KR101767396B1 - 나노 페이스트 패터닝 방법 및 이에 의해 제조된 터치스위치 - Google Patents

나노 페이스트 패터닝 방법 및 이에 의해 제조된 터치스위치 Download PDF

Info

Publication number
KR101767396B1
KR101767396B1 KR1020160067583A KR20160067583A KR101767396B1 KR 101767396 B1 KR101767396 B1 KR 101767396B1 KR 1020160067583 A KR1020160067583 A KR 1020160067583A KR 20160067583 A KR20160067583 A KR 20160067583A KR 101767396 B1 KR101767396 B1 KR 101767396B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
laser
base substrate
coating material
substrate
Prior art date
Application number
KR1020160067583A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170089383A (ko
Inventor
송정호
송정민
Original Assignee
(주)프랜즈시스템
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)프랜즈시스템 filed Critical (주)프랜즈시스템
Publication of KR20170089383A publication Critical patent/KR20170089383A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101767396B1 publication Critical patent/KR101767396B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1241Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by ink-jet printing or drawing by dispensing
    • H05K3/125Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by ink-jet printing or drawing by dispensing by ink-jet printing
    • B23K26/0081
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B23K26/354Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment by melting
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1283After-treatment of the printed patterns, e.g. sintering or curing methods
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/227Drying of printed circuits
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/01Tools for processing; Objects used during processing
    • H05K2203/0104Tools for processing; Objects used during processing for patterning or coating
    • H05K2203/013Inkjet printing, e.g. for printing insulating material or resist
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/10Using electric, magnetic and electromagnetic fields; Using laser light
    • H05K2203/107Using laser light

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

나노 페이스트 레이저 패터닝 방법 및 이에 의해 제조된 터치스위치가 개시된다. 본 발명은 회로선 폭의 변화를 용이하게 조절 가능하여 다양한 형태의 정밀한 패턴 형성이 가능하도록 이루어지고, 다양한 형상의 베이스 기판위에 선 형태의 디스펜싱 영역을 제팅하여 도전성 미세 금속 패턴을 형성할 수 있어 다양한 분야에 적용이 가능한 나노 페이스트 레이저 패터닝 방법을 제공하고, 자유로운 회로선 폭 조절이 가능하여 요구조건에 따라 신속한 회로선 폭 변경이 가능하여 다품종 생산에 유리하고, 투명디스플레이, 플렉시블 디스플레이 등 차세대 디스플레이 제조에 기존 방법에 비해 우수한 경제성을 가지면서 적용 가능한 나노 페이스트 레이저 패터닝 방법에 의해 제조된 터치스위치을 제공한다.

Description

나노 페이스트 패터닝 방법 및 이에 의해 제조된 터치스위치{NANO PASTE LASER PATTENING METHOD TOUCH SWITCH}
본 발명은 레이저 패터닝 방법 및 이의 방법에 의해 제조된 스위치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 나노 페이스트 디스펜싱 기술을 이용한 레이저 패터닝 방법으로 회로용 소재에 전도성 미세입자를 분사하여 회로선을 형성하고 이후 레이저로 용융시켜 일정한 형태의 패턴(Pattern) 또는 회로를 형성시키는 나노 페이스트 레이저 패터닝 방법 및 이에 의해 제조된 터치스위치에 관한 것이다.
평판디스플레이 기술은 과거 LCD의 개발로 시작되어 TFT-LCD, PDP 등의 급속한 기술적 발전에 힘입어 소형 모바일 기기로부터 노트북, 모니터, TV, 대형 디스플레이에 이르기까지 전자정보 디스플레이 분야의 거의 대부분을 차지하고 있다.
그러나 기존 대부분의 인쇄회로기판, 디스플레이 등 회로가 형성된 제품의 경우 인쇄방식으로 회로를 형성하기 때문에 대량생산에 포커싱되어 형상이 다른 패턴(pattern)으로 변경 시 수많은 공정을 조절해야 하는 문제점이 발생하고 일부 공정의 경우 설비를 교체해야 하는 요구가 발생하여 일정 이상의 비용 지출이 발생하게 된다.
평판디스플레이의 등장이 디스플레이 시장의 팽창을 가져오면서 급격한 성장을 이루었지만, 최근에는 경기침체와 더불어 신시장의 고갈로 성장률이 감소하고 있는 상황임에 따라 새로운 평판디스플레이 시장을 개척하고자 하는 시도가 급속도로 진행되고 있는 현실이다.
기존 회로 형성 공정에 적용되는 인쇄형 공정설비는 초기 설계된 회로선폭 만을 형성시키므로 회로 선폭의 변화 조절이 쉽지 않다. 선폭의 변화가 크거나, 다른 패턴(Pattern)으로 변경이 요구될 때, 이에 수반하여 수많은 공정을 조절해야 하는 문제점이 발생하고, 일부 공정의 경우 설비를 교체해야하는 경우 상당한 비용이 발생할 수도 있다.
또한, 기존 인쇄기술을 응용한 회로 형성 기술은 차세대 디스플레이(투명 디스플레이, 플렉시블 디스플레이 등) 제조공정에 적용하기에는 경제적으로 기술적으로 큰 무리가 따르는 실정이다. 예를 들어, 유연성 있는 절연기판을 사용한 배선판인 FPCB(FLEXIBLE PCB)는 생산 공정수가 많고 난해하여 생산라인 구축 시 고비용이 소비된다.
이에 따라 기존 인쇄기술을 응용한 회로형성기술은 차세대 디스플레이(투명디스플레이, 플렉시블디스플레이 등) 제조공정에 적용하기에는 경제적으로 기술적으로 큰 무리가 따르는 실정이다. 따라서 이러한 차세대 디스플레이 공정을 위한 차별화된 시스템 개발이 시급한 현실이다.
또한 일반적으로 금속 중 철의 녹는점은 약1535 라고 알려져 있다. 이러한 철은 녹는점이 높아 주변의 회로 재료가 타거나, 녹아서 액화되는 현상 등의 주변에 영향을 주어 이러한 재료로 미세 패터닝을 하기에는 상당한 어려움이 있었다.
또한 플렉시블 PCB(FPCB)에 나노 크기의 금속 절연체(Ag,Cu,Ni 등)를 액체하여 미세 패터닝을 구현하기에는 생산 공정이 많고 난해하며, 라인 구축 시 고비용이 소요되는 단점이 있다. 한편 대량 생산으로 단가를 줄일 수는 있으나, 소량 생산 시 매우 제조비용이 높은 문제점이 있었다.
또한 미세회로, 태양전지회로, 플렉시블 디스플레이, 투명 태블릿 디스플레이등 많은 수요가 예상되는 첨단 기술에 활용될 부품에 금속 절연체를 이용하여 미세패턴을 구현하기에는 많은 어려움이 있었다.
따라서 본 출원인은 금속 절연체를 사용한 플렉시블 PCB(FPCB) 공정을 단순화 및 소량 생산 공정의 대체가 가능한 동시에 다양한 형태의 정밀한 패턴 형성이 가능하며, 유연 회로기판, 유연 디스플레이, 신축성 전도체, 유연 태양전지 등 다양한 산업에 적용할 수 있는 나노 페이스트 디스펜싱(nano-paste dispensing) 기술을 이용한 레이저 패터닝(pattern) 시스템의 개발이 시급한 현실이다.
한국특허출원 제10-2015-0135082호 한국 등록특허공보 제10-1038782호(2011.05.27 등록)
따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 회로선 폭의 변화를 용이하게 조절 가능하여 다양한 형태의 정밀한 패턴 형성이 가능하도록 이루어지고, 다양한 형상의 베이스 기판위에 선 형태의 디스펜싱 영역을 제팅하여 도전성 미세 금속 패턴을 형성할 수 있어 다양한 분야에 적용이 가능한 나노 페이스트 레이저 패터닝 방법을 제공하고, 자유로운 회로선 폭 조절이 가능하여 요구조건에 따라 신속한 회로선 폭 변경이 가능하여 다품종 생산에 유리하며, 투명디스플레이, 플렉시블 디스플레이 등 차세대 디스플레이 제조에 기존 방법에 비해 우수한 경제성을 가지면서 적용 가능하며, 제품에 기준한 형상의 베이스 기판위에 점, 선, 면 형태의 디스펜싱 영역을 제팅하여 도전성 미세 금속 패턴을 형성할 수 있어 다양한 분야에 적용이 가능한 나노 페이스트 레이저 패터닝 방법에 의해 제조된 터치스위치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 레이저 패터닝 방법으로서, 유리재질의 커버글라스와, 상기 커버글라스의 상측에 고정되고 상단에 디스펜싱 영역이 형성되는 제팅기판을 포함하는 베이스 기판을, 기판 고정부에 얼라인하여 고정하는 단계 디스펜서부에 의해 베이스 기판에 나노 페이스트 형태의 도전성 나노 입자를 디스펜싱하여 선 형태의 디스펜싱 영역을 형성하는 단계로, 상기 디스펜서부는 도전성 나노 입자를 도트 형상의 복수의 도포물이 일측 방향으로 적어도 일부분이 서로 겹칩되도록 베이스 기판을 향해 디스펜싱하는 제트 밸브를 포함하고, 상기 베이스 기판이 고정된 기판 고정부는 상기 베이스 기판을 직선 왕복 이동시키는 기판 이동부를 포함하는 단계 디스펜서부에 의해 상기 선 형태의 디스펜싱 영역을 경화시키는 단계로, 상기 디스펜서부는 제트 밸브에 의해 베이스 기판 상에 도포된 도포물을 경화하도록, 도포물을 경화시키도록 열을 제공하는 가열부 및 상기 도포물에 자외선을 조사하여 경화하는 자외선 경화부를 포함하는 단계 레이저 조사부에 의해 상기 선 형태의 디스펜싱 영역을 향해 레이저를 조사하여 상기 경화된 상태의 나노 입자인 도포물을 용융시켜 미세 패턴을 형성하는 단계로, 상기 레이저 조사부는 레이저 발진기로부터 생성된 레이저를 집광렌즈를 통해 집광하여 초점을 형성시켜 베이스 기판 상의 선 형태의 디스펜싱 영역으로 조사하는 레이저 조사 헤드 및 상기 레이저 조사 헤드로부터 조사되는 레이저의 폭의 조절하도록 레이저 조사 헤드 내부에 마련되는 반사경을 포함하고, 상기 베이스 기판이 고정된 기판 고정부는 상기 레이저 조사부를 기판 이동부의 이동 방향과 교차하는 방향을 따라 직선 왕복 이동시키는 패터닝 이동부를 포함하는 단계를 포함하는 나노 페이스트 레이저 패터닝 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 커버글라스와, 상기 커버글라스의 일측에 구비되고, 상술한 레이저 패터닝 방법으로 상기 도포물이 디스펜싱되어 도전성 미세 금속 패턴이 형성된 유리 재질의 베이스 기판을 포함하고, 상기 유리 재질의 베이스 기판은, 일측에 구비된 접지단자와, 상기 접지단자의 개수만큼 구비되고, 상기 접지단자와 도전성 미세 금속 패턴으로 전기적으로 연결되는 전극을 포함하는 나노 페이스트 레이저 패터닝 방법에 의해 제조된 터치스위치를 제공한다.
상기에서 설명한 본 발명의 나노 페이스트 레이저 패터닝 방법 및 이에 의해 제조된 터치스위치에 의하면, 나노 페이스트 형태로 제작된 회로용 소재를 미세하게 분사시켜 선 또는 면 형태의 디스펜싱 영역을 형성한 후 레이저로 용융시켜 일정한 형태의 미세 금속 패턴을 형성하는 원리를 이용하여 회로선 폭의 변화를 용이하게 조절 가능하여 다양한 형태의 정밀한 패턴 형성이 가능하도록 이루어짐으로써 기존 인쇄공정이 갖는 문제를 해결할 수 있다.
구체적으로 디스펜서부의 구동 조절에 따른 디스펜싱 영역의 폭과, 레이저 조사부의 구동 조절에 따른 레이저 조사 영역의 폭 중 적어도 하나를 조절하여 미세 패턴의 폭을 쉽게 조절 가능하다.
또한 제트 밸브로부터 분사되는 도포물에 의해 형성되는 디스펜싱 영역의 폭 조절과 디스펜싱 영역으로 조사되는 레이저의 조사 폭 조절을 통해, 자유로운 회로선 폭 조절이 가능하여 요구조건에 따라 신속한 회로선 폭 변경이 가능하여 다품종 생산에 유리하다. 즉 디스펜싱 기술과 레이저 용융기술을 융합하여 회로 패터닝을 형성함에 따라 복잡하고 다양한 형태의 회로를 형성할 수 있어 기존 인쇄공정이 갖는 문제를 해결할 수 있는 효과가 있는 것이다.
또한 투명디스플레이, 플렉시블 디스플레이 등 차세대 디스플레이 제조에 기존 방법에 비해 우수한 경제성을 가지면서 적용 가능하다. 즉 본 발명에 의한 나노페이스트 디스펜싱 기술을 이용한 레이저 패터닝은 정밀한 디스펜싱 기술과 레이저 기술을 융합하여 다양한 형태의 정밀한 패턴 형성이 가능하며, 유연 회로기판 FPCB(Flexible Printed Circuit Board), 유연 디스플레이(Flexible Display), 신축성 전도체, 유연 태양전지(Flexible Solar Cell) 등 다양한 산업에 적용할 수 있는 효과가 있다. 아울러 투명 절연체인 비정질 금속 또한 패터닝이 가능하여 향후 투명전극 개발에도 적극적인 활용이 예상되고 있다.
또한 종래에 회로형성 공정에 적용되는 인쇄형 공정설비는 초기 설계된 회로선폭 만을 형성시키지만 본 발명은 제트밸브와 레이저 포커스의 조절을 통하여 보다 자유로운 회로선 폭의 조절이 가능하여 요구조건에 따라 즉각적인 회로선폭변경이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 패터닝 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 의한 베이스 기판과 기판 고정부를 도시한 사시도로써, 도 2 (a)는 기판 고정부에 베이스 기판이 흡착되어 고정된 모습을, 도 2 (b)는 베이스 기판이 기판 고정부에서 분리된 모습을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 나노 페이스트 디스펜싱 기술을 이용한 레이저 패터닝 장치를 나타내는 정면도이며, 도 4는 도 3의 측면도이다.
도 5는 제트 밸브로부터 분사되는 도포물에 의해 형성되는 디스펜싱 영역을 도시한 개략도이다.
도 6은 제트 밸브와, 이로부터 분사되는 도포물에 의해 형성되는 디스펜싱 영역을 도시한 개략도이다.
도 7은 도 6의 제트 밸브에 주요 구성을 도시한 개략도이다.
도 8은 본 발명의 레이저 조사부를 도시한 개략도이다.
도 9는 금속 나노 패터닝 원리를 설명하기 위한 그래프이다.
도 10은 본 발명에 의한 나노 페이스트 레이저 패터닝 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 11은 도 10에서 제팅단계를 설명하기 위한 사시도이다.
도 12는 도 10에서 레이저 조사단계를 설명하기 위한 사시도이다.
도 13은 본 발명에 의한 터치스위치의 작동원리를 설명하기 위한 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 터치스위치를 도시한 사시도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 의한 터치스위치를 도시한 사시도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 의한 터치스위치를 도시한 사시도이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
우선 본 발명은 유리나 모제의 표면에 전기가 통전되는 액으로 직접 제팅 도포하여 미세한 크기의 점이나 선, 면으로 통전 패터닝을 형성하여 회로선 폭의 변화를 제어부에 마련되는 PC 프로그램 등의 수치입력창으로 수치를 입력하여 수치에 맞게 용이하게 폭 조절 가능하게 하는 것으로, 상기 통전 액으로는 일 예로 나노 크기의 은(AG)분자를 532nm 파장 10W이하의 저출력 레이져로 지속적인 조사 시 은(AG)분자의 작은 크기 대비 파장흡수율을 이용하여 분자의 급격한 열반응 발생을 유도하여 은(AG)분자가 서로 녹아, 용융 후 자연 냉각으로 고체화하여 전기를 통전할 수 있는 통전패턴을 구현함에 특징이 있다.
또한 제팅 크기 보다 더 작게 형성되는 통전패턴을 제조할 경우에도, 통전액을 가로, 세로 방향으로 점 도포방식으로 제팅하여 누적하여 제팅면을 형성한 후, 열풍 드라이와 UV 경화기를 동시에 진행하여 면 도포 표면을 우선 경화진행하고, 완전 경화된 후 532nm파장의 10W이상에 고출력 레이져빔을 조사하여 선택적으로 도포 표면의 불필요한 부분을 깍아내여 삭제하면 작은 통전패턴을 제조할 수 있게 된다.
또한 상술한 고출력 레이져빔을 5% 내지 65% 두께만 남기게 되면, 반투명하게 삭제도 가능하며, 이 경우 시각적으로 패턴 뒤의 사물을 사람의 눈으로 볼 수 있게 제조가 가능하며, 아울러 다양한 형태의 정밀한 패턴 결과물의 제조가 가능하도록 이루어진다.
정리하자면, 제품에 기준한 형상의 베이스 기판위에 점, 선, 면 형태의 디스펜싱 영역을 젯팅하여 도전성 미세 금속 패턴을 형성할 수 있어 다양한 분야에 적용이 가능한 나노 페이스트 레이 패터닝 방법을 제공할 수 있는 효과가 있는 것이다.
이하 상술한 효과를 가져오기 위한 본 발명의 구성에 대한 설명을 하기로 한다.
우선 본 발명에 의한 나노 페이스트 레이저 패터닝 방법 및 이에 의해 제조된 터치스위치이 적용되는 패터닝 장치에 대한 설명을 도 1, 3, 4를 참조하여 기재하기로 한다. 참고로 상기 패터닝 장치는 본 출원인에 의해 출원된 한국특허출원 출원번호 제10-2015-0135082호와 유사한 패터닝 장치이므로, 이를 참조하면 수월한 이해가 될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 나노 페이스트 디스펜싱 기술을 이용한 레이저 패터닝 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 베이스 기판(100)과 기판 고정부(200)를 도시한 사시도로써, 도 2 (a)는 기판 고정부(200)에 베이스 기판(100)이 흡착되어 고정된 모습을, 도 2 (b)는 베이스 기판(100)이 기판 고정부(200)에서 분리된 모습을 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 일 실시예에 따른 레이저 패터닝 장치는, 베이스 기판(100)을 고정하는 기판 고정부(200)와, 베이스 기판(100) 상에 나노 페이스트 형태의 도전성 나노 입자를 디스펜싱하여 디스펜싱 영역(310)을 형성하는 디스펜서부(300)와, 디스펜싱 영역(310)을 향해 레이저를 조사하여 경화된 상태의 나노 입자를 용융시켜 미세 패턴(410)을 형성하는 레이저 조사부(400)와, 기판 고정부(200)를 왕복 이동시키고 디스펜서부(300) 및 레이저 조사부(400)를 기판 고정부(200)의 상측 방향에서 왕복 이동시키는 것이 가능한 이동계(500)를 포함한다.
본 발명의 특징적인 작동과정을 설명하면, 기판 고정부(200)의 상측에 다양한 형상으로 형성될 수 있는 베이스 기판(100)이 흡착되어 고정되고, 상기 베이스 기판(100)의 상면에 디스펜서부(300)에 의하여 나노 페이스트 형태로 제작된 회로용 소재를 선 또는 다수의 선이 중첩된 면의 형태로 미세하게 분사시켜 디스펜싱 영역을 형성한 후, 상기 레이저 조사부(400)에 의하여 레이저로 용융시켜 일정한 형태 또는 다양한 형태의 미세 금속 패턴을 형성할 수 있는 것에 특징이 있는 것이다.
자세하게는 도 2 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 기판 고정부(200)의 상측에 흡착되어 고정되는 베이스 기판(100)은 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 도 2에서는 일 예로써 투명한 유리재질의 기판의 주변 테두리에 디스펜싱 작업을 수행하는 모습을 도시하였다.
한편, 종래에는 인쇄방식으로 회로를 형성하기 때문에 대량생산에 포커싱되어 형상이 다른 패턴(pattern)으로 변경 시 공정의 변경 등으로 인한 비용 지출이 상당하였으나, 본 발명에서는 도 2 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 기판(100)에 상기 디스펜서부(300)에 의하여 선 형태의 디스펜싱 영역을 형성한 후 상기 레이저 조사부(400)에 의하여 최종적으로 도전성 미세 금속 패턴(410)을 형성하게 되므로, 패턴(Pattern)의 변경이 요구될 때, 이러한 요구에 맞추어 융통성 및 호환성을 갖출 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 나노 페이스트 레이저 패터닝 방법의 구현 및 효과를 갖기 위한 주요 구성을 도 3 내지 도 4를 참조하여 아래와 같이 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 나노 페이스트 디스펜싱 기술을 이용한 레이저 패터닝 장치를 나타내는 정면도이며, 도 4는 도 3의 측면도이다.
도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 기판 고정부(200)는 일종의 고정 베드로서, 그 상부면에는 베이스 기판(100)이 안착 가능하도록 평평한 안착면이 마련된다.
또한 상기 기판 고정부(200)에는 진공압을 이용하여 베이스 기판(100)이 흔들림없이 고정되도록 진공 흡착유닛이 마련되거나, 기구적인 구조로 마련되어 베이스 기판(100)을 고정하는 별도의 클램프가 마련될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서, 베이스 기판(100)은 투명디스플레이, 플렉시블 디스플레이 등으로 적용 가능한 글래스, 필름 등으로 적용 가능하다.
상기 디스펜서부(300)는 베이스 기판(100) 상에 나노 페이스트 형태의 도전성 나노 입자를 디스펜싱하여 디스펜싱 영역(310)을 형성하도록 마련된다. 구체적으로, 디스펜서부(300)는, 베이스 기판(100) 상에 나노 페이스트 형태의 도전성 나노 입자를 디스펜싱하고 일정 이상 경화시켜 베이스 기판(100)상에 선 형태의 디스펜싱 영역(311)을 형성하게 된다.
이 경우 도 5에 도시된 바와 같이, 선 형태의 디스펜싱 영역(311)은 디스펜서부(300)를 통해 베이스 기판(100) 상에 제팅되어 디스펜싱된 도트 형상의 복수의 도포물(320)이 일측 방향으로 적어도 일부분이 서로 겹칩되어 형성된다.
자세하게는 상기 도포물(320)은 일정한 패턴이 형성되도록 상기 베이스 기판(100)이 이동되면서 선 형태의 디스펜싱 영역(311)을 형성할 수 있게 된다. 또한 상기 베이스 기판(100)은 이를 이동시키는 이동계(500)의 이동 제어를 미세하게 수행함으로써 가능하게 된다. 또한 면 형태의 디스펜싱 영역은, 선 형태의 디스펜싱 영역(311)을 일측 방향으로 적어도 일부분이 서로 겹칩되도록 하여 이루어질 수 있다.
이 경우 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 디스펜서부(300)는 도전성 나노 입자를 도트 형상으로 베이스 기판(100)을 향해 디스펜싱하는 제트 밸브(330)와, 제트 밸브(330)에 의해 베이스 기판(100) 상에 도포된 도포물(320)을 경화하는 경화부(340)를 포함한다.
상기 경화부(340)는 도포물(320)을 경화시키도록 열을 제공하는 가열부(341)를 포함하고, 또한 상기 도포물(320)에 자외선을 조사하여 경화하는 자외선 경화부(344)를 선택적으로 포함할 수 있다.
이 경우 상기 가열부(341)는 후술할 레이저 조사부(400)를 통한 에칭 공정이 원활하게 이루어지도록 베이스 기판(100) 상에 도포된 액체 상태의 도포물을 신속하게 경화하여 고체 상태로 변환하는 기능을 갖으며, 일정 온도 이상의 열을 발생 가능한 히터(342)와 히터(342)로부터 발생된 열을 베이스 기판(100) 상의 도포물 측으로 송풍하는 송풍팬(343)을 포함한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제트 밸브(330)는 일정 주파수를 갖는 떨림을 수행하여 도트 형상의 단위 도포물을 상기 베이스 기판(100)의 상면에 제팅시킨다. 즉 전술한 제팅은 미세한 노즐 홀(332)의 액을 세라믹 공이(331)를 이용하여 일정 압력을 가해 한 방울 단위의 도포액을 베이스 기판(100)으로 분사하여 도포함을 의미한다.
상기 제트 밸브(330)의 토출 조건, 즉 도트 형상의 도포물 직경을 조절하기 위한 밸브 개도 조절 등을 조절하여 회로선 폭을 쉽게 조절할 수 있게 된다. 여기서, 회로선 폭이라 함은, 레이저 조사가 이루어지기 전 기판 상에 도포된 도포 라인의 폭을 의미한다.
이 경우 도트 형상의 단위 도포물(320)의 직경은 0.2mm 내지 0.3mm정도 크기를 형성될 수 있는데, 서로 이웃하는 도포물 끼리 적어도 일부가 겹침되도록 하기 위해서는 상기 베이스 기판(100)을 이동시키는 이동계(500)의 단위 이동 범위가 0.1mm 보다 작은 수치로 형성되어야만 한다. 이 경우 도 7에서 노즐 홀(332)에서 바로 제팅된 도포물(320)은 베이스 기판(100) 상에 서로 달라 붙지 않으나, 소정시간 경과 후 자중에 의하여 넓게 퍼지면서 자연스럽게 일부가 서로 겹침된다.
또한 상기 도트 형상의 단위 도포물(320)의 직경이 0.2mm 미만인 경우 제조기술 상의 어려움 및 도전이 되지 않아 불량품이 발생할 경우가 높으며, 0.3mm이상의 경우에는 미세패턴의 형성이 어렵게 되는 문제가 있다.
이와 같이 미세 위치 제어가 가능해야만 선 형태의 디스펜싱 영역(311)이 연결되어 형성될 수 있는데, 이를 위해 디스펜서부(300)와 레이저 조사부(400)를 최대 0.1mm보다 작은 단위 간격으로 이동시킬 수 있는 엘엠 가이드로 적용되는 것이 바람직하다.
아울러 제트 밸브(330)를 이용한 디스펜싱 기술은 제트 밸브 노즐의 직경과 베이스 기판(100)과의 토출 거리(H)를 조절하여 도트의 크기를 조절하고, 제트 밸브의 이송 속도를 조절하여 도포된 도포물의 두께 또한 적절하게 조절할 수 있게 된다.
한편 상기 제트 밸브(330)를 통해 분사되는 도전성 나노 입자는 은, 구리, 니켈 중 적어도 하나를 포함하는데, 도전성 나노 입자가 가열부(341)만을 이용하여 신속하게 경화되지 못하는 물성을 갖고 자외선 조사를 통해 영향을 받아 경화가 용이하게 이루어지는 경우, 자외선 경화부(344)는 도포물의 신속한 경화를 유도할 수 있게 된다.
이 경우 상기 도전성 나노 입자, 즉 도포물(320)은 상술한 바와 같이, 단가가 상당히 높은 자료인 은, 구리, 니켈 중 적어도 하나를 사용할 수 있는데, 종래에는 단순한 선 형태의 디스펜싱 영역을 형성하기 위하여 필요한 면을 인쇄방식 등으로 모두 도포 한 후 필요한 부위를 남겨두고 증발시켜, 제조비용이 상승하는 문제점이 있었다.
그러나 본 발명에 의하면, 필요한 선 부분을 직접적으로 증착시키므로, 이러한 값비싼 나노 입자 재료를 아낄 수 있어 전체적인 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있는 것이다.
상기 레이저 조사부(400)는 디스펜싱 영역(310), 즉 선 형태의 디스펜싱 영역(311)을 향해 레이저를 조사하여 경화된 상태의 나노 입자를 용융시켜 미세 패턴(410)을 형성하게 된다. 여기서, 미세 패턴은 도전성 나노 입자의 성질로 인해 형성된 금속 패턴으로 기능할 수 있게 된다. 일 예로, 도전성 나노 입자가 은(Ag)으로 적용되는 경우, 조사되는 레이저는 532nm 파장의 레이저를 사용할 수 있다.
본 발명에서는 나노 크기의 도전성 절연체(Ag, Cu, Ni 등)를 액체화하여 제팅함으로써 연속적인 점 도포를 선형으로 만든 후 레이저로 열을 가하여 금속성질로 경화해서 전극용 회로를 만들 수 있는 것이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 레이저 조사부(400)는 선 형태의 디스펜싱 영역을 부분적으로 식각하여 도전성 미세 금속 패턴(410)을 형성하게 된다. 또한 본 발명에서 면 형태의 디스펜싱 영역을 형성하고 이에 레이저를 조사하여 경화된 상태의 나노 입자를 용융시켜 미세 패턴(410)을 형성할 수 있다.
이러한 레이저 조사부(400)는, 레이저 발진기(도 2참조)와 레이저 발진기로부터 생성된 레이저를 집광하여 초점을 형성시켜 베이스 기판(100) 상의 디스펜싱 영역으로 조사하는 레이저 조사 헤드(420)를 포함한다. 여기서, 레이저 조사 헤드(420)로부터 조사되는 레이저의 폭(실질적으로 디스펜싱 영역으로 조사되는 레이저의 폭)을 조절하여 미세 금속 패턴의 폭을 조절할 수 있게 된다. 이러한 패턴의 폭 조절은 레이저 조사 헤드(420) 내부에 마련된 집광렌즈(430)와 베이스 기판(100) 간의 사이 거리를 조절하는 반사경(440, MIRROR)의 거리 조절을 통해 가능하게 된다.
상기 이동계(500)는, 도 3 내지 도 4를 다시 참조하면, 기판 고정부(200)를 왕복 이동시키고 디스펜서부(300) 및 레이저 조사부(400)를 기판 고정부(200)의 상측 방향에서 왕복 이동시키는 것이 가능하도록 마련된다.
구체적으로 상기 이동계(500)는 기판 고정부(200)를 직선 왕복 이동시키는 것이 가능한 기판 이동부(510)와, 디스펜서부(300) 및 레이저 조사부(400)를 기판 이동부(510)의 이동 방향과 교차하는 방향을 따라 직선 왕복 이동시키는 것이 가능한 패터닝 이동부(520)를 포함한다.
여기서, 기판 이동부(510)와 패터닝 이동부(520)를 서로 교차하는 방향으로 이동을 반복적으로 실시함으로써, 설정된 사각형 영역의 내부에 선택적으로 디스펜싱하거나 레이저를 조사할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에서, 기판 이동부(510) 및 패터닝 이동부(520)는 각각 엘엠 가이드 및 볼 스크루 구조 중 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있는데, 전술한 바와 같이 복수의 도트 형상 도포물의 서로 겹침이 가능하도록 하기 위해서는 보다 정밀한 위치 제어가 용이한 엘엠 가이드로 적용되는 것이 바람직하다.
또한 관련 도면에서, 기판 이동부(510)는 베이스 기판(100)을 진공 흡착한 상태로 고정하는 기판 고정부(200)를 도면상 상하 방향으로 왕복 이동시키게 되고, 마찬가지로 패터닝 이동부(520)는 도트 형상의 나노 소자를 베이스 기판(100)에 도포하고 레이저를 조사하여 금속 패턴을 형성하는 디스펜서부(300)와 레이저 조사부(400)를 도면상 좌우 방향으로 왕복 이동시키게 된다.
또한 상기 디스펜서부(300)와 레이저 조사부(400)를 베이스 기판(100)으로 접근 또는 상측으로 이격되게 이동하기 위한 별도의 승강부(600, 미도시)를 더 포함할 수 있다. 이러한 승강부(600)는 엘엠 가이드, 볼 스크루 등과 같이 대상체를 직선 왕복 이동시킬 수 있는 구성으로 적용 가능하다.
본 발명에서 소개되는 나노 페이스트 레이저 패터닝 장치는 정밀한 디스펜싱 기술과 레이저 기술을 융합하여 다양한 형태의 선 형상에 정밀한 패턴형성이 가능하며, 이에 따라 유연 회로기판 FPCB(Flexible Printed Circuit Board), 유연 디스플레이(Flexible Display), 신축성 전도체, 유연 태양전지(Flexible Solar Cell) 등 다양한 산업에 적용할 수 있는 것이다. 또한 활발한 연구개발이 진행되고 있는 투명 절연체인 비정질 금속을 패터닝 할 수 있어 향후 투명전극 개발에도 적극 활용가능한 차세대 기술로써 각광 받고 있다.
또한 본 발명은 정밀한 나노 디스펜싱 기술과 레이저 패터닝 기술이 융합되어, 다양한 형태의 패턴을 생성할 수 있으며, 제트 밸브(330)의 노즐 홀(332)의 조절 및 토출조건 만으로도 회로선폭을 조절할 수 있는 장점이 있다.
특히 본 발명의 디스펜싱 기술과 유사한 페이스트 형태의 소재를 이용한 회로생성 기술은 태양전지 셀의 공정에 일부 적용되었으나 대부분 스퀴즈를 이용한 방법이 주를 이루었다. 반면 본 발명은 디스펜싱 기술과 레이저 용융기술을 복합적으로 이용하여 회로의 패터닝을 형성함에 따라 복잡하고 다양한 형태의 회로를 형성할 수 있어 기존 인쇄공정이 갖는 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
다시 말하면, 기존 회로형성 공정에 적용되는 인쇄형 공정설비는 초기 설계된 회로선 폭만을 형성시키지만 본 발명은 디스펜서부(300)의 노즐 홀(332)과, 레이저 조사부(400)의 레이저 포커스를 조절하여 보다 자유로운 회로선폭조절이 가능하여 요구조건에 따라 즉각적인 회로선폭변경이 가능한 효과가 있는 것이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 금속의 경우 나노 단위의 분말은 그 크기가 작아질수록 녹는점이 급격하게 낮아지는 성질이 있다. 따라서 본 발명은 나노 크기의 소재를 녹일 경우 낮은 온도에서도 녹는점을 이용하여, 저온으로 레이저 페터닝(Laser Pattening)이 가능하며, 이에 따라 연성재료인 플라스틱 및 플렉시블 자재 및 FPCB가 높은 온도로 인하여 발생하는 버닝(Burning)현상을 줄이며 직접적으로 패터닝(Pattening)이 가능한 자동화 설비를 구축하는데에도 그 목적이 있다.
이하, 도 10 내지 도 12와 더불어 전술한 도면들을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 나노 페이스트 레이저 패터닝 방법 및 이에 의해 제조된 터치스위치을 설명한다.
도 10 내지 도 11에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 나노 페이스트 레이저 패터닝 방법 및 이에 의해 제조된 터치스위치는, 기판 고정부(200) 상에 베이스 기판(100)을 얼라인하여 고정하는 단계(S100)와, 베이스 기판(100)상에 나노 페이스트 형태의 도전성 나노 입자를 디스펜싱하여 디스펜싱 영역(310)을 형성하는 단계(S200)와, 디스펜싱 영역(310)을 일정 이상 경화시키는 단계(S300)와, 디스펜싱 영역(310)을 향해 레이저를 조사하여 경화된 상태의 나노 입자를 용융시켜 미세 패턴(410)을 형성하는 단계(S400)를 포함한다.
먼저, S100단계에서는, 기판 고정부(200) 상에 베이스 기판(100)을 얼라인하여 고정한다. 예를 들어, 기판 고정부(200)에는 베이스 기판(100)를 진공 흡착하기 위한 진공 흡착유로(미도시)가 마련될 수 있으며 또한 기구적으로 고정하기 위한 클램프(미도시)가 마련될 수도 있다.
또한, S100단계에서는 기판 고정부(200)의 설정된 위치에 베이스 기판(100)이 얼라인되게 고정되는데, 이러한 얼라인 배치는 본 발명의 기술분야에서 통상적으로 사용되는 얼라인 고정방법이 적용 가능하며, 이러한 얼라인 고정방법 중 일 예로는 카메라를 사용하여 기판 고정부(200) 상에 기형성된 피듀셜 마크와 베이스 기판(100)의 현재 배치 상태를 각각 촬영한 후 피듀셜 마크와 베이스 기판(100)의 기준 부위를 서로 일치시켜 배치하는 방법이 사용될 수 있다.
또한 S100단계에서 상기 베이스 기판(100)은 사각형상이 아닌 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 또한 상기 베이스 기판(100)은 유리재질의 커버글라스(Cover Glass(C/G))로 마련될 수 있다.
다음, S200단계에서는, 도 11에 도시된 바와 같이, 디스펜서부(300)에 의해 베이스 기판(100)에 나노 페이스트 형태의 도전성 나노 입자를 디스펜싱하여 선 형태의 디스펜싱 영역(311)을 형성한다. 선 형태의 디스펜싱 영역(311)을 형성하기 위한 구성 및 원리에 대해서는 상술하였으므로 이하 반복 설명은 생략한다.
또한, S200단계에서는, 디스펜서부(300)의 제트 밸브(330)를 이용하여 도전성 나노 입자를 액체화하여 도트 형상으로 베이스 기판(100)을 향해 분사하여 베이스 기판(100) 상에 도트 형상의 도포물을 형성하게 된다.
본 발명의 S200단계에서, 선 형태의 디스펜싱 영역(311)을 형성하는 단계는, 베이스 기판(100)상에 나노 입자를 디스펜싱하여 도트 형상의 제1 도포물을 형성하는 단계(S210)와, S210단계를 통해 형성된 제1 도포물에 적어도 일부분이 겹침되도록 다른 도트 형상의 제2 도포물을 형성하는 단계(S211)와, 제1 도포물에 제2 도포물이 겹침되도록 도포되는 방향으로 연속적으로 서로 이웃하는 도포물 간에 적어도 일부가 겹침되도록 복수의 도트 형상의 도포물을 순차적으로 형성하는 단계(S212)를 포함한다.
S210단계 내지 S212단계를 통해 선 형태의 디스펜싱 영역(311)이 형성되며, 디스펜서부(300)의 단위 이동 간격을 조절하여 복수의 도포물이 서로 적어도 일부가 겹칩되도록 하는 것에 대한 내용은 상술하였으므로 이하 반복 설명은 생략한다.
S300단계에서는 선 형태의 디스펜싱 영역(311)을 일정 이상 경화하게 된다. 구체적으로, 베이스 기판(100) 상에 선 형태로 서로 겹쳐진 상태로 도포된 액체 상태의 도전성 나노 입자를 경화하여 고체화하게 된다.
이를 위해, S300단계에서는 선 형태의 디스펜싱 영역(311)에 일정 온도 이상의 열을 제공하여 도전성 나노 입자를 경화하고, 필요에 따라 선택적으로 자외선을 조사하여 경화 가능하게 된다.
다음, S400단계에서는, 도 12에 도시한 바와 같이, 선 형태의 디스펜싱 영역(311)을 향해 레이저를 조사하여 경화된 상태의 나노 입자를 용융시켜 미세 금속 패턴(410)을 형성하게 된다.
구체적으로, S400단계에서는, 기판 고정부(200)를 왕복 이동시키고 레이저를 조사하는 레이저 조사부(400)를 기판 고정부(200)의 상측 방향에서 기판 고정부(200)의 왕복 이동방향과 교차하도록 왕복 이동시켜 선 형태의 디스펜싱 영역(311)을 부분적으로 식각함으로써 도전성 미세 금속 패턴(410)을 형성하게 된다. 일 예로, 도전성 페이스트 형태의 나노 입자가 은(Ag)으로 적용되는 경우, 조사되는 레이저는 532nm 파장의 레이저를 사용할 수 있다.
이하 본 발명의 다른 실시예로써, 나노 페이스트 레이저 패터닝 방법 및 이에 의해 제조된 터치스위치에 의해 제조된 터치스위치에 대하여 도 13 내지 도 16을 참조하여 설명하기로 한다.
우선 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 터치스위치는 전등 등의 기구를 온오프(ON/OFF)하기 위해 적용되며, 사람의 손으로 미세 전류를 흘려 유전체의 감지가 가능한 패턴을 포함하고 있다.
자세하게는 도 14 내지 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 터치스위치(700)는 본 발명에 의한 나노 페이스트 레이저 패터닝 방법에 의해 제조된 도전성 나노 입자가 디스펜싱되어 도전성 미세 금속 패턴(410)이 형성된 베이스 기판(100)과, 상기 베이스 기판(100)의 일측에 구비된 접지단자(710)와, 상기 접지단자(710)와 도전성 미세 금속 패턴(410)으로 전기적으로 연결되는 전극(720)을 포함한다.
또한 상기 전극(720)은 접지단자(710)의 개수만큼 구비되며, 도전성 미세 금속 패턴(410)으로 상호 연결되어 있다. 이 경우 상기 접지단자(710)와 전극(720)을 연결하는 도전성 미세 금속 패턴(410)을 형성하기 위한 구성 및 원리에 대해서는 상술하였으므로 이하 반복 설명은 생략하기로 한다.
또한 상기 터치스위치(700)는 베이스 기판(100)이 사각, 육각, 또는 원형으로 형성될 수 있음이 가능하며, 이외에도 다양한 외형으로 디자인 변경이 가능한 이점이 있다.
관련도면에서 상기 베이스 기판(100)에 형성된 전극(720)은 좌우로 각각 3개 이상이 구비되며, 좌측에 구비되는 전극(720)과 우측에 구비되는 전극(720)은 동일선상에 위치된다.
이에 따라 사람의 손으로 사람의 손으로 터치하면 좌측의 전극(720)에서 우측의 전극(720)으로 정전용량의 미세한 전류가 흐르게 되며, 이에 접지단자(710)에 연결된 감지부(미도시)에 의하며 미세전류를 감지하게 되어 LED 조명 등 전기기기를 작동시킬 수 있게 되는 것이다.
아울러 상기 전극(720)은 좌우로 3개 이상이 구비되므로, 손가락의 상/하 움직임을 감지로 조명의 밝기 등을 조절 할 수 있으며, 아울러 터치의 횟수를 감지하여 온오프(ON/OFF) 기능을 갖는 스위치 역할을 수행할 수 있다.
따라서 이러한 터치스위치(700)는 오프(ON/OFF) 기능에 아울러 자동차 도어의 유리창문 상/하강, 패턴형 움직에 대한 감지가 필요한 범위 등 강도를 조절할 수 있는 기능에 모두 사용될 수 있는 효과가 있다.
또한 상기 베이스 기판(100)은 투명한 재질에 적용이 가능하므로, 차세대 디스플레이(투명 디스플레이, 플렉시블 디스플레이 등)에 적용되어 터치기능 및 예를 들면 밝기조절, 명암비율 조절이 필요한 곳에 사용될 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 나노 페이스트 레이저 패터닝 방법 및 이에 의해 제조된 터치스위치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
100 : 베이스 기판 200 : 기판 고정부
300 : 디스펜서부 310 : 디스펜싱 영역
311 : 선 형태의 디스펜싱 영역 320 : 도포물
330 : 제트 밸브 340 : 경화부
400 : 레이저 조사부 410 : 도전성 미세 금속 패턴
500 : 이동계 700 : 터치스위치
710 : 접지단자 720 : 전극

Claims (7)

  1. 레이저 패터닝 방법으로서,
    (a) 유리재질의 커버글라스(120)와, 상기 커버글라스(120)의 상측에 고정되고 상단에 디스펜싱 영역(310)이 형성되는 제팅기판(110)을 포함하는 베이스 기판(100)을, 기판 고정부(200)에 얼라인하여 고정하는 단계;
    (b) 디스펜서부(300)에 의해 베이스 기판(100)에 나노 페이스트 형태의 도전성 나노 입자를 디스펜싱하여 선 형태의 디스펜싱 영역(311)을 형성하는 단계로, 상기 디스펜서부(300)는 도전성 나노 입자를 도트 형상의 복수의 도포물이 일측 방향으로 적어도 일부분이 서로 겹칩되도록 베이스 기판(100)을 향해 디스펜싱하는 제트 밸브(330)를 포함하고, 상기 기판 고정부(200)를 직선 왕복 이동시키는 기판 이동부(510)를 포함하는 이동계(500)는, 상기 디스펜서부(300)를 상기 기판 고정부(200)의 상측 방향에서 왕복 이동시키며,
    상기 제트 밸브(330)는 노즐 홀(332)에서 한 방울 단위의 도포물(320)을 베이스 기판(100)으로 분사하여 도포하도록 일정 주파수를 갖는 떨림을 수행하여 압력을 가하는 세라믹 공이(331)가 마련되고, 상기 제트 밸브(330)와 상기 베이스 기판(100)과의 토출 거리(H)를 조절하여 도트의 크기를 조절하고, 상기 제트 밸브(330)의 이동 속도를 조절하며 도포되는 도포물의 두께를 조절하며 디스펜싱 영역을 형성하는 단계;
    (c) 디스펜서부(300)에 의해 상기 선 형태의 디스펜싱 영역(311)을 경화시키는 단계로, 상기 디스펜서부(300)는 제트 밸브(330)에 의해 베이스 기판(100) 상에 도포된 도포물(320)을 경화하도록, 도포물(320)을 경화시키도록 열을 제공하는 가열부(341) 및 상기 도포물(320)에 자외선을 조사하여 경화하는 자외선 경화부(344)를 포함하여, 상기 가열부 및 상기 자외선 경화부를 통해 상기 도포물을 완전 경화하는 단계;
    (d) 레이저 조사부(400)에 의해 상기 선 형태의 디스펜싱 영역(311)을 향해 레이저를 조사하여 상기 경화된 상태의 나노 입자인 도포물(320)을 용융시켜 에칭하면서 미세 패턴을 형성하는 단계로, 상기 레이저 조사부(400)는 레이저 발진기로부터 생성된 레이저를 집광렌즈(430)를 통해 집광하여 초점을 형성시켜 베이스 기판(100) 상의 선 형태의 디스펜싱 영역(311)으로 조사하는 레이저 조사 헤드(420) 및 상기 레이저 조사 헤드(420)로부터 조사되는 레이저의 폭을 조절하도록 레이저 조사 헤드(420) 내부에 마련되는 반사경(440)을 포함하고, 상기 베이스 기판(100)이 고정된 기판 고정부(200)는 상기 레이저 조사부(400)를 기판 이동부(510)의 이동 방향과 교차하는 방향을 따라 직선 왕복 이동시키는 패터닝 이동부(520)를 포함하여,
    상기 기판 이동부(510)는 상기 기판 고정부(200)를 상하 방향으로 이동시키고, 상기 패터닝 이동부(520)는 상기 디스펜서부(300)와 상기 레이저 조사부(400)를 좌우 방향으로 이동시키면서 상기 미세 패턴을 형성하고,
    상기 집광렌즈(430)와 베이스 기판(100)간의 사이 거리를 조절하는 반사경(440)의 거리 조절을 통해 상기 레이저 조사 헤드(420)로부터 상기 디스펜싱 영역으로 조사되는 레이저의 폭을 조절하여 상기 미세 패턴의 폭을 조절하면서, 상기 도포물(320)을 용융시켜 에칭하여 상기 미세 패턴을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 디스펜싱 영역의 폭과 레이저 조사 영역의 폭 중 적어도 하나를 조절하여 상기 미세 패턴의 폭을 조절 가능한 나노 페이스트 레이저 패터닝 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동계(500)는,
    상기 도트 형상의 단위 도포물(320)의 직경이 최소 0.2mm 내지 0.3mm의 크기로 형성되도록 단위 이동 범위가 0.1mm보다 작은 수치로 형성되는 것을 특징으로 하는 나노 페이스트 레이저 패터닝 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 (b)단계에서 선 형태의 디스펜싱 영역(311)을 형성하는 단계는,
    (b1) 상기 베이스 기판상에 상기 도포물(320)을 디스펜싱하여 도트 형상의 제1 도포물을 형성하는 단계;
    (b2) 상기 (b1) 단계를 통해 형성된 상기 제1 도포물에 적어도 일부분이 겹침되도록 다른 도트 형상의 제2 도포물을 형성하는 단계; 및
    (b3) 상기 제1 도포물에 상기 제2 도포물이 겹침되도록 도포되는 방향으로 연속적으로 서로 이웃하는 도포물 간에 적어도 일부가 겹침되도록, 상기 패터닝 이동부(520)에 의해 상기 디스펜서부(300)가 좌우방향으로 이동하면서, 복수의 도트 형상의 도포물을 순차적으로 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 페이스트 레이저 패터닝 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 도포물(320)은, 나노 입자의 은(Ag)을 포함하고,
    상기 레이저 조사부(400)에 의해 조사되는 레이저는 완전 경화된 상기 도포물을 용융시킬 수 있는 532nm 파장의 레이저인 것을 특징으로 하는 나노 페이스트 레이저 패터닝 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 도전성 나노 입자는 은, 구리, 니켈 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 페이스트 레이저 패터닝 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
KR1020160067583A 2016-01-25 2016-05-31 나노 페이스트 패터닝 방법 및 이에 의해 제조된 터치스위치 KR101767396B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20160008731 2016-01-25
KR1020160008731 2016-01-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170089383A KR20170089383A (ko) 2017-08-03
KR101767396B1 true KR101767396B1 (ko) 2017-08-16

Family

ID=59655709

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160067583A KR101767396B1 (ko) 2016-01-25 2016-05-31 나노 페이스트 패터닝 방법 및 이에 의해 제조된 터치스위치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101767396B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11605695B2 (en) 2019-08-28 2023-03-14 Samsung Display Co., Ltd. Display device and method for manufacturing the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11605695B2 (en) 2019-08-28 2023-03-14 Samsung Display Co., Ltd. Display device and method for manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170089383A (ko) 2017-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7682970B2 (en) Maskless nanofabrication of electronic components
US10312223B2 (en) Semiconductor light-emitting device and method for producing the same
JP6491032B2 (ja) 抵抗器の製造方法、および、抵抗器
CN1741717A (zh) 多层配线基板的制造方法、电子装置和电子仪器
Zacharatos et al. Laser Direct Write micro-fabrication of large area electronics on flexible substrates
US11458722B2 (en) Three-dimensional multi-layer electronic device production method
KR20100080120A (ko) 인쇄회로 소결방법
TW201815245A (zh) 用於印刷高粘度材料的方法及設備
JP6630053B2 (ja) 電子デバイスの製造方法
KR101454106B1 (ko) 전기 수력학을 이용한 패턴라인 형성장치 및 패턴라인을 형성하는 방법
KR101767396B1 (ko) 나노 페이스트 패터닝 방법 및 이에 의해 제조된 터치스위치
CN205508876U (zh) 车灯装置及其发光模块
KR20040084679A (ko) 표면 처리 방법, 표면 처리 장치, 표면 처리 기판, 전기광학 장치 및 전자 기기
JP2010027660A (ja) 回路基板の配線補修方法及びその装置
KR101903712B1 (ko) 패턴라인 형성장치
JP7012020B2 (ja) 基板上に配線構造体を形成するためのボトムアップ方法
JP4370151B2 (ja) 配線補修方法および配線補修装置
JP2018049982A (ja) 電子デバイスの製造方法、および、電子デバイス
JP2018049995A (ja) 光透過基板、表示装置、信号装置、および、照明装置
JP6956534B2 (ja) 電子デバイスの製造方法
WO2021075051A1 (ja) 部品装着方法、および部品装着装置
JP2004342716A (ja) バンプ形成方法及びバンプ形成装置
JP7002230B2 (ja) 電子デバイスの製造方法
KR102668012B1 (ko) 고해상도 솔더링
JP5453793B2 (ja) 積層構造体の製造方法、有機薄膜トランジスタの製造方法及び有機薄膜トランジスタアレイの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant