KR101604400B1 - Manufacturing equipment for an electrode with low-temperature sintering - Google Patents

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김인영
이택민
강동우
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한국기계연구원
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors

Abstract

저온 소결법을 이용한 전극 제조장치는 금속 나노입자 잉크를 형성하는 금속 나노잉크 형성부, 상기 금속 나노입자 잉크를 공급하는 금속 나노잉크 공급부, 베이스 기판을 공급하는 기판 공급부, 및 전극을 형성하는 전극 형성부를 포함한다. 상기 전극 형성부는 금속패턴 형성 유닛, 세척 유닛 및 저온소결 유닛을 포함한다. 상기 금속패턴 형성 유닛은 상기 베이스 기판 상에 상기 금속 나노입자 잉크로 금속 패턴을 형성한다. 상기 세척 유닛은 상기 금속 패턴을 세척한다. 상기 저온소결 유닛은 상기 금속 패턴을 저온 소결하여 전극을 형성한다. The electrode manufacturing apparatus using the low temperature sintering method includes a metal nano ink forming unit forming a metal nano particle ink, a metal nano ink supplying unit supplying the metal nano particle ink, a substrate supplying unit supplying a base substrate, and an electrode forming unit forming an electrode . The electrode forming portion includes a metal pattern forming unit, a cleaning unit, and a low temperature sintering unit. The metal pattern forming unit forms a metal pattern with the metal nanoparticle ink on the base substrate. The cleaning unit cleans the metal pattern. The low temperature sintering unit forms an electrode by sintering the metal pattern at a low temperature.

Description

저온 소결법을 이용한 전극 제조장치{MANUFACTURING EQUIPMENT FOR AN ELECTRODE WITH LOW-TEMPERATURE SINTERING}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an electrode manufacturing apparatus using a low-temperature sintering method,

본 발명은 저온 소결법을 이용한 전극 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저온 소결법을 이용하여 나노입자를 포함한 잉크로 인쇄 공정을 수행하여 전극을 제조하기 위한 전극 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode manufacturing apparatus using a low temperature sintering method, and more particularly, to an electrode manufacturing apparatus for manufacturing an electrode by performing a printing process with ink containing nanoparticles using a low temperature sintering method.

표시장치용 패널, 태양전지, RFID 등에 사용되는 베젤, 메쉬형 전극, 안테나용 전극 등을 인쇄 공정으로 제작하기 위해서는, 나노 입자 크기의 예를 들어, 은(Silver)과 같은 금속 재료를 잉크화한 금속 잉크를 사용한다. In order to fabricate a bezel, a mesh electrode, an antenna electrode, and the like used in a display device panel, a solar cell, RFID, and the like by a printing process, a nanoparticle size, for example, a metal material such as silver Metal ink is used.

나아가, 상기 나노 입자 크기의 금속을 잉크화하는 경우, 미세한 금속입자들이 서로 엉겨붙는 것을 최소화하기 위해, 상기 나노 입자의 표면에 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP)과 같은 고분자 물질을 캐핑(capping)하는 기술도 제안되고 있다. Further, in order to minimize the entanglement of fine metal particles when the nano-sized metal is inkized, a polymer material such as polyvinylpyrrolidone (PVP) is capped on the surface of the nanoparticles ) Have also been proposed.

한편, 상기와 같이 금속 나노 잉크를 사용하거나 캐핑된 금속 나노 잉크를 사용하여 전극을 형성하기 위해서는 금속 나노 입자의 소결 공정이 필요하며, 이러한 소결 공정을 위한 장치, 나아가 금속 나노 잉크를 이용한 전극 제조 장치에 대하여도 기술 개발이 진행되고 있다. Meanwhile, in order to form the electrode using the metal nano ink using the metal nano ink or the capped metal nano ink as described above, a sintering process of the metal nanoparticles is required, and an apparatus for the sintering process, and an electrode manufacturing apparatus using the metal nano ink Technology development is underway.

예를 들어, 대한민국 특허출원 제10-2009-0043310호는 금속 미립자를 소결시키는 도전 패턴 형성장치에 관한 것으로, 플라즈마를 발생하는 처리실에서 금속 미립자를 플라즈마로 소결하는 기술을 개시하고 있다. 또한, 대한민국 특허출원 제10-2010-0132178호는 냉각롤을 구비한 롤 프린트장치에 관한 것으로, 후처리부를 포함하여 인쇄된 필름을 소결 및 건조하는 롤 프린트장치에 관한 기술을 개시하고 있다. Korean Patent Application No. 10-2009-0043310, for example, discloses a conductive pattern forming apparatus for sintering fine metal particles, and discloses a technique for sintering fine metal particles in a plasma in a processing chamber for generating plasma. Korean Patent Application No. 10-2010-0132178 relates to a roll printing apparatus having a cooling roll, and discloses a technique relating to a roll printing apparatus including a post-processing unit to sinter and dry a printed film.

그러나, 금속 나노 입자의 경우, 캐핑을 통해 분산 안전성을 향상시킬 수는 있으나 전도성이 감소하는 문제가 발생하므로, 전극으로 형성된 이후에 상기 캐핑된 고분자 물질을 제거하는 별도의 공정이 필요하다. 나아가, 현재까지 상기 캐핑된 고분자 물질을 제거하고 금속 나노 입자의 소결 공정을 수행하는 제조 장치에 관한 기술에 대한 개발은 매우 미진하며, 이의 필요성이 증가하는 상황이다. However, in the case of metal nanoparticles, the dispersion stability can be improved through capping, but there is a problem that the conductivity is decreased. Therefore, a separate process for removing the capped polymer material after the electrode is formed is required. Furthermore, the development of a manufacturing apparatus for removing the capped polymer material and performing the sintering process of the metal nanoparticles has not been developed yet, and the need for the manufacturing apparatus is increasing.

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 저온 소결법을 이용한 전극 제조장치에 관한 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide an electrode manufacturing apparatus using a low temperature sintering process.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 저온 소결법을 이용한 전극 제조장치는 금속 나노입자 잉크를 공급하는 금속 나노잉크 공급부, 베이스 기판을 공급하는 기판 공급부, 및 전극을 형성하는 전극 형성부를 포함한다. 상기 전극 형성부는 금속패턴 형성 유닛, 세척 유닛 및 저온소결 유닛을 포함한다. 상기 금속패턴 형성 유닛은 상기 베이스 기판 상에 상기 금속 나노입자 잉크로 금속 패턴을 형성한다. 상기 세척 유닛은 상기 금속 패턴을 세척한다. 상기 저온소결 유닛은 상기 금속 패턴을 저온 소결하여 전극을 형성한다. The electrode manufacturing apparatus using the low temperature sintering method according to one embodiment for realizing the object of the present invention includes a metal nano ink supply unit for supplying metal nano particle ink, a substrate supply unit for supplying a base substrate, . The electrode forming portion includes a metal pattern forming unit, a cleaning unit, and a low temperature sintering unit. The metal pattern forming unit forms a metal pattern with the metal nanoparticle ink on the base substrate. The cleaning unit cleans the metal pattern. The low temperature sintering unit forms an electrode by sintering the metal pattern at a low temperature.

일 실시예에서, 상기 금속 나노입자 잉크는, 표면이 고분자 물질로 캐핑된 금속 나노입자를 잉크화하여 형성될 수 있다. In one embodiment, the metal nanoparticle ink may be formed by inking metal nanoparticles whose surfaces are capped with a polymeric material.

일 실시예에서, 상기 세척 유닛은, 상기 금속 패턴 중 상기 고분자 물질을 세척할 수 있다. In one embodiment, the cleaning unit may clean the polymeric material among the metal patterns.

일 실시예에서, 상기 세척 유닛은, 상기 금속 패턴의 상부에 형성된 잉크의 고분자 물질만 세척하고, 상기 금속 패턴의 하부에 형성된 잉크의 고분자 물질은 세척하지 않고 잔류시킬 수 있다. In one embodiment, the cleaning unit may clean only the polymeric material of the ink formed on the upper portion of the metal pattern, and may leave the polymeric material of the ink formed on the lower portion of the metal pattern without washing.

일 실시예에서, 상기 세척 유닛은, 세척액이 담겨진 적어도 하나 이상의 린스 유닛을 포함할 수 있다. In one embodiment, the cleaning unit may include at least one rinse unit containing a cleaning liquid.

일 실시예에서, 상기 세척 유닛은, 딥핑(dipping), 초음파 세척, 훨링(whirling) 중 적어도 하나 이상의 세척 방법을 수행하는 적어도 하나 이상의 린스 유닛을 포함할 수 있다. In one embodiment, the cleaning unit may include at least one rinse unit that performs at least one cleaning method such as dipping, ultrasonic cleaning, whirling, or the like.

일 실시예에서, 상기 고분자 물질의 세척액은 아세톤(acetone)과 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran) 혼합액일 수 있다. In one embodiment, the washing solution of the polymer substance may be a mixture of acetone and tetrahydrofuran.

일 실시예에서, 상기 금속 나노입자는 은(Ag) 나노입자이며, 상기 고분자 물질은 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP)일 수 있다. In one embodiment, the metal nanoparticles are silver nanoparticles and the polymeric material may be polyvinylpyrrolidone (PVP).

일 실시예에서, 상기 저온소결 유닛은, 상기 금속 패턴이 형성된 베이스 기판을 80~180도 범위의 온도에서 가열할 수 있다. In one embodiment, the low temperature sintering unit may heat the base substrate on which the metal pattern is formed at a temperature ranging from 80 to 180 degrees.

일 실시예에서, 상기 전극 형성부는, 상기 금속 패턴의 세척 전에 상기 금속 패턴에 포함된 용매를 증발시키는 후처리 유닛을 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the electrode forming unit may further include a post-processing unit for evaporating the solvent included in the metal pattern before cleaning the metal pattern.

본 발명의 실시예들에 의하면, 금속 나노입자의 표면에 캐핑된 고분자 물질을 용이하게 제거하면서도 금속 패턴을 저온 소결을 통해 전극을 형성할 수 있는 전극 제조장치를 통해 전극 제조공정의 효율성을 향상시키고, 제조된 전극의 전기 전도성 등의 성질을 우수하게 유지할 수 있다. According to the embodiments of the present invention, the efficiency of the electrode manufacturing process can be improved through the electrode manufacturing apparatus capable of easily forming the electrode through the low temperature sintering of the metal pattern while easily removing the capped polymer material on the surface of the metal nanoparticles , It is possible to maintain excellent properties such as electrical conductivity of the produced electrode.

특히, 세척 유닛을 통해 상기 금속 패턴의 상부에 형성된 잉크의 고분자 물질만 세척되고, 상기 금속 패턴의 하부에 형성된 잉크의 고분자 물질을 잔류하므로, 고분자 물질을 제거하기 위해 고온의 소결 공정이 불필요하고, 연속되는 저온소결 유닛을 통한 저온 소결 공정만으로도 상기 고분자 물질이 제거된 금속 패턴의 상부가 충분이 소결되므로, 전극의 전도성을 충분히 유지할 수 있다. In particular, since only the polymer material of the ink formed on the upper portion of the metal pattern is cleaned through the cleaning unit and the polymer material of the ink formed on the lower portion of the metal pattern remains, a high-temperature sintering process is not required to remove the polymer material, The upper portion of the metal pattern from which the polymer material is removed is sufficiently sintered only by the low-temperature sintering process through the continuous low-temperature sintering unit, so that the conductivity of the electrode can be sufficiently maintained.

또한, 상기 세척 유닛은 세척액을 포함하거나 딥핑(dipping), 초음파 세척, 훨링(whirling) 중 적어도 하나 이상의 세척 방법을 수행하는 적어도 하나 이상의 린스 유닛들을 포함하므로 효율적인 세척 공정을 수행할 수 있다. Also, the cleaning unit includes at least one rinse unit that includes a cleaning liquid or performs at least one of dipping, ultrasonic cleaning, and whirling, so that an efficient cleaning process can be performed.

나아가, 세척 유닛 전에 후처리 유닛을 통해 금속 패턴의 용매를 1차적으로 제거하므로, 연속되는 세척 및 소결 공정에서의 고분자 물질 제거 및 소결을 보다 효과적으로 수행할 수 있다. Further, since the solvent of the metal pattern is primarily removed through the post-treatment unit before the cleaning unit, removal and sintering of the polymer material in the subsequent cleaning and sintering process can be performed more effectively.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전극 제조장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 전극 형성부를 도시한 블록도이다.
도 3은 도 1의 전극 제조장치를 이용하여 전극을 제조하는 공정을 나타낸 순서도이다.
도 4a 내지 도 4d는 도 1의 전극 제조장치를 이용하여 전극을 제조하는 공정을 나타낸 공정도들이다. 1 is a block diagram showing an electrode manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing the electrode forming unit of FIG.
3 is a flowchart showing a process of manufacturing an electrode using the electrode manufacturing apparatus of FIG.
4A to 4D are process diagrams illustrating a process of manufacturing an electrode using the electrode manufacturing apparatus of FIG.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In the present application, the term "comprises" or "comprising ", etc. is intended to specify that there is a stated feature, figure, step, operation, component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전극 제조장치를 도시한 블록도이다. 도 2는 도 1의 전극 형성부를 도시한 블록도이다. 도 3은 도 1의 전극 제조장치를 이용하여 전극을 제조하는 공정을 나타낸 순서도이다. 도 4a 내지 도 4d는 도 1의 전극 제조장치를 이용하여 전극을 제조하는 공정을 나타낸 공정도들이다. 1 is a block diagram showing an electrode manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is a block diagram showing the electrode forming unit of FIG. 3 is a flowchart showing a process of manufacturing an electrode using the electrode manufacturing apparatus of FIG. 4A to 4D are process diagrams illustrating a process of manufacturing an electrode using the electrode manufacturing apparatus of FIG.

우선, 도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 전극 제조장치(100)는 금속 나노잉크 공급부(200), 전극 형성부(300) 및 기판 공급부(400)를 포함한다. Referring to FIG. 1, an electrode manufacturing apparatus 100 according to the present embodiment includes a metal nano ink supply unit 200, an electrode formation unit 300, and a substrate supply unit 400.

도 1, 도 3 및 도 4a를 참조하면, 우선, 표면이 고분자 물질로 캐핑된 금속 나노입자를 잉크화하여, 금속 나노입자 잉크(10)를 형성한다(단계 S10). Referring to FIGS. 1, 3 and 4A, first, the metal nanoparticles whose surfaces are capped with a polymer material are inkized to form a metal nanoparticle ink 10 (step S10).

구체적으로, 상기 금속 나노입자 잉크(10)의 형성시, 금속 나노입자들(11) 사이의 접착을 방지하기 위해 고분자 물질을 상기 금속 나노입자들(11)의 표면에 캐핑(capping)하며, 이 경우, 상기 금속 나노입자의 대표적인 예로, 은(Ag) 나노입자가 사용될 수 있고, 상기 캐핑을 위한 고분자 물질로 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP)이 사용될 수 있다.Specifically, when forming the metal nanoparticle ink 10, a polymer material is capped on the surface of the metal nanoparticles 11 to prevent adhesion between the metal nanoparticles 11, In this case, silver (Ag) nanoparticles may be used as a representative example of the metal nanoparticles, and polyvinylpyrrolidone (PVP) may be used as the polymer material for the capping.

이와 같이, 상기 금속 나노입자 잉크(10)의 형성시, 상기 금속 나노입자를 고분자 물질로 캐핑하므로, 상기 금속 나노입자들의 분산성은 향상되지만, 상기 고분자 물질이 전도성을 저해할 수 있으므로, 상기 전극 형성부(300)는 상기 고분자 물질을 제거하기 위한 별도의 유닛을 포함하며, 이는 후술한다. Since the metal nanoparticles are capped by the polymer material at the time of forming the metal nanoparticle ink 10 as described above, the dispersibility of the metal nanoparticles is improved. However, since the polymer material may hinder the conductivity, The unit 300 includes a separate unit for removing the polymer material, which will be described later.

도 1을 다시 참조하면, 상기 금속 나노잉크 공급부(200)는 상기 고분자 물질로 캐핑된 금속 나노입자 잉크를 상기 전극 형성부(300)로 제공한다. Referring to FIG. 1 again, the metal nano ink supply unit 200 supplies the metal nano-particle ink capped with the polymer material to the electrode forming unit 300.

한편, 상기 기판 공급부(400)는 전극으로 형성되기 위한 금속 패턴이 상면에 형성되는 베이스 기판(20)을 상기 전극 형성부(300)로 제공한다. The substrate supply unit 400 provides a base substrate 20 having a metal pattern formed thereon as an electrode to the electrode formation unit 300.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 전극 형성부(300)는 상기 금속 나노잉크 공급부(200)로부터 고분자 물질로 캐핑된 금속 나노입자 잉크(10)를 제공받아, 상기 기판 공급부(400)로부터 공급된 베이스 기판(20) 상에 전극(40)을 형성한다. 1 and 2, the electrode forming unit 300 receives the metal nanoparticle ink 10 capped with a polymeric material from the metal nano ink supplying unit 200 and supplies the metal nanoparticle ink 10 from the substrate supplying unit 400 The electrode 40 is formed on the base substrate 20 which has been formed.

구체적으로, 상기 전극 형성부(300)는 언와인더 유닛(310), 기판처리 유닛(320), 금속패턴 형성 유닛(330), 후처리 유닛(340), 세척 유닛(350), 저온소결 유닛(360) 및 리와인더 유닛(370)을 포함한다. Specifically, the electrode forming unit 300 includes an unwinder unit 310, a substrate processing unit 320, a metal pattern forming unit 330, a post-processing unit 340, a cleaning unit 350, (360) and a rewinder unit (370).

상기 언와인더 유닛(310)은 상기 기판 공급부(400)로부터 공급된 상기 베이스 기판(20)을 상기 기판처리 유닛(320)으로 제공하여, 전극 형성 공정을 개시한다. The unwinder unit 310 provides the base substrate 20 supplied from the substrate supply unit 400 to the substrate processing unit 320 to start an electrode formation process.

이에 따라, 상기 기판처리 유닛(320)은 상기 베이스 기판(20)에 대한 전처리 작업을 진행하여 상기 베이스 기판(20)에 대한 세정작업 또는 상기 베이스 기판(20)의 검사 작업 등을 수행한다. Accordingly, the substrate processing unit 320 performs a pre-processing operation on the base substrate 20 to perform a cleaning operation on the base substrate 20, an inspection operation of the base substrate 20, and the like.

이 후, 도 2, 도 3 및 도 4b를 참조하면, 상기 금속패턴 형성 유닛(330)은 상기 금속 나노입자 잉크(10)를 이용하여 전처리 작업이 수행된 상기 베이스 기판(20) 상에 소정의 금속 패턴(30)을 형성한다(단계 S20). 이 경우, 상기 금속 패턴(30)은 잉크를 이용하여 형성되는 공정으로, 슬롯다이코팅, 바코팅, 마이크로 그라비아 코팅, 코마 코팅, 딥핑, 스프레이 등의 코팅 유닛, 또는 잉크젯, 그라비아, 플렉소 등의 인쇄 유닛을 통한 코팅 또는 인쇄 공정으로 형성될 수 있다. 2, 3, and 4B, the metal pattern forming unit 330 is formed on the base substrate 20 on which the preprocessing operation is performed using the metal nano-particle ink 10, A metal pattern 30 is formed (step S20). In this case, the metal pattern 30 is formed using ink, and may be a coating unit such as a slot die coating, a bar coating, a microgravure coating, a coma coating, a dipping or spraying, or a coating unit such as an ink jet, a gravure, Or may be formed by a coating or printing process through a printing unit.

이 경우, 상기 코팅 또는 인쇄 공정으로 상기 베이스 기판(20) 상에 형성된 금속 패턴(30)의 내부에는, 고분자 물질(32)로 캐핑된 금속 나노잉크(31)가 균일하게 분산된다. In this case, the metal nano ink 31 capped with the polymer material 32 is uniformly dispersed in the metal pattern 30 formed on the base substrate 20 by the coating or printing process.

이 후, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 후처리 유닛(340)은 상기 금속 패턴(30)이 형성된 베이스 기판(20)을 후처리 한다. 2 and 3, the post-processing unit 340 processes the base substrate 20 on which the metal pattern 30 is formed.

즉, 상기 베이스 기판(20) 상에 형성된 금속 패턴(30)은 금속 나노입자 잉크(10)로 형성한 것으로, 상기 금속 나노입자 잉크(10)는 용매를 포함하게 되며, 상기 후처리 유닛(340)은 상기 금속 패턴(30)에 포함된 용매를 증발시킨다. 이를 위해, 상기 후처리 유닛(340)은 가열 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들어 핫 플레이트(hot plate)일 수 있다. 그리하여, 상기 금속 패턴(30)이 형성된 상기 베이스 기판(20)은 상기 핫 플레이트 상에서 소정시간 배치되어 용매가 증발될 수 있다. 예를 들어, 상기 후처리 유닛(340)은 약 100도의 온도로 상기 용매를 증발시킬 수 있다. That is, the metal pattern 30 formed on the base substrate 20 is formed of the metal nano-particle ink 10, the metal nano-particle ink 10 includes a solvent, and the post-processing unit 340 ) Evaporates the solvent contained in the metal pattern (30). To this end, the post-treatment unit 340 may comprise a heating unit, for example a hot plate. Thus, the base substrate 20 on which the metal pattern 30 is formed may be disposed on the hot plate for a predetermined time to evaporate the solvent. For example, the post-treatment unit 340 may evaporate the solvent to a temperature of about 100 degrees.

이 후, 도 2, 도 3 및 도 4c를 참조하면, 상기 세척유닛(350)은 상기 금속 패턴(30)에 포함된 상기 고분자 물질(32)을 세척한다(단계 S30). 2, 3, and 4C, the cleaning unit 350 cleans the polymer material 32 included in the metal pattern 30 (step S30).

이 경우, 상기 고분자 물질(32)은 상기 세척유닛(350)에서 공급되는 세척액을 통해 제거되며, 상기 고분자 물질(32)의 세척액은 유기물의 용해가 가능한 아세톤(acetone) 혼합액을 사용한다. 예를 들어, 상기 세척액은 아세톤과 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran)의 혼합액일 수 있다. In this case, the polymer material 32 is removed through the cleaning liquid supplied from the cleaning unit 350, and the cleaning liquid of the polymer material 32 is an acetone mixture solution capable of dissolving organic materials. For example, the washing solution may be a mixed solution of acetone and tetrahydrofuran.

한편, 상기 세척유닛(350)은 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 린스유닛들(351, 352, 353, ...)이 일렬로 배열되고 각각의 린스유닛들에서 상기 고분자 물질의 세척단계가 연속적으로 수행될 수 있다. 물론, 상기 세척유닛(350)은 하나의 린스유닛만을 포함하여, 상기 고분자 물질의 세척단계는 하나의 린스 유닛에서만 1회 수행될 수도 있다. 2, the cleaning unit 350 includes a plurality of rinsing units 351, 352, 353,... Arranged in a row and cleaning the polymeric materials in each rinsing unit Can be continuously performed. Of course, the cleaning unit 350 includes only one rinse unit, and the cleaning of the polymer material may be performed only once in one rinse unit.

이 경우, 상기 린스유닛들(351, 352, 353, ...)의 배열이나 개수 등은 세척이 필요한 고분자 물질의 종류, 패턴의 크기나 형태 등에 따라 다양하게 변형될 수 있다. In this case, the arrangement and number of the rinsing units 351, 352, 353,... Can be variously modified depending on the kind of the polymer substance to be cleaned, the size and shape of the pattern, and the like.

세척 방법의 일례로, 상기 린스유닛들(351, 352, 353, ...) 각각에 세척액이 저장되며, 상기 금속 패턴(30)이 형성된 베이스 기판(20)을 상기 세척액에 담가 상기 고분자 물질(32)을 세척할 수 있다. 이 경우, 상기 금속 패턴(30) 상에 잔류한 세척액은 별도의 세척액 제거유닛에 의해 제거될 수 있다. The cleaning liquid is stored in each of the rinse units 351, 352, 353, ..., and the base substrate 20 on which the metal pattern 30 is formed is immersed in the cleaning liquid, 32). In this case, the cleaning liquid remaining on the metal pattern 30 may be removed by a separate cleaning liquid removal unit.

따라서, 상기 린스유닛들(351, 352, 353, ...)은 세척액 제거유닛을 포함할 수 있으며, 세척액이 저장된 린스유닛과 세척액을 제거하는 린스유닛들은 교번적으로 배열되어 복수의 세척 및 세척액 제거 공정이 수행될 수 있다. Accordingly, the rinse units 351, 352, 353, ... may include a rinse solution removing unit, and the rinse unit storing the rinse solution and the rinse units for removing the rinse solution may be alternately arranged, A removal process can be performed.

이와 달리, 세척 방법의 또 다른 예로, 상기 린스유닛들(351, 352, 353, ...) 각각에서는, 딥핑(dipping), 초음파 세척, 훨링(whirling) 중 적어도 하나 이상의 세척 방법을 수행할 수 있다. 그리하여, 상기 린스유닛들을 통한 세척을 통해 세척 공정의 효율성이 향상될 수 있다. Alternatively, each of the rinsing units 351, 352, 353, ... may perform at least one cleaning method such as dipping, ultrasonic cleaning, whirling, or the like. have. Thus, the efficiency of the cleaning process can be improved by washing through the rinse units.

한편, 상기 세척 유닛(350)에서의 상기 고분자 물질의 세척 공정에서는, 상기 금속 패턴(30)으로 형성된 상기 금속 나노입자들(31) 전부에 캐핑된 고분자 물질(32)을 제거하지는 않고, 상기 금속 패턴(30)의 상부에 캐핑된 고분자 물질(32)만 부분적으로 제거하여, 상기 금속 패턴(30)의 하부에 캐핑된 고분자 물질(32)은 잔류시킨다. In the cleaning process of the polymer material in the cleaning unit 350, the capped polymer material 32 is not removed from the metal nanoparticles 31 formed of the metal pattern 30, Only the capped polymeric material 32 is partially removed on the pattern 30 so that the capped polymeric material 32 remains in the lower portion of the metal pattern 30.

즉, 상기 세척 유닛(350)을 통한 세척 공정에서 상기 세척액은 상기 금속 나노입자들(31) 사이의 결합으로 상기 금속 나노입자들(31)의 상기 금속 패턴(30)의 내부까지 깊숙하게 침투하지 못하며, 이에 따라 상기 금속 패턴(30)의 상부 표면의 고분자 물질이 세척되게 된다. That is, in the cleaning process through the cleaning unit 350, the cleaning liquid penetrates deeply into the inside of the metal pattern 30 of the metal nanoparticles 31 by the bond between the metal nanoparticles 31 So that the polymer material on the upper surface of the metal pattern 30 is cleaned.

이를 위해, 상기 세척 유닛(350)이 포함하는 상기 적어도 하나 이상의 린스 유닛들은 상기 세척액을 상기 금속 패턴(30)의 내부까지 깊숙이 침투시키지 않고, 상대적으로 간단한 세척 공정을 수행하도록 설계되며, 이에 따라 상기 세척 유닛(350)의 구성 및 공정이 상대적으로 단순해 질 수 있다. For this, the at least one rinse unit included in the cleaning unit 350 is designed to perform a relatively simple cleaning process without penetrating the cleaning liquid deep into the interior of the metal pattern 30, The construction and process of the cleaning unit 350 can be relatively simplified.

이 후, 도 2, 도 3 및 도 4d를 참조하면, 상기 저온소결 유닛(360)은 상부의 고분자 물질이 제거된 금속 패턴을 저온 소결한다(단계 S40). 그리하여, 상기 베이스 기판(20) 상에는 전극(40)이 형성된다. 2, 3 and 4D, the low-temperature sintering unit 360 low-temperature sintered the metal pattern from which the upper polymer material has been removed (step S40). Thus, an electrode 40 is formed on the base substrate 20.

상기 저온소결 유닛(360)은 상기 금속 패턴(30)이 형성된 상기 베이스 기판(20)을 80~180도 범위의 온도에서 가열하여 상기 금속 패턴(30)의 고분자 물질이 제거된 금속 나노입자들(41)을 소결한다. The low temperature sintering unit 360 heats the base substrate 20 on which the metal pattern 30 is formed at a temperature ranging from 80 to 180 degrees to remove metal nanoparticles 41) is sintered.

한편, 상기 저온소결 유닛(360)은 80~180도의 범위로 소결을 수행하는 것으로, 200도 이상의 고온에서 수행되는 소결과 비교하여 상대적으로 저온의 범위에서 소결을 수행한다. On the other hand, the low-temperature sintering unit 360 performs sintering in a range of 80 to 180 degrees, and sintering is performed in a relatively low temperature range as compared with sintering performed at a high temperature of 200 degrees or more.

상기 저온소결 유닛(360)은 예를 들어, 소결로(sintering furnace)일 수 있으며, 내부에 핫 플레이트가 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 금속 패턴(30)이 형성된 베이스 기판(20)은 상기 소결로의 내부의 핫 플레이트 상에 배치되어 소결이 수행될 수 있다. The low-temperature sintering unit 360 may be, for example, a sintering furnace, and a hot plate may be disposed therein. Accordingly, the base substrate 20 on which the metal pattern 30 is formed can be placed on a hot plate inside the sintering furnace, and sintering can be performed.

이와 같이, 상기 저온소결 유닛(360)은 고분자 물질(42)을 제거하기 위한 고온 소결을 수행하지 않고 고분자 물질이 제거된 금속 나노입자들(41) 만을 소결하여 전체적으로 상기 전극(40)의 전도성을 향상시키는 것으로, 저온의 범위에서 소결을 수행할 수 있어, 가열을 위한 장치의 구성 등을 상대적으로 용이하게 할 수 있다. As described above, the low-temperature sintering unit 360 sinters only the metal nanoparticles 41 from which the polymer material has been removed without performing high-temperature sintering to remove the polymer material 42, It is possible to perform sintering in a low temperature range, and it is possible to relatively easily make the configuration of the apparatus for heating and the like.

이 후, 상기 리와인더 유닛(370)은 상기 저온소결 유닛(360)을 통과하여 최종적으로 상기 베이스 기판(20) 상에 형성된 상기 전극(40)을 상기 전극 형성부(300)의 외부로 반출하여, 필요한 경우 후속 공정을 수행하게 한다. Thereafter, the rewinder unit 370 passes the electrode 40 formed on the base substrate 20 through the low temperature sintering unit 360 to the outside of the electrode forming unit 300, If necessary, to carry out subsequent processes.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 금속 나노입자의 표면에 캐핑된 고분자 물질을 용이하게 제거하면서도 금속 패턴을 저온 소결을 통해 전극을 형성할 수 있는 전극 제조장치를 통해 전극 제조공정의 효율성을 향상시키고, 제조된 전극의 전기 전도성 등의 성질을 우수하게 유지할 수 있다. According to the embodiments of the present invention as described above, the efficiency of the electrode manufacturing process can be improved through the electrode manufacturing apparatus capable of easily forming the electrode through the low-temperature sintering of the metal pattern while easily removing the polymeric material capped on the surface of the metal nano- And it is possible to maintain excellent properties such as electric conductivity of the produced electrode.

특히, 세척 유닛을 통해 상기 금속 패턴의 상부에 형성된 잉크의 고분자 물질만 세척되고, 상기 금속 패턴의 하부에 형성된 잉크의 고분자 물질을 잔류하므로, 고분자 물질을 제거하기 위해 고온의 소결 공정이 불필요하고, 연속되는 저온소결 유닛을 통한 저온 소결 공정만으로도 상기 고분자 물질이 제거된 금속 패턴의 상부가 충분이 소결되므로, 전극의 전도성을 충분히 유지할 수 있다. In particular, since only the polymer material of the ink formed on the upper portion of the metal pattern is cleaned through the cleaning unit and the polymer material of the ink formed on the lower portion of the metal pattern remains, a high-temperature sintering process is not required to remove the polymer material, The upper portion of the metal pattern from which the polymer material is removed is sufficiently sintered only by the low-temperature sintering process through the continuous low-temperature sintering unit, so that the conductivity of the electrode can be sufficiently maintained.

또한, 상기 세척 유닛은 세척액을 포함하거나 딥핑(dipping), 초음파 세척, 훨링(whirling) 중 적어도 하나 이상의 세척 방법을 수행하는 적어도 하나 이상의 린스 유닛들을 포함하므로 효율적인 세척 공정을 수행할 수 있다. Also, the cleaning unit includes at least one rinse unit that includes a cleaning liquid or performs at least one of dipping, ultrasonic cleaning, and whirling, so that an efficient cleaning process can be performed.

나아가, 세척 유닛 전에 후처리 유닛을 통해 금속 패턴의 용매를 1차적으로 제거하므로, 연속되는 세척 및 소결 공정에서의 고분자 물질 제거 및 소결을 보다 효과적으로 수행할 수 있다. Further, since the solvent of the metal pattern is primarily removed through the post-treatment unit before the cleaning unit, removal and sintering of the polymer material in the subsequent cleaning and sintering process can be performed more effectively.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims. It can be understood that it is possible.

본 발명에 따른 전극 제조장치는 표시패널, 태양전지, RFID 등에 사용되는 베젤, 메쉬형 전극, 안테나 전극 등 전도성 전극의 제조에 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다. INDUSTRIAL APPLICABILITY The electrode manufacturing apparatus according to the present invention has industrial applicability that can be used for manufacturing a conductive electrode such as a bezel, a mesh electrode, and an antenna electrode used for a display panel, a solar cell, and an RFID.

100 : 전극 제조장치 200 : 금속 나노 잉크 공급부
300 : 전극 형성부 320 : 기판처리 유닛
330 : 금속패턴 형성 유닛 350 : 세척 유닛
360 : 저온소결 유닛 400 : 기판 공급부100: electrode manufacturing apparatus 200: metal nano ink supply unit
300: electrode forming unit 320: substrate processing unit
330: metal pattern forming unit 350: cleaning unit
360: Low temperature sintering unit 400:

Claims (10)

고분자 물질을 포함하는 금속 나노입자 잉크를 공급하는 금속 나노잉크 공급부, 베이스 기판을 공급하는 기판 공급부, 및 전극을 형성하는 전극 형성부를 포함하며,
상기 전극 형성부는,
상기 베이스 기판 상에 상기 금속 나노입자 잉크로 금속 패턴을 형성하는 금속패턴 형성 유닛;
상기 금속 패턴의 상부에 형성된 잉크의 고분자 물질만 세척하고, 상기 금속 패턴의 하부에 형성된 잉크의 고분자 물질을 세척하지 않고 잔류시키는 세척 유닛; 및
상기 금속 패턴을 저온 소결하여 전극을 형성하는 저온소결 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 제조장치. A metal nano ink supply unit for supplying a metal nanoparticle ink containing a polymer material, a substrate supply unit for supplying a base substrate, and an electrode formation unit for forming an electrode,
The electrode-
A metal pattern forming unit for forming a metal pattern on the base substrate with the metal nano-particle ink;
A cleaning unit which cleans only the polymeric material of the ink formed on the metal pattern and leaves the polymeric material of the ink formed on the bottom of the metal pattern without washing; And
And a low-temperature sintering unit for forming an electrode by low-temperature sintering the metal pattern. 제1항에 있어서, 상기 금속 나노입자 잉크는,
표면이 고분자 물질로 캐핑된 금속 나노입자를 잉크화하여 형성된 것을 특징으로 하는 전극 제조장치. The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein the metal nano-
Wherein the surface of the electrode is formed by inking metal nano-particles capped with a polymer material. 삭제delete 삭제delete 제2항에 있어서, 상기 세척 유닛은,
세척액이 담겨진 적어도 하나 이상의 린스 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 제조장치. The washing machine according to claim 2,
And at least one rinse unit containing a cleaning liquid. 제2항에 있어서, 상기 세척 유닛은,
딥핑(dipping), 초음파 세척, 훨링(whirling) 중 적어도 하나 이상의 세척 방법을 수행하는 적어도 하나 이상의 린스 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 제조장치. The washing machine according to claim 2,
And at least one rinse unit for performing at least one cleaning method of dipping, ultrasonic cleaning, whirling, and the like. 제2항에 있어서, 상기 고분자 물질의 세척액은 아세톤(acetone)과 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran) 혼합액인 것을 특징으로 하는 전극 제조장치. The electrode manufacturing apparatus according to claim 2, wherein the cleaning liquid of the polymer material is a mixture of acetone and tetrahydrofuran. 제2항에 있어서, 상기 금속 나노입자는 은(Ag) 나노입자이며, 상기 고분자 물질은 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP)인 것을 특징으로 하는 전극 제조장치. The electrode manufacturing apparatus according to claim 2, wherein the metal nanoparticles are silver nanoparticles, and the polymer material is polyvinylpyrrolidone (PVP). 제1항에 있어서, 상기 저온소결 유닛은,
상기 금속 패턴이 형성된 베이스 기판을 80~180도 범위의 온도에서 가열하는 것을 특징으로 하는 전극 제조장치. The low-temperature sintering unit according to claim 1,
Wherein the base substrate on which the metal pattern is formed is heated at a temperature in the range of 80 to 180 degrees. 제1항에 있어서, 상기 전극 형성부는,
상기 금속 패턴의 세척 전에 상기 금속 패턴에 포함된 용매를 증발시키는 후처리 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 제조장치. The plasma display apparatus according to claim 1,
Further comprising a post-treatment unit for evaporating the solvent contained in the metal pattern before cleaning the metal pattern.
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