KR101443437B1

KR101443437B1 - 원통형 금형 표면을 코팅하기 위한 스프레이 장치

Info

Publication number: KR101443437B1
Application number: KR1020120042678A
Authority: KR
Inventors: 유지강; 조명구; 허지원; 이규만
Original assignee: (주)뉴옵틱스
Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2012-04-24
Publication date: 2014-09-23
Also published as: KR20130119687A; WO2013162266A1

Abstract

본 발명은 원통형 금형 표면을 코팅하기 위한 스프레이 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대면적 원통형 금형의 길이 방향으로 다수의 스프레이 노즐이 형성된 스프레이 코팅 유닛을 설치되고, 스프레이 코팅 유닛이 상하 이동 또는 대면적 원통형 금형과의 거리 조절을 통해 원통형 금형에의 미세 코팅을 수행할 수 있도록 하는 원통형 금형 표면을 코팅하기 위한 스프레이 장치에 관한 것이다.
본 발명의 원통형 금형을 코팅하기 위한 스프레이 장치는 수직으로 세워진 상기 원통형 금형의 외주면으로부터 소정거리 이격되며, 액상 분사물질을 공급받기 위해 하나 이상으로 구비되는 스프레이부 및 상기 원통형 금형의 외주면을 향해 상기 액상 분사물질을 도포하기 위해 상기 스프레이부와 하나 이상으로 결합되는 분사 노즐부를 포함함에 기술적 의의가 있다.

Description

원통형 금형 표면을 코팅하기 위한 스프레이 장치{A spray apparatus for coating the surface of the cylindrical mold}

본 발명은 원통형 금형 표면을 코팅하기 위한 스프레이 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대면적 원통형 금형의 길이 방향으로 다수의 스프레이 노즐이 형성된 스프레이 코팅 유닛을 설치되고, 스프레이 코팅 유닛이 상하 이동 또는 대면적 원통형 금형과의 거리 조절을 통해 원통형 금형에의 미세 코팅을 수행할 수 있도록 하는 원통형 금형 표면을 코팅하기 위한 스프레이 장치에 관한 것이다.

반도체 및 디스플레이에서 일반적인 노광 공정으로는 증착, 노광(마스크), 현상, 식각 등의 기본 공정을 수차례 내지 수십 차례에 걸쳐 반복해야할 뿐만 아니라, 나노미터 단위의 초정밀 인쇄를 실현할 수 없었으며, 나노 패턴을 인쇄하기 위해서는 평판형 임프린트(Imprint) 공정을 통해 나노패턴이 새겨진 평판 금형을 이용해 소형 기판 위에 마치 도장을 찍듯이 눌러서 인쇄를 하였다.

상기와 같은 평판 인쇄 공정을 대면적에 적용할 경우 패턴의 균일도 및 제작비용이 상승하는 문제점이 발생하여 현재는 상기와 같은 문제점을 해소한 원통형의 금형을 이용한 나노 인쇄공정이 적용되고 있다.

이러한 원통형 금형을 이용한 나노 인쇄공정은 대면적 적용시 패턴의 균일도 확보가 용이하며, 이음매 없는 원통형 금형을 이용한 대면적화에 유리한 장점이 있다.

한편, 나노패턴을 갖는 원통형 금형의 제작을 위해서는 가장 먼저 표면 거칠기가 수 나노미터를 갖는 원통 소재의 가공 및 포토레지스트의 도포 공정이 필수적이다.

통상적으로 포토레지스트의 도포 방식은 스프레이 코팅, 롤 코팅, 스핀 코팅 등이 사용되는데, 특히 스프레이 코팅 방식은 스프레이 코터 노즐의 위치, 회전속도, 가열온도 등과 같은 다양한 인자들이 물성에 지대한 영향을 미치기 때문에 이들을 제어하는 데 많은 어려움이 있었다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출 된 본 발명은 포토레지스트의 도포뿐만 아니라 원통형 금형의 미세패턴 가공 후 상기 원통형 금형을 보호하기 위한 보호막의 코팅, 그리고 미세패턴 제작 전후 상기 원통형 금형의 세정 등에 다양하게 활용할 수 있는 수직형 스프레이 장치를 제공하기 위한 목적이 있다.

또한, 다수의 분사 노즐부가 형성된 스프레이부를 사용하기 때문에 보다 짧은 시간에 효율적으로 원통형 금형을 작업, 생산할 수 있도록 하기 위한 다른 목적이 있다.

또한, 대면적 원통형 금형을 수평방향으로 작업 시 발생하는 원통형 금형의 처짐 현상을 극복하기 위한 수직형 스프레이코팅 장치를 제공하기 위한 또 다른 목적이 있다.

또한, 원통형 금형을 이용한 각각의 공정에 대응하여 분사되는 액상 분사물질의 온도를 조절할 수 있는 온도 조절부를 제공하기 위한 또 다른 목적이 있다.

또한, 원통형 금형을 이용한 각각의 공정에 대응하여 액상 분사물질을 분사 압력을 조절할 수 있는 공급 펌프부를 제공하기 위한 또 다른 목적이 있다.

또한, 원통형 금형에 액상 분사물질을 고르게 도포하기 위해 수직으로 결합된 원통형 금형을 회전시킬 수 있는 원통형 금형 체결부를 제공하기 위한 또 다른 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 인쇄전자용 미세 패턴을 생성하는 원통형 금형의 작업공정에서 감광제 도포 공정, 보호막 코팅 공정 또는 세정 공정 중 어느 하나 이상의 공정에 사용하기 위한 스프레이 장치에 있어서, 수직으로 세워진 상기 원통형 금형의 외주면으로부터 소정거리 이격되며, 액상 분사물질을 공급받기 위해 하나 이상으로 구비되는 스프레이부 및 상기 원통형 금형의 외주면을 향해 상기 액상 분사물질을 도포하기 위해 상기 스프레이부와 하나 이상으로 결합되는 분사 노즐부를 포함하여 구성되는 원통형 금형 표면을 코팅하기 위한 스프레이 장치에 의해 달성된다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 포토레지스트의 도포뿐만 아니라 원통형 금형의 미세패턴 가공 후 상기 원통형 금형을 보호하기 위한 보호막의 코팅, 그리고 미세패턴 제작 전후 상기 원통형 금형의 세정 등에 다양하게 활용할 수 있는 수직형 스프레이코팅 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 다수의 스프레이 노즐이 형성된 스프레이코팅 유닛을 사용하기 때문에 보다 짧은 시간에 효율적으로 원통형 금형을 작업, 생산할 수 있도록 할 수 있는 다른 효과가 있다.

또한, 대면적 원통형 금형을 수평방향으로 작업 시 발생하는 원통형 금형의 처짐 현상을 극복하기 위한 수직형 스프레이코팅 장치를 제공할 수 있는 또 다른 효과가 있다.

또한, 원통형 금형에 공급되는 액상 분사물질의 분사 온도를 조절하기 위한 온도 조절부를 구비함으로써, 각각의 공정에 대응하여 분사되는 액상 분사물질의 온도를 최적 조건으로 유지할 수 있는 또 다른 효과가 있다.

또한, 원통형 금형에 공급되는 액상 분사물질의 분사 압력을 조절하기 위한 공급 펌프부를 구비함으로써, 각각의 공정에 대응하여 분사되는 액상 분사물질의 분사 압력을 최적 조건으로 유지할 수 있는 또 다른 효과가 있다.

또한, 수직으로 결합된 원통형 금형을 회전시킬 수 있는 원통형 금형 체결부를 구비함으로써, 원통형 금형의 외주면에 분사되는 액상 분사물질을 고르게 도포할 수 있는 또 다른 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 원통형 금형을 위한 스프레이 장치를 나타내기 위한 제1 실시예의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 원통형 금형을 위한 스프레이 장치를 나타내기 위한 제2 실시예의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 스프레이 장치에 구비되는 공급 펌프부를 나타내기 위한 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 스프레이 장치에 구비되는 온도 제어부를 나타내기 위한 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 원통형 금형을 체결하고, 회전시키기 위한 원통형 금형 체결부를 나타내기 위한 구성도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하 첨부된 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 원통형 금형을 위한 스프레이 장치를 나타내기 위한 제1 실시예의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 수직으로 세워진 원통형 금형(100)의 외주면에는 하나 이상으로 구비되는 원형 림(rim) 형태의 스프레이부(200)가 소정 간격으로 이격되어 구성된다.

원형 림 형태의 스프레이부(200)의 내측에는 하나 이상으로 구비되는 분사 노즐부(210)가 결합되어 있으며, 분사 노즐부(210)는 스프레이부(200)를 통해 공급되는 액상 분사물질을 원통형 금형(100)의 외주면에 미세 도포를 수행할 수 있다.

분사 노즐부(210)는 원통형 금형(100)의 지름 및 스프레이부(200)의 개수에 대응하여 균일한 간격으로 다수 개 구비되는 것이 바람직하다.

도 1의 (a)와 같이 스프레이부(200)는 하나로 구비되며, 상하 이동을 통해 원통형 금형(100)의 외주면에 액상 분사물질을 고르게 도포할 수 있으며, 도 1의 (b)와 같이 스프레이부(200-1, 200-2, 200-3, 200-n)를 복수로 구비함으로써, 감광제 도포 공정, 보호막 코팅 공정 또는 세정 공정 등의 원통형 금형(100)의 작업 공정을 신속하게 진행할 수 있다.

이때, 원통형 금형(100)의 외주면과 소정 거리 이격되어 구비되는 스프레이부(200)의 상하 이동은 스프레이부(200)와 결합된 이송부(미도시)를 통해 이동될 수 있으며, 이송부(미도시)는 서보모터 등을 사용하는 것이 바람직하다.

즉, 이송부(미도시)는 하나 이상의 스프레이부(200, 200-1, 200-2, 200-3, 200-n)와 결합되어 스프레이부(200, 200-1, 200-2, 200-3, 200-n)를 원통형 금형(100)의 상하 방향으로 왕복 이송을 수행하며, 원통형 금형(100)의 크기 또는 분사 노즐부(210)에서 분사되는 액상 분사물질의 분사 압력 등의 외부 조건에 따라 이송되는 속도를 제어할 수 있는 것이 바람직하다.

또한, 원통형 금형(100)은 원통형 금형 체결부(400)에 결합되어 수직으로 세워질 수 있으며, 원통형 금형 체결부(400)에 포함된 서보모터(미도시)에 의해 원통형 금형(100)의 중심을 축으로 하여 원통형 금형(100)을 회전시킬 수 있다. 이에 따라 분사 노즐부(210)에 의해 도포되는 액상 분사물질은 원통형 금형(100)의 외주면에 고르게 도포될 수 있다.

또한, 수직으로 세워진 원통형 금형(100)을 회전시키기 위한 서보모터(미도시)는 시계방향 또는 반시계방향을 선택적으로 회전시킬 수 있는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명에 따른 원통형 금형을 위한 스프레이 장치를 나타내기 위한 제2 실시예의 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 수직으로 세워진 원통형 금형(100)의 외주면에는 원통형 금형(100)의 길이 방향으로 하나 이상 구비되는 직선 바(bar) 형태의 스프레이부(300, 300-1, 300-2)가 소정 간격으로 이격되어 구성된다.

직선 바 형태의 스프레이부(300, 300-1, 300-2)의 내측에는 하나 이상으로 구비되는 분사 노즐부(310)가 결합되어 있으며, 분사 노즐부(310)는 스프레이부(300, 300-1, 300-2)를 통해 공급되는 액상 분사물질을 원통형 금형(100)의 외주면에 미세 도포를 수행할 수 있다.

분사 노즐부(310)는 원통형 금형(100)의 지름 및 스프레이부(300, 300-1, 300-2)의 개수에 대응하여 균일한 간격으로 다수 개 구비되는 것이 바람직하다.

도 2의 (a)와 같이 스프레이부(300)는 하나로 구비되며, 원통형 금형(100)의 외주면 방향으로 수평 이동을 통해 원통형 금형(100)의 외주면에 액상 분사물질을 고르게 도포할 수 있으며, 도 2의 (b)와 같이 스프레이부(300-1, 300-2)를 복수로 구비함으로써, 감광제 도포 공정, 보호막 코팅 공정 또는 세정 공정 등의 원통형 금형(100)의 작업 공정을 신속하게 진행할 수 있다.

이때, 원통형 금형(100)의 외주면과 소정 거리 이격되어 구비되는 스프레이부(300, 300-1, 300-2)의 수평 이동은 스프레이부(300, 300-1, 300-2)와 결합된 이송부(미도시)를 통해 이동될 수 있으며, 이송부(미도시)는 서보모터 등을 사용하는 것이 바람직하다.

즉, 이송부(미도시)는 하나 이상의 스프레이부(300, 300-1, 300-2)와 결합되어 스프레이부(300, 300-1, 300-2)를 원통형 금형(100)의 수평 방향으로 왕복 이송을 통해 분사 거리의 조절을 수행하며, 원통형 금형(100)의 크기 또는 분사 노즐부(310)에서 분사되는 액상 분사물질의 분사 압력 등의 외부 조건에 따라 이송되는 속도를 제어할 수 있는 것이 바람직하다.

또한, 원통형 금형(100)은 원통형 금형 체결부(400)에 결합되어 수직으로 세워질 수 있으며, 원통형 금형 체결부(400)에 포함된 서보모터(미도시)에 의해 원통형 금형(100)의 중심을 축으로 하여 원통형 금형(100)을 회전시킬 수 있다. 이에 따라 분사 노즐부(310)에 의해 도포되는 액상 분사물질은 원통형 금형(100)의 외주면에 고르게 도포될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 스프레이 장치에 구비되는 공급 펌프부를 나타내기 위한 구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 공급 펌프부(220, 320)는 도 1에 도시된 제1 실시예에 따른 스프레이부(200) 또는 도 2에 도시된 제2 실시예에 따른 스프레이부(300)에 하나 이상으로 결합된다.

공급 펌프부(220, 320)는 스프레이부(200, 300)에 공급되는 액상 분사물질이 분사 노즐부(210, 310)를 통해 일정한 압력을 유지하며 분사될 수 있도록 일정한 압력으로 액상 분사물질을 공급한다.

이때, 공급 펌프부(220, 320)는 스프레이부(200, 300)에 결합되는 분사 노즐부(210, 310)의 개수 또는 분사 노즐부(210, 310)의 특성에 따라 공급하는 압력을 변경할 수 있는 것을 특징으로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 스프레이 장치에 구비되는 온도 제어부를 나타내기 위한 구성도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 스프레이부(200, 300)는 감광제 도포 공정, 보호막 코팅 공정 또는 세정 공정을 수행함에 있어서, 분사 노즐부(210, 310)를 통해 원통형 금형(100)에 액상 분사물질을 도포할 수 있다.

즉, 도 3에 도시된 공급 펌프부(220, 320)를 통해 소정 압력으로 공급되는 액상 분사물질은 스프레이부(200, 300)에 결합된 분사 노즐부(210, 310)를 통해 원통형 금형(100)에 도포 될 수 있는데, 원통형 금형(100)을 이용한 작업공정에 따라 각각의 액상 분사물질은 소정 온도를 유지하면서 도포되어야 하는 특징이 있다.

따라서, 스프레이부(200, 300)는 온도 제어부(230, 330)와 결합되어 구성될 수 있다. 온도 제어부(230, 330)는 열선 코일 또는 면상 발열체 중 어느 하나로 구성될 수 있다.

열선 코일 또는 면상 발열체 중 어느 하나 이상은 스프레이부(200, 300)의 내부에 구비되어 공급 펌프부(220, 320)를 통해 스프레이부(200, 300)에 공급되는 액상 분사물질을 직접 가열하거나 스프레이부(200, 300)의 외부에 구비되어 스프레이부(200, 300) 내부에 유입되는 액상 분사물질을 간접적으로 가열할 수 있다.

한편, 면상 발열체를 이용하여 스프레이부(200, 300)를 형성함으로써, 별도의 열선 코일이나 면상 발열체를 구비하지 않고, 면상 발열체로 형성된 스프레이부(200, 300)를 통해 액상 분사물질을 직접 가열할 수도 있다.

또한, 온도 제어부(230, 330)는 감광제 도포 공정, 보호막 코팅 공정 또는 세정 공정 등의 원통형 금형(100)을 위한 공정을 수행함에 있어서, 각각의 공정에 대응하는 소정 온도로 액상 분사물질을 예열하는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명에 따른 원통형 금형을 체결하고, 회전시키기 위한 원통형 금형 체결부를 나타내기 위한 구성도이다. 원통형 금형 체결부(400)는 원통형 금형(100)의 하부면 및 상부면과 결합되어 원통형 금형(100)을 수직으로 위치시킬 수 있다.

이때, 원통형 금형 체결부(400)의 상부측 또는 하부측에는 서보모터가 구비되어, 원통형 금형(100)을 회전시킬 수 있는 것이 바람직하다. 특히, 원통형 금형(100)의 회전은 스프레이부(200, 300)의 개수, 스프레이부(200, 300)에 결합되는 분사 노즐부(210, 310)의 개수, 분사 노즐부(210, 310)에서 분사되는 액상 분사물질의 분사 압력에 따라 회전 속도를 제어할 수 있는 것이 바람직하다.

한편, 원통형 금형 체결부(400)에 원통형 금형(100)을 체결하는 경우에는 원통형 금형 체결부(400)의 상부측을 개방하여 원통형 금형(100)의 하부면을 원통형 금형 체결부(400)의 하부측에 위치시킨 후, 상부측을 원통형 금형(100)의 상부면과 결합하여 체결하는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않는다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

100 : 원통형 금형
200, 200-1, 200-2, 200-3, 200-n, 300, 300-1, 300-2 : 스프레이부
210, 310 : 분사 노즐부 220, 320 : 공급 펌프부
230, 330 : 온도 조절부 400 : 원통형 금형 체결부

Claims

인쇄전자용 미세 패턴을 생성하는 원통형 금형에 대한 감광제 도포 공정, 보호막 코팅 공정 또는 세정 공정 중 어느 하나 이상의 공정에 사용하기 위한 스프레이 장치로,
상기 원통형 금형의 상부 또는 하부와 체결되어 상기 원통형 금형을 수직으로 지지하는 원통형 금형 체결부;
상기 원통형 금형의 외주면으로부터 소정거리 이격되며, 상기 원통형 금형을 둘러쌓는 환형 림(rim); 및
상기 환형 림의 내측에 균일한 간격으로 복수 개 설치되고, 상기 환형 림을 통해 액상 분사물질을 공급받아 상기 원통형 금형의 외주면을 향해 상기 액상 분사물질을 분사하는 복수의 분사 노즐;을 포함하는
스프레이 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 환형 림에 상기 액상 분사물질을 일정한 압력으로 공급하기 위한 하나 이상의 공급 펌프부를 더 포함하며, 상기 공급 펌프부는 상기 환형 림에 결합되는
스프레이 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 환형 림에 결합되어 상기 분사 노즐에서 분사되는 액상 분사물질의 온도를 조절하기 위한 온도 조절부를 더 포함하는
스프레이 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 원통형 금형 체결부는, 상기 원통형 금형의 중심을 축으로 상기 원통형 금형을 회전시키는
스프레이 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 환형 림은, 상기 원통형 금형의 길이 방향을 따라 복수 개가 배치되는
스프레이 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 환형 림은, 상기 액상 분사물질을 상기 원통형 금형에 도포하기 위해 상기 원통형 금형의 길이 방향으로 이동하며, 상기 이동은 상기 환형 림에 구비되는 이동부에 의해 수행되는
스프레이 장치.
삭제
제 3 항에 있어서,
상기 온도 조절부는 열선코일 또는 면상 발열체 중 어느 하나로 구성되며, 상기 온도 조절부는 상기 환형 림의 내부에 구비되거나, 상기 환형 림이 상기 면상 발열체로 형성되는
스프레이 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 원통형 금형 체결부에는 서보모터가 구비되며, 상기 서보모터를 이용하여 상기 원통형 금형을 회전시키는
스프레이 장치.