KR101642041B1 - 3d 프린팅을 이용한 단차 보상 살 올림식 재생 구조를 갖는 마스크 프레임의 제조방법 - Google Patents

3d 프린팅을 이용한 단차 보상 살 올림식 재생 구조를 갖는 마스크 프레임의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3D 프린팅을 이용한 단차 보상 살 올림식 재생 구조를 갖는 마스크 프레임의 제조방법에 관한 것이다.
이에 그 기술적 요지는 신규 제작된 마스크 프레임을 재사용할 수 있도록 한 것으로, 상기 마스크 프레임에 결합되는 증착 마스크(띠 또는 선재 형태의 마스크 라인)의 사용 수명 한계 및 모델 변경에 따른 패턴 보정시 그루브(Groove) 가공면에 추가 덧댐층을 3D 프린터로 하여금 증착시켜 이종 재질의 융착용 필러(용과제) 없이 원 소재와 동일한 살 올림을 이룬 뒤 단차 보상식 재가공이 이루어질 수 있도록 함으로써, 마스크 프레임의 두께 보완에 따른 리사이클링이 지속적으로 보정 가능하도록 하는 바, 이는 고가의 마스크 프레임을 폐기 없이 재활용할 수 있도록 함은 물론 고객사 제품 모델 변경시 패턴 보정을 유동적으로 대처할 수 있도록 함으로써, 소재 낭비 방지와 자원 재활용에 따른 경제성이 크게 개선되고 사용성과 활용도가 확대되어 생산성이 현저하게 향상되는 것을 특징으로 한다.

Description

3D 프린팅을 이용한 단차 보상 살 올림식 재생 구조를 갖는 마스크 프레임의 제조방법{Manufacture method for 3D printing of Mask Frame for Organic Light Emitting Diodes with type of recycling}
본 발명은 신규 제작된 마스크 프레임을 재사용할 수 있도록 한 것으로, 상기 마스크 프레임에 결합되는 증착 마스크(띠 또는 선재 형태의 마스크 라인)의 사용 수명 한계 및 모델 변경에 따른 패턴 보정시 그루브(Groove) 가공면에 추가 덧댐층을 3D 프린터로 하여금 증착시켜 이종 재질의 융착용 필러(용과제) 없이 원 소재와 동일한 살 올림을 이룬 뒤 단차 보상식 재가공이 이루어질 수 있도록 함으로써, 마스크 프레임의 두께 보완에 따른 리사이클링이 지속적으로 보정 가능하도록 하는 바, 이는 고가의 마스크 프레임을 폐기 없이 재활용할 수 있도록 함은 물론 고객사 제품 모델 변경시 패턴 보정을 유동적으로 대처할 수 있도록 함으로써, 소재 낭비 방지와 자원 재활용에 따른 경제성이 크게 개선되고 사용성과 활용도가 확대되어 생산성이 현저하게 향상되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅을 이용한 단차 보상 살 올림식 재생 구조를 갖는 마스크 프레임의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 마스크 프레임은 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display)의 제작시 유기 발광층이나 금속전극을 절연기판상에 증착시키는 과정에서 증착 마스크의 외곽을 지지하도록 마련되는 사각 틀을 일컫는다.
이때, 상기 증착 마스크는 고객사의 요청에 따라 설계된 디스플레이 패널(유기 발광 표시 장치)의 규격대로 각 패턴이 구획되는 것으로, 해당 패턴(개구된 사각홈)으로만 증착 물질이 관통하면서 마스킹을 수행하도록 형성된다.
한편, 이러한 증착 마스크는 마스크 프레임에 접합됨에 있어서, 일종의 띠 형태를 이루는 다수의 선재가 가로 세로 병열식 바둑판 형태를 이루며 마스크 라인을 이루도록 접합되는데, 이에 대응되는 마스크 프레임에는 각 선재가 삽입되어 접합될 수 있도록 요홈 형태의 그루브(Groove) 형성된다.
그러나, 이러한 마스크 프레임은 띠 형태의 선재가 마스크 라인을 이루기 위해 마스크 프레임의 그루브에 접합되어 설정된 패턴 규격에 맞도록 구획 접합됨에 있어서, 마스크 프레임에 성형(절삭 가공)된 그루브는 마스크 프레임 가공시 발주처(고객사)의 요구(모델 변경 등)에 따라 설계 반영(간격, 넓이 등)이 달라지게 된다.
이때, 소재 자체가 상당히 고가인 마스크 프레임은 제작 모델(디스플레이 패널)이 변경되면 더 이상 사용할 수 없는 경우 폐기처분되거나, 상황에 따라서는 모델 변경의 정도에 따라 띠 형태의 마스크 라인 선재(증착 마스크)를 떼어낸 후 마스크 프레임을 재사용하기 위해 그루브 면을 평삭 작업을 한 후 다시 변경된 그루브를 다시 가공한 뒤 몇 차례 재활용하도록 하는 것이 그동안의 실정이다.
즉, 최근에는 기존 사용 패턴(제작 모델 변경)이 달라지면 그루브의 위치가 변경되어 기존의 그루브 면을 평삭(깍아)하여 완전히 제거한 후 다시 변경된 그루브를 재가공하여 리사이클링하는 시도가 이루어지고 있는 실정이다.
그러나, 이러한 종래의 재생 방법은 마스크 프레임 자체 두께가 낮아져서 사용 횟수가 한정적이라는 문제가 계속되고 있는 실정이다.
그러한 이유는 마스크 프레임을 장착하는 고객사의 장비 실정에 따라 프레임의 최소 사용 두께(예컨데, 21.75mm)가 있기 때문에 재사용의 한계에 직면하기 때문이다.
이를 개선하기 위해 본원 출원인은 마스크 프레임의 그루브 면에 덧댐식 패널을 안착하여 이종 재질의 용과제인 필러로 하여금 브레이징 용접을 실시한 바 있으나, 이러한 작업 방법은 브레이징 완료 후 변색이 발생되어 고객사 라인 중 검사장비에서 이물로 판단되어 NG 판정을 받는 문제가 발생된다.
또한, 종래의 브레이징 용접 방식은 4개로 이루어진 덧댐 패널의 접합부에 접점이 벌어지는 현상이 발생되고, 이에 일정한 높이(두께)를 구현하는데 어려움이 따르고 있는 실정이다.
또한, 종래의 브레이징 용접시에는 용과제인 매개체로서 은(Ag) 소재의 필러를 사용하게 되는데 이는 원자재인 마스크 프레임 소재(인바 소재)와 물성이 달라 변형이 발생되는 문제 또한 야기된다.
1. 국내 등록실용신안공보 등록 제20-0406115호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 기술적 요지는 마스크 프레임에 결합되는 증착 마스크(띠 또는 선재 형태의 마스크 라인)의 사용 수명 한계 및 모델 변경에 따른 패턴 보정시 그루브(Groove) 가공면에 추가 덧댐층을 3D 프린터로 하여금 증착시켜 이종 재질의 융착용 필러(용과제) 없이 원 소재와 동일한 살 올림을 이룬 뒤 단차 보상식 재가공이 이루어질 수 있도록 함으로써, 마스크 프레임의 두께 보완에 따른 리사이클링이 지속적으로 보정 가능하도록 하는 바, 이는 고가의 마스크 프레임을 폐기 없이 재활용할 수 있도록 함은 물론 고객사 제품 모델 변경시 패턴 보정을 유동적으로 대처할 수 있도록 함으로써, 소재 낭비 방지와 자원 재활용에 따른 경제성이 크게 개선되고 사용성과 활용도가 확대되어 생산성이 현저하게 향상되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅을 이용한 단차 보상 살 올림식 재생 구조를 갖는 마스크 프레임의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 그루브 가공면에 대하여 3D 프린팅시 구역을 나눠 프린팅하도록 함으로써, 열변형 최소화로 인한 정밀성과 품질이 크게 개선되도록 하는 것을 제공함에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 수명 연한이 다하거나 모델 변경에 따라 회수된 틀 본체(100)의 그루브 가공면(130)을 평삭하여 정밀한 평탄도를 갖도록 평면 절삭하는 그루브 제거단계(S100)와; 상기 틀 본체의 그루브 가공면(130)에 대하여 프린팅 구역을 정한 뒤 설정된 순차에 따라 해당 구역에 3D 프린터로 하여금 덧댐층(200)을 프린팅하도록 하는 살올림 단계(S200)와; 상기 그루브 가공면(130)에 덧댐층(200)이 형성되면 정밀 평탄가공을 수행한 후 그루브를 성형하도록 하는 그루브 재가공 단계(S300)와; 상기 그루브가 성형되면 틀 본체의 개구부(120)에 증착존이 패턴을 이루며 구획되도록 띠 형태의 마스크 라인(300)을 접합하는 증착 마스크 결합단계(S400)가; 구성되어 이루어진다.
이에, 상기 틀 본체(100)와 덧댐층(200)의 재질은 동일한 INVAR36 또는 SUS420 인 것을 특징으로 한다.
이에, 상기 3D 프린터는 하향 분사식 노즐에 의해 그루브 가공면으로 하여금 덧댐층을 쌓아 올리는 형태로 프린팅되도록 하되, 상기 프린팅시에는 분사되는 분말의 균일 입도와 분사량 및 균등 가압이 이루어지도록 형성된다.
이와 같이 본 발명은 신규 제작된 마스크 프레임을 재사용할 수 있도록 한 것으로, 마스크 프레임에 결합되는 증착 마스크(띠 또는 선재 형태의 마스크 라인)의 사용 수명 한계 및 모델 변경에 따른 패턴 보정시 그루브(Groove) 가공면에 추가 덧댐층을 3D 프린터로 하여금 증착시켜 이종 재질의 융착용 필러(용과제) 없이 원 소재와 동일한 살 올림을 이룬 뒤 단차 보상식 재가공이 이루어질 수 있도록 함으로써, 마스크 프레임의 두께 보완에 따른 리사이클링이 지속적으로 보정 가능하도록 하는 바, 이는 고가의 마스크 프레임을 폐기 없이 재활용할 수 있도록 함은 물론 고객사 제품 모델 변경시 패턴 보정을 유동적으로 대처할 수 있도록 함으로써, 소재 낭비 방지와 자원 재활용에 따른 경제성이 크게 개선되고 사용성과 활용도가 확대되어 생산성이 현저하게 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 그루브 가공면에 대하여 3D 프린팅시 구역을 나눠 프린팅하도록 함으로써, 열변형 최소화로 인한 정밀성과 품질이 크게 개선되도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 직접 분사식 증착 방식으로 인해 접합성이 우수하도록 형성되고, 특히 생산원가가 현저하게 감소되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 자동화 공정에 의한 작업이 가능하여 인력 손실 감소를 통한 인건비 절감 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 3D 프린팅시 마스크 프레임의 열변형을 최소화하기 위한 프린팅 구역 순서를 나타낸 예시도,
도 2는 본 발명에 따른 마스크 프레임의 일 예시도,
도 3은 본 발명에 따른 덧댐층이 마스크 프레임에 증착된 상태를 나타낸 예시도이다.
다음은 첨부된 도면을 참조하며 본 발명을 보다 상세히 설명하겠다.
먼저, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 그루브 제거단계(S100), 살올림 단계(S200), 그루브 재가공 단계(S300) 및 증착 마스크 결합단계(S400)로 크게 구성된다.
이에, 상기 그루브 제거단계(S100)는 수명 연한이 다하거나 모델 변경에 따라 회수된 틀 본체(100)의 그루브 가공면(130)을 평삭하여 정밀한 평탄도를 갖도록 평면 절삭하게 된다.
즉, 상기 틀 본체(100)는 납작한 판재가 사각 틀(110)을 이루도록 하되, 중앙에 개구부(120)가 형성되고, 상기 사각 틀의 상면에는 그루브 가공면(130)이 형성된다.
이때, 마스크 프레임의 기본 프레임인 틀 본체(100)의 재질은 INVAR36 또는 SUS420인 것이 바람직하다.
이에, 상기 살올림 단계(S200)는 상기 틀 본체의 그루브 가공면(130)에 대하여 프린팅 구역을 정한 뒤 설정된 순차에 따라 해당 구역에 3D 프린터로 하여금 덧댐층(200)을 프린팅하도록 형성된다.
즉, 도 1에는 아라비아 숫자 1 에서 28까지 구역이 나누어져 있으며 해당 숫자들은 3D 프린터를 이용한 덧댐층 증착 순서를 나타낸다. 이는 열변형을 최소화하기 위함이다.
그리고, 덧댐층의 3D 프린팅시에는 설정된 두께를 정하여 해당 높이만큼 정밀 공차에 의해 증착시키도록 형성된다.
이에, 상기 그루브 재가공 단계(S300)는 상기 그루브 가공면(130)에 덧댐층(200)이 형성되면 정밀 평탄가공을 수행한 후 그루브를 성형하도록 형성된다.
이에, 상기 증착 마스크 결합단계(S400)는 상기 그루브가 성형되면 틀 본체의 개구부(120)에 증착존이 패턴을 이루며 구획되도록 띠 형태의 마스크 라인(300)을 접합하도록 형성된다.
이에, 상기 틀 본체(100)와 덧댐층(200)의 재질은 동일한 INVAR36 또는 SUS420 인 것을 특징으로 한다.
이에, 상기 3D 프린터는 하향 분사식 노즐에 의해 그루브 가공면으로 하여금 덧댐층을 쌓아 올리는 형태로 프린팅되도록 하되, 상기 프린팅시에는 분사되는 분말의 균일 입도와 분사량 및 균등 가압이 이루어지도록 형성된다.
이를 위해 상기 노즐의 단부에는 미립공이 형성되도록 하되, 프린트 분말이 균일하게 분사될 수 있도록 일측에 리시버 탱크가 형성되어 균등압을 제공하면서 프린트 분말을 분사할 수 있도록 형성된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100 ... 틀 본체 110 ... 사각 틀
120 ... 개구부 130 ... 그루브 가공면
200 ... 덧댐층 300 ... 마스크 라인

Claims (3)

  1. 수명 연한이 다하거나 모델 변경에 따라 회수된 틀 본체(100)의 그루브 가공면(130)을 평삭하여 정밀한 평탄도를 갖도록 평면 절삭하는 그루브 제거단계(S100)와;
    상기 틀 본체의 그루브 가공면(130)에 대하여 프린팅 구역을 정한 뒤 설정된 순차에 따라 해당 구역에 3D 프린터로 하여금 덧댐층(200)을 프린팅하도록 하는 살올림 단계(S200)와;
    상기 그루브 가공면(130)에 덧댐층(200)이 형성되면 정밀 평탄가공을 수행한 후 그루브를 성형하도록 하는 그루브 재가공 단계(S300)와;
    상기 그루브가 성형되면 틀 본체의 개구부(120)에 증착존이 패턴을 이루며 구획되도록 띠 형태의 마스크 라인(300)을 접합하는 증착 마스크 결합단계(S400)가;
    구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 3D 프린팅을 이용한 단차 보상 살 올림식 재생 구조를 갖는 마스크 프레임의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 틀 본체(100)와 덧댐층(200)의 재질은 동일한 INVAR36 또는 SUS420 인 것을 특징으로 하는 3D 프린팅을 이용한 단차 보상 살 올림식 재생 구조를 갖는 마스크 프레임의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 3D 프린터는 하향 분사식 노즐에 의해 그루브 가공면으로 하여금 덧댐층을 쌓아 올리는 형태로 프린팅되도록 하되, 상기 프린팅시에는 분사되는 분말의 균일 입도와 분사량 및 균등 가압이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅을 이용한 단차 보상 살 올림식 재생 구조를 갖는 마스크 프레임의 제조방법.
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