처짐 현상을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 전자회로 인쇄 방법에 의해 인쇄되어 형성되는 전자회로를 추가적으로 제공할 수 있다. 상기 전자회로의 형태는 다양할 수 있으며, 예를 들면 스파이럴 형태의 안테나 회로일 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

100: 제1 마스크 110: 제1 인쇄부
120, 220: 비인쇄부 121: 브릿지부
200: 제2 마스크 210: 제2 인쇄부

Claims (6)

1. 인쇄하고자 하는 전자회로의 회로패턴을 설계하는 1단계;
   상기 회로패턴의 패턴형태와 대응하고 상기 회로패턴의 면적보다 작은 면적으로 개구되어 형성되는 제1 인쇄부와, 상기 제1 인쇄부의 내부 일부에 연장 형성되어 상기 제1 인쇄부의 내부 일부를 폐쇄하는 하나 이상의 브릿지부를 구비하는 제1 마스크를 이용하여 피인쇄물에 1차 인쇄를 수행하는 2단계; 및
   상기 회로패턴의 패턴형태 및 면적과 대응하여 형성되는 제2 인쇄부를 구비하는 제2 마스크를 이용하여 상기 피인쇄물에 2차 인쇄를 수행하는 3단계를 포함하는 전자회로 인쇄 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 마스크는 금속으로 형성되고, 상기 제2 마스크는 합성 수지계 소재로 형성되는 전자회로 인쇄 방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 회로패턴은 스파이럴 형태인 전자회로 인쇄 방법.
4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 2단계의 1차 인쇄에서 상기 브릿지부는 비인쇄부에 해당되고, 상기 3단계의 2차 인쇄에서 상기 브릿지부에 대응하는 면적을 인쇄하는 전자회로 인쇄 방법.
5. 삭제
6. 삭제

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