KR102050778B1 - Conductive inks ejection apparatus and patterning apparatus including the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 잉크를 연속적으로 토출하여 패터닝 공정을 수행할 수 있는 전도성 잉크 토출장치 및 이를 포함하는 패터닝 장치에 관한 것으로서, 상기 전도성 잉크 토출장치는 전도성 잉크가 저장되는 잉크 챔버와, 상기 잉크 챔버의 하부에 배치되고 비전도성 재질로 마련되는 어댑터, 그리고 상기 어댑터의 하부에 배치되고 상기 잉크 챔버에 연계되어 전도성 잉크를 외부로 토출하는 토출 노즐을 포함한다. 이러한 구성으로, 전도성 잉크를 연속적으로 토출하여 패터닝 작업을 수행할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The present invention relates to a conductive ink ejecting apparatus capable of performing a patterning process by continuously discharging ink and a patterning apparatus including the same, wherein the conductive ink ejecting apparatus includes an ink chamber in which conductive ink is stored, and a lower portion of the ink chamber. An adapter disposed in the non-conductive material, and the discharge nozzle disposed in the lower portion of the adapter and connected to the ink chamber for discharging the conductive ink to the outside. With this configuration, it is possible to obtain the effect of performing the patterning operation by continuously ejecting the conductive ink.

Description

전도성 잉크 토출장치 및 이를 포함하는 패터닝 장치{CONDUCTIVE INKS EJECTION APPARATUS AND PATTERNING APPARATUS INCLUDING THE SAME}Conductive ink ejection apparatus and patterning apparatus including the same {CONDUCTIVE INKS EJECTION APPARATUS AND PATTERNING APPARATUS INCLUDING THE SAME}

본 발명은 전도성 잉크 토출장치 및 이를 포함하는 패터닝 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 잉크를 연속적으로 토출하여 패터닝 공정을 수행할 수 있는 전도성 잉크 토출장치 및 이를 포함하는 패터닝 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a conductive ink ejecting apparatus and a patterning apparatus including the same, and more particularly, to a conductive ink ejecting apparatus capable of performing a patterning process by continuously ejecting ink, and a patterning apparatus including the same.

일반적으로, 센서란 직접 피측정 대상에 접촉하거나 그 가까이서 데이터를 알아내어 필요한 정보를 신호로 전달하는 장치이다. 이러한 센서는 온도, 습도, 초음파, 압력, 가스, 가속도, 조도 등을 측정하여 기계 장치의 제어에 활용하거나, 사람의 맥박, 혈압, 혈당, 산소포화도 등을 측정하여 의료기기나 헬스케어 장치에 활용하는 등 다양한 분야에 응용되고 있다. In general, a sensor is a device that directly detects data near or near a measurement target and transmits necessary information as a signal. These sensors measure temperature, humidity, ultrasound, pressure, gas, acceleration, illuminance, etc. to control mechanical devices, or measure human pulse, blood pressure, blood sugar, oxygen saturation, etc. It is applied to various fields.

최근 들어, 식품에 대한 안정성 논란이 끊임없이 제기되는 가운데, 정확하고, 간단하며, 빠른 분석 결과를 제공하는 분석법에 대한 요구가 지속되고 있고, 이와 관련하여 바이오센서를 이용하여 대표적인 식품유해균인 살모렐라균, 대장균, O-157균 등의 존재 유무 및 농도를 검출하고 분석하여 소비자 또는 연구자에게 알리는 기술의 개발이 요구되고 있고, 생물학적 검출 대상에 따라 침 이나 타액, 땀, 피부의 각질 등의 유기물과 혈액, 배설물 등을 통한 질병 및 건강상태의 진단 기술 개발이 요구되고 있다.In recent years, with the debate on food safety, there is a continuing need for analytical methods that provide accurate, simple and fast analysis results. Development of technology to detect and analyze the presence and concentration of E. coli and O-157 bacteria and to inform consumers or researchers, and organic substances such as saliva, saliva, sweat, keratin of skin and blood depending on the biological detection target The development of diagnostic techniques for diseases and health conditions through feces and feces is required.

따라서, 생물학적인 요소들의 대상 물질을 검출함에 있어서 감도 및 선택성은 보강하면서 센서 시스템의 안정성이 보장될 수 있는 바이오 센서의 개발이 요구되고 있다.Accordingly, there is a need for the development of biosensors that can ensure the stability of the sensor system while enhancing sensitivity and selectivity in detecting biological substances of interest.

종래에 바이오센서를 제작하기 위한 패턴 형성 과정의 대표적인 예시는 증착 공정, 식각 공정 및 이온 주입 공정 등을 포함하는 포토리소그래피 공정(photolithography process)이다. 기판 세척, 박막 도포, 포토레지스트 도포, 노광, 포토레지스트 현상, 기판 에칭, 포토레지스트 제거 등의 복잡한 과정을 축소하여 바이오센서를 제작하는 데 있어, 제조 기간 및 제조 비용 등을 절감할 수 있는 기술의 개발이 필요한 실정이다.A typical example of a pattern forming process for manufacturing a biosensor is a photolithography process including a deposition process, an etching process, and an ion implantation process. It is possible to reduce the manufacturing time and manufacturing cost in manufacturing biosensors by reducing complex processes such as substrate cleaning, thin film coating, photoresist coating, exposure, photoresist development, substrate etching and photoresist removal. Development is needed.

일 예로, 대한민국 공개특허공보 제2010-0043542호에 나노 패터닝 기술인 딥펜(dip-pen)을 이용하는 방식이 개시되어 있다. 하지만, 딥펜을 이용하는 방식은 팁(tip)에 전도성 잉크를 공급하여 패터닝하는 방식 때문에 연속적인 공정이 불가능하여 대량 생산에 활용하기에 어려운 문제가 있다.For example, Korean Patent Application Publication No. 2010-0043542 discloses a method of using a dip pen, which is a nano patterning technology. However, the method of using a dip pen has a problem that it is difficult to use for mass production because a continuous process is impossible because of a method of supplying a conductive ink to a tip.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 전도성 잉크를 연속적으로 토출하여 패터닝 공정을 수행할 수 있는 전도성 잉크 토출장치 및 이를 포함하는 패터닝 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a conductive ink ejection apparatus capable of performing a patterning process by continuously discharging conductive ink and a patterning apparatus including the same.

그리고, 본 발명은, 전도성 잉크를 연속적으로 토출하여 미세전극 패턴을 제작할 수 있는 전도성 잉크 토출장치 및 이를 포함하는 패터닝 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a conductive ink ejection apparatus and a patterning apparatus including the same, which can produce a microelectrode pattern by continuously ejecting conductive ink.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전도성 잉크 토출장치는, 전도성 잉크가 저장되는 잉크 챔버; 상기 잉크 챔버의 하부에 배치되고, 비전도성 재질로 마련되는 어댑터; 및 상기 어댑터의 하부에 배치되고, 상기 잉크 챔버에 연계되어 전도성 잉크를 외부로 토출하는 토출 노즐;을 포함한다.In order to achieve the above object, a conductive ink ejecting apparatus according to a preferred embodiment of the present invention includes an ink chamber in which conductive ink is stored; An adapter disposed below the ink chamber and provided with a non-conductive material; And a discharge nozzle disposed below the adapter and connected to the ink chamber to discharge conductive ink to the outside.

상기 잉크 챔버는, 외부 잉크 공급라인과 연결되어 전도성 잉크를 공급받는 잉크 주입구가 상측면에 형성되고, 저장된 잉크를 배출하는 배출홀이 하측면에 형성되게 마련될 수 있다.The ink chamber may be provided such that an ink injection hole connected to an external ink supply line to receive conductive ink is formed at an upper side thereof, and a discharge hole for discharging stored ink is formed at a lower side thereof.

그리고, 상기 잉크 챔버는, 외부 기체 공급라인과 연결되어 기체를 공급받는 기체 주입구가 상측면에 형성될 수도 있다.In addition, the ink chamber may be connected to an external gas supply line, and a gas injection hole may be formed on an upper side thereof.

나아가, 상기 잉크 챔버는 비전도성 재질로 마련되고, 상기 잉크 챔버에 구비되어 저장된 전도성 잉크가 특정 온도 범위를 만족하도록 냉각하는 냉각부;를 더 포함할 수 있다.The ink chamber may further include a cooling unit formed of a non-conductive material and cooling the conductive ink stored in the ink chamber to satisfy a specific temperature range.

또한, 상기 토출 노즐에 구비되어 토출되는 전도성 잉크가 특정 온도 범위를 만족하도록 가열하는 가열부;를 더 포함할 수도 있다.In addition, a heating unit for heating the conductive ink provided in the discharge nozzle discharged to satisfy a specific temperature range may further include a.

그리고, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 패터닝 장치는, 기판이 안착되고, 기판을 3축 방향으로 이동시키는 스테이지; 기판에 전도성 잉크를 토출하는 상기 전도성 잉크 토출장치; 상기 전도성 잉크 토출장치의 토출 노즐에 전압을 인가하여 전도성 잉크를 대전시키고, 상기 스테이지에는 상기 토출 노즐과 반대되는 전압을 인가하는 전원장치; 및 상기 전도성 잉크 토출장치에서 전도성 잉크가 기판에 토출되게 상기 전원장치를 제어하고, 기판을 이동시켜 특정 패턴이 형성되도록 상기 스테이지를 제어하는 제어부;를 포함한다.And, in order to achieve the above object, a patterning apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, the substrate is seated, the stage for moving the substrate in the three axis direction; The conductive ink ejecting device for ejecting conductive ink onto a substrate; A power supply unit applying a voltage to a discharge nozzle of the conductive ink discharge device to charge conductive ink, and applying a voltage opposite to the discharge nozzle to the stage; And a controller configured to control the power supply unit so that conductive ink is discharged to a substrate in the conductive ink discharge apparatus, and control the stage to move a substrate to form a specific pattern.

여기서, 상기 제어부는, 상기 토출 노즐에 인가되는 전압을 조절하여 기판에 토출되는 전도성 잉크의 양을 조절하도록 마련될 수 있다.Here, the controller may be provided to adjust the amount of conductive ink discharged to the substrate by adjusting the voltage applied to the discharge nozzle.

상기 전도성 잉크 토출장치는, 상기 잉크 챔버에 구비되어 저장된 전도성 잉크의 온도를 측정하는 챔버 온도센서;를 더 포함할 수 있다.The conductive ink ejecting apparatus may further include a chamber temperature sensor provided to measure the temperature of the conductive ink stored in the ink chamber.

여기서, 상기 제어부는, 상기 챔버 온도센서로부터 온도 데이터를 수신하여 상기 잉크 챔버에 저장된 전도성 잉크가 3~15℃의 온도 범위를 만족하도록 냉각부를 제어할 수도 있다.Here, the controller may control the cooling unit to receive the temperature data from the chamber temperature sensor so that the conductive ink stored in the ink chamber satisfies the temperature range of 3 ~ 15 ℃.

상기 전도성 잉크 토출장치는, 상기 토출 노즐에 구비되어 토출되는 전도성 잉크의 온도를 측정하는 노즐 온도센서;를 더 포함할 수도 있다.The conductive ink discharge device may further include a nozzle temperature sensor provided at the discharge nozzle to measure a temperature of the conductive ink discharged.

여기서, 상기 제어부는, 상기 노즐 온도센서로부터 온도 데이터를 수신하여 상기 토출 노즐에서 토출되는 전도성 잉크가 20~100℃의 온도 범위를 만족하도록 가열부를 제어할 수도 있다.Here, the controller may control the heating unit to receive the temperature data from the nozzle temperature sensor so that the conductive ink discharged from the discharge nozzle satisfies the temperature range of 20 ~ 100 ℃.

상기 전도성 잉크 토출장치의 잉크 챔버에 구비되어 저장된 전도성 잉크의 수위를 측정하는 수위센서; 및 상기 잉크 챔버에 연결되어 전도성 잉크를 공급하는 잉크 공급수단;을 더 포함할 수도 있다.A water level sensor provided in the ink chamber of the conductive ink ejecting device to measure the level of the stored conductive ink; And ink supply means connected to the ink chamber to supply conductive ink.

여기서, 상기 제어부는, 상기 수위센서로부터 데이터를 수신하여 상기 잉크 챔버에 전도성 잉크가 일정 수위를 유지하도록 상기 잉크 공급수단을 제어할 수도 있다.Here, the controller may control the ink supply means to receive data from the water level sensor so that the conductive ink maintains a constant level in the ink chamber.

상기 잉크 챔버에 연결되어 기체를 공급하여 전도성 잉크의 토출 압력을 조절하는 기체 공급수단;을 더 포함할 수도 있다.Gas supply means connected to the ink chamber to supply a gas to adjust the discharge pressure of the conductive ink; may further include.

여기서, 상기 제어부는, 상기 잉크 챔버에 저장된 전도성 잉크가 상기 토출 노즐의 단부까지 공급될 수 있도록 상기 잉크 챔버 내부의 압력을 조절하도록 상기 기체 공급수단을 제어할 수도 있다.Here, the control unit may control the gas supply means to adjust the pressure inside the ink chamber so that the conductive ink stored in the ink chamber can be supplied to the end of the discharge nozzle.

나아가, 상기 제어부는, 기판에 10㎛ 이하의 선 폭을 가지는 패턴을 형성하도록 상기 전원장치와, 잉크 공급수단, 그리고 기체 공급수단을 제어하도록 마련될 수 있다.Further, the controller may be provided to control the power supply device, the ink supply means, and the gas supply means to form a pattern having a line width of 10 μm or less on the substrate.

이를 위하여, 상기 제어부는, 2.5kV의 전압차가 발생하도록 상기 전원장치를 제어하고, 상기 잉크 챔버에 10㎕/hr 유량으로 전도성 잉크가 공급되도록 상기 잉크 공급수단을 제어하며, 상기 토출 노즐에 -0.5kPa의 압력이 인가되도록 상기 기체 공급수단을 제어하도록 마련될 수 있다.To this end, the controller controls the power supply device to generate a voltage difference of 2.5 kV, and controls the ink supply means to supply conductive ink at a flow rate of 10 µl / hr to the ink chamber, and -0.5 to the discharge nozzle. It may be provided to control the gas supply means so that a pressure of kPa is applied.

본 발명에 의한 전도성 잉크 토출장치 및 이를 포함하는 패터닝 장치에 따르면, 전도성 잉크를 연속적으로 토출하여 패터닝 작업을 수행할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.According to the conductive ink ejecting apparatus and the patterning apparatus including the same according to the present invention, it is possible to achieve the effect of performing the patterning operation by continuously ejecting the conductive ink.

그리고, 본 발명에 의하면, 기판에 토출되는 전도성 잉크의 크기를 제어할 수 있어 원하는 크기로 패터닝 작업을 수행할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. In addition, according to the present invention, it is possible to control the size of the conductive ink discharged to the substrate to obtain the effect of performing the patterning operation to the desired size.

또한, 본 발명에 의하면, 기판에 형성되는 전극 패턴을 10㎛ 이하의 미세한 선 폭으로 제작할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.Moreover, according to this invention, the effect which can produce the electrode pattern formed in a board | substrate with the fine line width of 10 micrometers or less can be acquired.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 전도성 잉크 토출장치를 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 전도성 잉크 토출장치를 포함하는 패터닝 장치를 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 패터닝 장치에서 전압 조건과 토출 노즐에 인가되는 압력 조건을 가변하여 형성된 패턴의 선 폭을 압력 조건에 대한 선 폭의 평균값으로 나타낸 그래프,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 패터닝 장치에서 인가되는 전압 조건을 가변하여 형성된 패턴의 선 폭을 전압 조건에 대한 선 폭으로 나타낸 그래프,
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 패터닝 장치를 이용하여 형성한 패턴을 3차원 표면 형상 측정장치를 통하여 측정한 결과를 나타낸 것,
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 패터닝 장치를 이용하여 형성한 패턴을 주사전자현미경을 통하여 측정한 결과를 나타낸 것이다.1 is a view schematically showing a conductive ink ejecting apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a view schematically showing a patterning apparatus including a conductive ink ejecting apparatus according to an embodiment of the present invention;
3 is a graph showing a line width of a pattern formed by varying a voltage condition and a pressure condition applied to a discharge nozzle in the patterning apparatus according to an embodiment of the present invention as an average value of the line width with respect to the pressure condition;
4 is a graph showing a line width of a pattern formed by varying a voltage condition applied in a patterning apparatus according to an embodiment of the present invention as a line width with respect to a voltage condition;
Figure 5 shows the result of measuring the pattern formed using the patterning device according to an embodiment of the present invention through a three-dimensional surface shape measurement device,
Figure 6 shows the results of measuring the pattern formed by using a patterning device according to an embodiment of the present invention through a scanning electron microscope.

본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 전도성 잉크 토출장치 및 이를 포함하는 패터닝 장치에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. To facilitate understanding of the features of the present invention, a conductive ink ejecting device and a patterning device including the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail below.

이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In order to help understand the embodiments described below, in adding reference numerals to the components of the accompanying drawings, it is noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible even if displayed on different drawings. . In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a specific embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 전도성 잉크 토출장치를 개략적으로 도시해 보인 도면이다.1 is a view schematically showing a conductive ink ejecting apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 전도성 잉크 토출장치(100)는 전도성 잉크(10)가 저장되는 잉크 챔버(110)와, 상기 잉크 챔버(110)의 하부에 배치되고 비전도성 재질로 마련되는 어댑터(120), 그리고 상기 어댑터(120)의 하부에 배치되고 상기 잉크 챔버(110)에 연계되어 전도성 잉크(10)를 외부로 토출하는 토출 노즐(130)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the conductive ink ejecting apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention may include an ink chamber 110 in which conductive ink 10 is stored, and a non-conductive material disposed under the ink chamber 110. The adapter 120 includes a discharge nozzle 130 disposed below the adapter 120 and connected to the ink chamber 110 to discharge the conductive ink 10 to the outside.

보다 구체적으로, 상기 잉크 챔버(110)는 내부에 전도성 잉크(10)가 저장되게 중공부(111)를 가지도록 형성되고, 외부 잉크 공급라인(미도시)과 연결되어 전도성 잉크(10)를 공급받도록 잉크 주입구(112)가 상측면에 형성되고, 저장된 잉크를 배출하는 배출홀(114)이 하측면에 형성된다. More specifically, the ink chamber 110 is formed to have a hollow portion 111 to store the conductive ink 10 therein, and is connected to an external ink supply line (not shown) to supply the conductive ink 10. The ink injection hole 112 is formed on the upper side to receive the discharge hole 114, which discharges the stored ink.

그리고, 상기 잉크 챔버(110)는 외부 기체 공급라인(미도시)과 연결되어 기체를 공급받는 기체 주입구(113)가 상측면에 형성될 수 있다. In addition, the ink chamber 110 may be connected to an external gas supply line (not shown), and a gas injection hole 113 configured to receive gas may be formed on an upper surface thereof.

즉, 상기 잉크 챔버(110)의 중공부(111)에 기체를 주입하여 상기 잉크 챔버(110)에 저장된 전도성 잉크를 하측에 배치되는 토출 노즐(130)의 단부까지 공급되도록 압력을 제공한다. 이때, 상기 잉크 챔버(110)에 공급되는 기체는 저장된 전도성 잉크(10)와의 화학반응을 방지하기 위하여 불활성 기체가 공급되는 것이 바람직하다.That is, gas is injected into the hollow part 111 of the ink chamber 110 to provide pressure to supply the conductive ink stored in the ink chamber 110 to an end portion of the discharge nozzle 130 disposed below. At this time, the gas supplied to the ink chamber 110 is preferably supplied with an inert gas to prevent a chemical reaction with the stored conductive ink 10.

나아가, 상기 잉크 챔버(110)에는 저장된 전도성 잉크가 특정 온도 범위 예를 들어, 3~15℃의 온도 범위를 만족하도록 냉각하는 냉각부(140)가 마련될 수 있다. 전도성 잉크는 일정 온도 이상으로 가열되어 잉크 공급수단을 통하여 상기 잉크 챔버(110)에 공급되는데, 전도성 잉크에 함유된 휘발성 물질이 상기 잉크 챔버(110) 내부에 저장된 상태에서 휘발되어 전도성 잉크가 변성될 수 있어 이를 방지하기 위함이다. Furthermore, the ink chamber 110 may be provided with a cooling unit 140 for cooling the stored conductive ink to satisfy a specific temperature range, for example, a temperature range of 3 to 15 ° C. The conductive ink is heated to a predetermined temperature or more and supplied to the ink chamber 110 through an ink supply means. The conductive ink is volatilized in a state in which volatile substances contained in the conductive ink are stored in the ink chamber 110 to denature the conductive ink. This is to prevent this.

이때, 상기 잉크 챔버(110)는 비전도성 재질로 마련되는 것이 바람직하다. 이는, 상기 냉각부(140)를 가동하기 위하여 전류가 인가되는 경우, 이에 의하여 상기 잉크 챔버(110) 내부에 저장된 전도성 잉크가 특정 전하로 대전되는 것을 방지하기 위함이다. In this case, the ink chamber 110 is preferably provided with a non-conductive material. This is to prevent the conductive ink stored in the ink chamber 110 from being charged with a specific charge when a current is applied to operate the cooling unit 140.

상기 어댑터(120)는 상기 잉크 챔버(110)와 상기 토출 노즐(130) 사이에 배치되어, 상기 잉크 챔버(110)와 상기 토출 노즐(130)을 체결하도록 마련되고, 상기 잉크 챔버(110)에 저장된 전도성 잉크(10)가 상기 토출 노즐(130)로 공급되게 연통홀(121)이 형성된다. The adapter 120 is disposed between the ink chamber 110 and the discharge nozzle 130, and is provided to fasten the ink chamber 110 and the discharge nozzle 130 to the ink chamber 110. The communication hole 121 is formed to supply the stored conductive ink 10 to the discharge nozzle 130.

그리고, 상기 어댑터(120)는 세라믹 등과 같은 비전도성 재질로 마련된다. 이는 상기 토출 노즐(130)에 인가되는 전류가 상기 잉크 챔버(110)로 흐르지 않도록 차단하기 위함이다. 즉, 상기 토출 노즐(130)은 전도성 잉크를 양(+)전압으로 대전하기 위하여 고전압이 인가되기 때문에 상기 잉크 챔버(110)에서 미리 전도성 잉크가 양(+)전압으로 대전되는 것을 방지하기 위하여 상기 어댑터(120)는 전류의 이동을 차단한다.The adapter 120 is made of a non-conductive material such as ceramic. This is to block the current applied to the discharge nozzle 130 from flowing to the ink chamber 110. That is, since the discharge nozzle 130 is applied with a high voltage in order to charge the conductive ink to a positive voltage, the ink nozzle 110 may prevent the conductive ink from being charged to a positive voltage in advance. Adapter 120 blocks the movement of current.

상기 토출 노즐(130)은 상기 어댑터(120)에 체결되고, 상기 잉크 챔버(110)에서 공급되는 전도성 잉크(10)를 공급받아 토출구(131)를 통하여 기판에 특정 크기로 전도성 잉크를 토출하여 패터닝 작업을 수행할 수 있도록 제공된다. The discharge nozzle 130 is fastened to the adapter 120, receives the conductive ink 10 supplied from the ink chamber 110, and discharges the conductive ink in a specific size onto the substrate through the discharge hole 131, thereby patterning. It is provided so that you can do the work.

이를 위하여, 기판 측은 음(-)극성을 띠고 있고, 상기 토출 노즐(130)에는 고전압이 인가되어 상기 토출 노즐(130) 내부에 저장된 전도성 잉크를 양(+)극성으로 대전하여 상기 토출 노즐(130)의 토출구(131)를 통하여 전도성 잉크(10)가 기판 측으로 토출된다. 이때, 전압의 크기를 제어하여 토출되는 양을 조절할 수 있다.To this end, the substrate side has a negative polarity, and a high voltage is applied to the discharge nozzle 130 to charge the conductive ink stored inside the discharge nozzle 130 with positive polarity to discharge the discharge nozzle 130. The conductive ink 10 is discharged to the substrate side through the discharge holes 131 of the. At this time, the amount of discharge can be adjusted by controlling the magnitude of the voltage.

상기 토출 노즐(130)에는 토출되는 전도성 잉크가 특정 온도 범위 예를 들어, 20~100℃의 온도 범위를 만족하도록 가열하는 가열부(150)가 구비될 수 있다. 이는, 상기 잉크 챔버(110)에서 냉각된 전도성 잉크를 20~100℃ 정도로 가열하여 전도성 잉크의 점도를 낮춰 보다 원활히 토출하기 위함이다. 이때, 전도성 잉크의 점도가 낮아지면 그에 따라 인가되는 전압을 낮출 수 있어 소비 전력을 저감할 수 있고, 전도성 잉크의 점도가 낮아지면 토출되는 양을 보다 용이하게 조절할 수도 있다.The discharge nozzle 130 may be provided with a heating unit 150 for heating the discharged conductive ink to satisfy a specific temperature range, for example, a temperature range of 20 ~ 100 ℃. This is because the conductive ink cooled in the ink chamber 110 is heated to about 20 to 100 ° C. to lower the viscosity of the conductive ink and more smoothly discharge the conductive ink. In this case, when the viscosity of the conductive ink is lowered, the voltage applied thereto may be lowered, thereby reducing power consumption, and when the viscosity of the conductive ink is lowered, the amount of the ejected ink may be more easily controlled.

여기서, 상기 냉각부(140) 및 상기 가열부(150)는 열전소자로 마련될 수 있다. Here, the cooling unit 140 and the heating unit 150 may be provided as a thermoelectric element.

그리고, 상기 토출 노즐(130)은 전도성 잉크 토출시 최적의 메니스커스를 형성하도록 45°의 경사면을 가지는 원뿔 형태로 마련되고, 전도성 잉크 토출부의 직경이 30~50㎛로 마련된다.In addition, the discharge nozzle 130 is provided in the form of a cone having an inclined surface of 45 ° to form an optimal meniscus during the discharge of the conductive ink, the diameter of the conductive ink discharge portion is provided to 30 ~ 50㎛.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 전도성 잉크 토출장치를 포함하는 패터닝 장치를 개략적으로 도시해 보인 도면이다.2 is a view schematically showing a patterning device including a conductive ink ejecting device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 의한 패터닝 장치는 기판(20)이 안착되고 기판(20)을 3축 방향으로 이동시키는 스테이지(200)와, 기판(20)에 전도성 잉크를 토출하는 전도성 잉크 토출장치(100)와, 상기 전도성 잉크 토출장치(100)의 토출 노즐(130)에 전압을 인가하여 전도성 잉크를 대전시키고 상기 스테이지(200)에는 상기 토출 노즐(130)과 반대되는 전압을 인가하는 전원장치(300), 그리고 상기 전도성 잉크 토출장치(100)에서 전도성 잉크가 기판(20)에 토출되게 상기 전원장치(300)를 제어하고 기판(20)을 이동시켜 특정 패턴(30)이 형성되도록 상기 스테이지(200)를 제어하는 제어부(400)를 포함한다. The patterning device according to the embodiment of the present invention includes a stage 200 on which the substrate 20 is seated and the substrate 20 moves in three axes, and a conductive ink ejecting apparatus 100 for discharging conductive ink onto the substrate 20. ) And a power supply device 300 that charges the conductive ink by applying a voltage to the discharge nozzle 130 of the conductive ink discharge device 100 and applies a voltage opposite to the discharge nozzle 130 to the stage 200. And the stage 200 to control the power supply device 300 so that the conductive ink is discharged to the substrate 20 in the conductive ink ejection apparatus 100 and move the substrate 20 to form a specific pattern 30. It includes a control unit 400 for controlling).

여기서, 상기 기판(20)은 종이, 플라스틱, PET 등과 같은 플렉시블 소재로 마련될 수 있다. 물로, 플렉시블 소재에 한정되는 것은 아니고 PCB 등으로 마련될 수도 있다.Here, the substrate 20 may be made of a flexible material such as paper, plastic, PET, or the like. The water is not limited to the flexible material but may be provided by a PCB or the like.

보다 구체적으로, 상기 스테이지(200)는 전도성 잉크가 패터닝 형성되는 기판(20)이 안착되고, 상기 기판(20)을 전후, 좌우 및 상하 방향으로 이동시켜 상기 기판(20)에 특정 패턴(30)이 형성되도록 마련된다. More specifically, the stage 200 is mounted with a substrate 20 on which conductive ink is patterned, and moves the substrate 20 in the front, rear, left, and right directions so that the specific pattern 30 is formed on the substrate 20. It is provided to be formed.

이를 위하여, 상기 스테이지(200)는 도면에 도시하지는 않았지만, 전후 방향으로 이동하는 플레이트와, 좌우 방향으로 이동하는 플레이트, 그리고 상기 플레이트들을 상하 방향으로 이동시키는 액츄에이터로 마련될 수 있다. 즉, 상기 스테이지(200)는 X축, Y축, Z축인 3축으로 이동되게 마련된다. 물론, 상기 스테이지(200)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 기계적 이동수단이 적용될 수 있다.To this end, although not shown in the drawing, the stage 200 may be provided with a plate moving in the front-rear direction, a plate moving in the left-right direction, and an actuator for moving the plates in the vertical direction. That is, the stage 200 is provided to be moved in three axes, which are the X axis, the Y axis, and the Z axis. Of course, the configuration of the stage 200 is not limited thereto, and various mechanical moving means may be applied.

따라서, 상기 스테이지(200)는 상기 전도성 잉크 토출장치(100)를 통하여 상기 기판(20)에 전도성 잉크가 토출되면, 특정 방향으로 상기 기판(20)을 이동시켜 상기 기판(20)에 패턴(30)이 형성되게 제공된다. Therefore, when the conductive ink is discharged to the substrate 20 through the conductive ink ejection apparatus 100, the stage 200 moves the substrate 20 in a specific direction to form a pattern 30 on the substrate 20. ) Is provided to form.

나아가, 상기 스테이지(200)는 상기 기판(20)에 10㎛ 이하의 선 폭을 가지는 패턴을 형성하도록 각 축은 0.5㎛ 이하의 정밀도를 가지도록 마련된다. 또한, 각 축 방향으로의 스테이지의 이송 속도는 25mm/s 이하로 제어될 수 있도록 마련된다.Further, each stage 200 is provided to have a precision of 0.5 μm or less so as to form a pattern having a line width of 10 μm or less on the substrate 20. In addition, the feed speed of the stage in each axial direction is provided to be controlled to 25 mm / s or less.

상기 전도성 잉크 토출장치(100)는 상기 기판(20)에 전도성 잉크를 토출하여 상기 기판(20)에 패터닝을 형성하도록 상기 기판(20)의 상부에 배치된다. 이러한 상기 전도성 잉크 토출장치(100)의 상세한 구성은 도 1을 참조하여 설명한 상기 전도성 잉크 토출장치(100)와 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다. The conductive ink discharging device 100 is disposed on the substrate 20 to discharge conductive ink onto the substrate 20 to form a pattern on the substrate 20. Since the detailed configuration of the conductive ink ejection apparatus 100 is the same as the conductive ink ejection apparatus 100 described with reference to FIG. 1, a detailed description thereof will be omitted.

상기 전원장치(300)는 고전압 발생장치로, 상기 전도성 잉크 토출장치(100)의 토출 노즐(130)에 고전압을 인가하여 전도성 잉크를 양(+)전하로 대전시키고, 상기 스테이지(200)에는 상기 토출 노즐과 반대되는 음(-)전압을 인가하여, 상기 토출 노즐(130)에서 상기 기판(20) 측으로 전도성 잉크가 토출되게 전압을 인가한다. The power supply device 300 is a high voltage generator, and applies a high voltage to the discharge nozzle 130 of the conductive ink discharge device 100 to charge the conductive ink with positive (+) charge, and to the stage 200. A negative voltage opposite to the discharge nozzle is applied to apply a voltage such that the conductive ink is discharged from the discharge nozzle 130 to the substrate 20.

이때, 상기 토출 노즐(130)과 상기 스테이지(200) 간의 전압차를 제어하여 상기 기판(20)에 토출되는 전도성 잉크의 양을 조절할 수 있다. In this case, the amount of conductive ink discharged to the substrate 20 may be adjusted by controlling the voltage difference between the discharge nozzle 130 and the stage 200.

상기 제어부(400)는 상기 전원장치(300)와 스테이지(200)를 제어하여 상기 기판(20)에 원하는 형상의 패턴(30)을 형성할 수 있다. 즉, 상기 제어부(400)는 상기 전원장치(300)와 스테이지(200)를 제어하여 상기 기판(20)에 형성되는 패턴(30)의 두께 및 폭을 조절할 수 있고, 또한, 상기 스테이지(200)를 이동시켜 특정 패턴(30)을 형성할 수 있다. The controller 400 may control the power supply device 300 and the stage 200 to form a pattern 30 having a desired shape on the substrate 20. That is, the controller 400 may control the power supply device 300 and the stage 200 to adjust the thickness and width of the pattern 30 formed on the substrate 20, and further, the stage 200. Move to form a specific pattern (30).

나아가, 상기 전도성 잉크 토출장치(100)는 상기 잉크 챔버(110)에 구비되어 상기 잉크 챔버(110)에 저장된 전도성 잉크의 온도를 측정하는 챔버 온도센서(510)를 더 구비할 수 있다. Furthermore, the conductive ink ejecting apparatus 100 may further include a chamber temperature sensor 510 provided in the ink chamber 110 to measure the temperature of the conductive ink stored in the ink chamber 110.

따라서, 상기 제어부(400)는 상기 챔버 온도센서(510)로부터 온도 데이터를 수신하여 상기 잉크 챔버(110)에 저장된 전도성 잉크가 특정 온도 범위 예를 들어, 3~15℃의 온도 범위를 만족하도록 냉각부(140)를 제어할 수 있다. Accordingly, the controller 400 receives temperature data from the chamber temperature sensor 510 and cools the conductive ink stored in the ink chamber 110 to satisfy a specific temperature range, for example, a temperature range of 3 to 15 ° C. The unit 140 may be controlled.

그리고, 상기 전도성 잉크 토출장치(100)는 상기 토출 노즐(130)에 구비되어 상기 토출 노즐(130)을 통하여 토출되는 전도성 잉크의 온도를 측정하는 노즐 온도센서(520)를 더 구비할 수 있다. In addition, the conductive ink ejection apparatus 100 may further include a nozzle temperature sensor 520 provided in the discharge nozzle 130 to measure the temperature of the conductive ink discharged through the discharge nozzle 130.

따라서, 상기 제어부(400)는 상기 노즐 온도센서(520)로부터 온도 데이터를 수신하여 상기 토출 노즐(130)에서 토출되는 전도성 잉크가 특정 온도 범위 예를 들어, 20~100℃의 온도 범위를 만족하도록 가열부(150)를 제어할 수 있다.Therefore, the controller 400 receives temperature data from the nozzle temperature sensor 520 so that the conductive ink discharged from the discharge nozzle 130 satisfies a specific temperature range, for example, a temperature range of 20 to 100 ° C. The heating unit 150 may be controlled.

또한, 상기 전도성 잉크 토출장치(100)의 잉크 챔버(110)에 구비되어 저장된 전도성 잉크의 수위를 측정하는 수위센서(530)와, 상기 잉크 챔버(110)에 연결되어 전도성 잉크를 공급하는 잉크 공급수단(610)을 더 포함할 수 있다. In addition, a water level sensor 530 which is provided in the ink chamber 110 of the conductive ink discharge device 100 to measure the level of the stored conductive ink, and ink supply connected to the ink chamber 110 to supply conductive ink Means 610 may further be included.

여기서, 상기 잉크 공급수단(610)은, 도면에 도시하지는 않았지만, 전도성 잉크가 저장된 탱크와 상기 잉크 챔버(110)가 배관으로 연결되고, 상기 배관에 펌프가 구비되어 탱크에 저장된 전도성 잉크를 상기 잉크 챔버(110)로 공급하도록 구성될 수 있다. 물론, 상기 잉크 챔버(110)에 전도성 잉크를 공급하기 위한 방법이 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 공급 방법이 적용될 수 있다.Here, although not shown in the drawing, the ink supply means 610 is connected to the tank in which the conductive ink is stored and the ink chamber 110 by a pipe, and the pump is provided in the pipe to supply the conductive ink stored in the tank. It may be configured to supply to the chamber 110. Of course, the method for supplying the conductive ink to the ink chamber 110 is not limited thereto, and various supply methods may be applied.

따라서, 상기 제어부(400)는 상기 수위센서(530)로부터 데이터를 수신하고, 상기 잉크 챔버(110)에 전도성 잉크가 일정 수위 이하로 낮아지면 상기 잉크 공급수단(610)을 동작시켜 상기 잉크 챔버(110)에 전도성 잉크를 공급하고, 상기 잉크 챔버(110)에 일정 수위로 전도성 잉크가 채워지면 상기 잉크 공급수단(610)을 정지시켜 상기 잉크 챔버(110)에 항시 일정량 이상의 전도성 잉크가 유지되게 제어할 수 있다. 이를 통하여, 연속적으로 패터닝 작업을 수행할 수 있다. Therefore, the controller 400 receives data from the water level sensor 530, and when the conductive ink in the ink chamber 110 is lowered below a predetermined level, the controller 400 operates the ink supply means 610 to operate the ink chamber ( When the conductive ink is supplied to the 110 and the conductive ink is filled in the ink chamber 110 at a predetermined level, the ink supply means 610 is stopped to control the ink chamber 110 to maintain a predetermined amount of conductive ink at all times. can do. Through this, the patterning operation can be performed continuously.

나아가, 상기 전도성 잉크 토출장치(100)의 잉크 챔버(110)에 연결되어 상기 잉크 챔버(110)의 내부로 기체를 공급하여 전도성 잉크의 토출 압력을 조절하는 기체 공급수단(620)을 더 포함한다.Furthermore, the apparatus may further include a gas supply unit 620 connected to the ink chamber 110 of the conductive ink ejecting apparatus 100 to supply gas into the ink chamber 110 to adjust the ejection pressure of the conductive ink. .

따라서, 상기 제어부(400)는 상기 잉크 챔버(110)에 저장된 전도성 잉크가 상기 토출 노즐(130)의 단부까지 공급될 수 있도록 상기 잉크 챔버(110) 내부의 압력을 조절하도록 상기 기체 공급수단(620)을 제어한다. Therefore, the control unit 400 controls the gas supply means 620 to control the pressure inside the ink chamber 110 so that the conductive ink stored in the ink chamber 110 can be supplied to the end of the discharge nozzle 130. ).

즉, 테스트를 통하여 상기 상기 토출 노즐(130)의 단부까지 전도성 잉크가 공급되는 상기 잉크 챔버(110) 내부의 압력을 측정하여 상기 제어부(400)에 미리 저장하고, 상기 제어부(400)는 상기 잉크 챔버(110) 내부의 압력이 기 설정된 압력값을 유지할 수 있도록 상기 기체 공급수단(620)을 제어할 수 있다. That is, the pressure is measured in the ink chamber 110 to which the conductive ink is supplied to the end of the discharge nozzle 130 through a test and stored in the controller 400 in advance, and the controller 400 stores the ink. The gas supply means 620 may be controlled to maintain the pressure inside the chamber 110 at a preset pressure value.

이때, 테스트를 통하여 상기 잉크 챔버(110)에 저장된 전도성 잉크의 온도와, 상기 토출 노즐(130)에 저장되어 있는 전도성 잉크의 온도에 대응하여 상기 잉크 챔버(110) 내부의 압력을 측정하는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable to measure the pressure inside the ink chamber 110 in response to the temperature of the conductive ink stored in the ink chamber 110 and the temperature of the conductive ink stored in the discharge nozzle 130. Do.

이러한 구성을 통하여, 본 발명의 실시예에 의한 패터닝 장치는 전도성 잉크를 연속적으로 공급하여 패터닝 공정을 연속적으로 수행할 수 있고, 토출 노즐(130)과 스테이지(200) 간의 전압차 및 전도성 잉크의 온도를 조절하여 토출되는 전도성 잉크의 양을 보다 정밀하게 제어할 수 있다. Through this configuration, the patterning apparatus according to the embodiment of the present invention can continuously supply the conductive ink to continuously perform the patterning process, and the voltage difference between the discharge nozzle 130 and the stage 200 and the temperature of the conductive ink By controlling the amount of conductive ink discharged can be more precisely controlled.

나아가, 본 발명의 실시예에 의한 패터닝 장치는 10㎛ 이하의 선 폭을 가지는 패턴을 형성할 수 있다.Furthermore, the patterning device according to the embodiment of the present invention can form a pattern having a line width of 10 μm or less.

보다 구체적으로, 상기 패터닝 장치는 Ag 파티클 함량 70~90wt%와 점도 1000~5000cps를 만족하는 전도성 잉크를 사용하고, 잉크 챔버에 10㎕/hr 유량으로 전도성 잉크가 공급되고, 토출 노즐에 인가되는 압력이 -0.5kPa인 조건에서 2.5kV의 전압차를 발생시켜 전도성 잉크를 토출하여 패턴을 형성하면 10㎛ 이하의 선 폭을 가지는 패턴을 기판에 형성할 수 있다.More specifically, the patterning device uses a conductive ink that satisfies Ag particle content of 70 ~ 90wt% and viscosity of 1000 ~ 5000cps, the conductive ink is supplied to the ink chamber at a flow rate of 10µl / hr, the pressure applied to the discharge nozzle If the pattern is formed by discharging the conductive ink by generating a voltage difference of 2.5 kV under the condition of -0.5 kPa, a pattern having a line width of 10 m or less can be formed on the substrate.

여기서, 토출 노즐에 인가되는 압력과 인가되는 전압을 가변하여 10㎛ 이하의 선 폭을 가지는 패턴을 가지는 최적의 조건을 도출하였다.Here, an optimum condition having a pattern having a line width of 10 μm or less was derived by varying the pressure applied to the discharge nozzle and the applied voltage.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 전압차가 2.5kV, 2.6kV, 2.7kV로 되도록 각각 설정한 상태에서 토출 노즐에 인가되는 압력을 -0.5~1.5kPa 범위에서 가변하여 형성된 패턴의 선 폭의 크기를 측정한 결과 -0.5kPa 압력 조건에서 가장 작은 선 폭을 가지는 것을 확인하였다. 여기서, 스테이지에 0V를 인가하고, 토출 노즐에 인가되는 전압을 2.5kV, 2.6kV, 2.7kV로 변경하여 전압차를 발생시킬 수 있다.That is, as shown in Figure 3, the size of the line width of the pattern formed by varying the pressure applied to the discharge nozzle in the range of -0.5 ~ 1.5kPa in a state where the voltage difference is set to 2.5kV, 2.6kV, 2.7kV respectively As a result of the measurement, it was confirmed that the line width was the smallest at -0.5 kPa pressure. Here, the voltage difference may be generated by applying 0V to the stage and changing the voltage applied to the discharge nozzle to 2.5kV, 2.6kV, and 2.7kV.

그리고, 토출 노즐에 인가되는 압력을 -0.5kPa로 설정하고, 도 4에 도시된 바와 같이, 전압차를 1~5kV 범위에서 가변하여 형성된 패턴의 선 폭의 크기를 측정한 결과 2.5kV 조건에서 10㎛ 이하의 선 폭을 가지는 패턴이 형성되는 것을 확인하였다. 그리고, 2.5kV를 기준으로 인가되는 전압이 작아지거나 커지면 선 폭이 다시 커지는 것을 확인하였다.Then, the pressure applied to the discharge nozzle is set to -0.5 kPa, and as shown in FIG. 4, the size of the line width of the pattern formed by varying the voltage difference in the range of 1 to 5 kV is measured. It was confirmed that a pattern having a line width of 탆 or less was formed. And, it was confirmed that the line width was increased again when the voltage applied based on 2.5 kV became small or increased.

도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 패터닝 장치를 이용하여 형성한 패턴을 3차원 표면 형상 측정장치 및 주사전자현미경을 통하여 측정한 결과를 나타낸 것이다. 보다 구체적으로, 도 5의 (a) 및 도 6은 패턴의 선 폭을 측정한 결과를 나타낸 것이고, 도 5의 (b)는 패턴의 높이를 측정한 결과를 나타낸 것이다.5 and 6 show the results of measuring the pattern formed using the patterning device according to an embodiment of the present invention through a three-dimensional surface shape measuring apparatus and a scanning electron microscope. More specifically, Figures 5 (a) and 6 show the results of measuring the line width of the pattern, Figure 5 (b) shows the results of measuring the height of the pattern.

여기서, 도 5 및 도 6은 Ag 파티클 함량 70~90wt%와 점도 1000~5000cps를 만족하는 전도성 잉크를 사용하고, 잉크 챔버에 10㎕/hr 유량으로 전도성 잉크가 공급되고, 토출 노즐에 인가되는 압력이 -0.5kPa인 조건에서 2.5kV의 전압차를 발생시켜 전도성 잉크를 토출하여 형성된 패턴의 선 폭을 측정한 결과를 나타낸 것이다.Here, FIGS. 5 and 6 use conductive ink satisfying Ag particle content of 70 to 90 wt% and viscosity of 1000 to 5000 cps. The conductive ink is supplied to the ink chamber at a flow rate of 10 μl / hr, and the pressure applied to the discharge nozzle. The line width of the pattern formed by discharging conductive ink by generating a voltage difference of 2.5 kV under the condition of -0.5 kPa is shown.

도 5에 도시된 바와 같이, 3차원 표면 형상 측정장치를 이용하여 측정한 결과 패턴의 평균 선 폭은 약 9㎛이고, 패턴의 평균 높이는 약 550nm로 측정되었다.As shown in FIG. 5, the average line width of the pattern was about 9 μm and the average height of the pattern was about 550 nm.

그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 주사전자현미경(SU-70)을 통하여 측정한 결과 패턴의 평균 선 폭은 약 8.321㎛이다.As shown in FIG. 6, the average line width of the pattern is about 8.321 μm as measured by the scanning electron microscope (SU-70).

따라서, 본원발명의 실시예에 의한 패터닝 장치를 이용하면 패턴의 선 폭이 10㎛ 이하의 크기를 가지도록 형성할 수 있다.Therefore, when the patterning device according to the embodiment of the present invention is used, the line width of the pattern may be formed to have a size of 10 μm or less.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and is intended by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.

10 : 전도성 잉크 20 : 기판
30 : 패턴 100 : 전도성 잉크 토출장치
110 : 잉크 챔버 111 : 중공부
112 : 잉크 주입구 113 : 기체 주입구
114 : 배출홀 120 : 어댑터
121 : 연통홀 130 : 토출 노즐
131 : 토출구 140 : 냉각부
150 : 가열부 200 : 스테이지
300 : 전원장치 400 : 제어부
510 : 챔버 온도센서 520 : 노즐 온도센서
530 : 수위센서 610 : 잉크 공급수단
620 : 기체 공급수단 10 conductive ink 20 substrate
30 pattern 100 conductive ink ejection device
110: ink chamber 111: hollow part
112: ink injection hole 113: gas injection hole
114: discharge hole 120: adapter
121: communication hole 130: discharge nozzle
131: discharge port 140: cooling unit
150: heating part 200: stage
300: power supply unit 400: control unit
510: chamber temperature sensor 520: nozzle temperature sensor
530: water level sensor 610: ink supply means
620: gas supply means

Claims (17)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 기판이 안착되고, 기판을 3축 방향으로 이동시키는 스테이지;
기판에 전도성 잉크를 토출하도록 제공되는 전도성 잉크 토출장치;
상기 전도성 잉크 토출장치의 잉크 챔버에 연결되어 전도성 잉크를 공급하는 잉크 공급수단;
상기 전도성 잉크 토출장치의 토출 노즐에 전압을 인가하여 전도성 잉크를 대전시키고, 상기 스테이지에는 상기 토출 노즐과 반대되는 전압을 인가하는 전원장치;
상기 잉크 챔버에 연결되어 기체를 공급하여 전도성 잉크의 토출 압력을 조절하는 기체 공급수단; 및
상기 전도성 잉크 토출장치에서 전도성 잉크가 기판에 토출되게 상기 전원장치를 제어하고, 기판을 이동시켜 특정 패턴이 형성되도록 상기 스테이지를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 전도성 잉크 토출장치는,
전도성 잉크가 저장되고, 비전도성 재질로 마련되는 잉크 챔버;
상기 잉크 챔버의 하부에 배치되고, 비전도성 재질로 마련되는 어댑터;
상기 어댑터의 하부에 배치되고, 상기 잉크 챔버에 연계되어 전도성 잉크를 외부로 토출하는 토출 노즐;
상기 잉크 챔버에 구비되어 저장된 전도성 잉크가 휘발되어 변성되지 않도록 3~15℃의 온도 범위를 만족하도록 냉각하는 냉각부; 및
상기 토출 노즐에 구비되어 토출되는 전도성 잉크가 특정 온도 범위를 만족하도록 가열하는 가열부;를 포함하고,
상기 제어부는,
기판에 10㎛ 이하의 선 폭을 가지는 선형의 패턴을 형성하도록, 2.5kV의 전압차가 발생하도록 상기 전원장치를 제어하고, 상기 잉크 챔버에 10㎕/hr 유량으로 전도성 잉크가 공급되도록 상기 잉크 공급수단을 제어하며, 상기 토출 노즐에 -0.5kPa의 압력이 인가되도록 상기 기체 공급수단을 제어하는 패터닝 장치.
A stage on which the substrate is seated and which moves the substrate in the triaxial direction;
A conductive ink ejecting device provided to eject conductive ink onto a substrate;
Ink supply means connected to an ink chamber of the conductive ink ejecting device to supply conductive ink;
A power supply unit applying a voltage to a discharge nozzle of the conductive ink discharge device to charge conductive ink, and applying a voltage opposite to the discharge nozzle to the stage;
Gas supply means connected to the ink chamber to supply a gas to regulate a discharge pressure of the conductive ink; And
And a controller configured to control the power supply device so that conductive ink is discharged to a substrate in the conductive ink discharge device, and control the stage to move a substrate to form a specific pattern.
The conductive ink discharge device,
An ink chamber in which conductive ink is stored and provided with a non-conductive material;
An adapter disposed below the ink chamber and provided with a non-conductive material;
A discharge nozzle disposed under the adapter and connected to the ink chamber to discharge conductive ink to the outside;
A cooling unit provided in the ink chamber and cooling to satisfy a temperature range of 3 to 15 ° C. such that the conductive ink stored in the ink chamber is not volatilized and denatured; And
And a heating unit provided at the discharge nozzle to heat the conductive ink discharged to satisfy a specific temperature range.
The control unit,
Controlling the power supply to generate a voltage difference of 2.5 kV so as to form a linear pattern having a line width of 10 μm or less on a substrate, and the ink supply means to supply conductive ink at a flow rate of 10 μl / hr to the ink chamber And controlling the gas supply means such that a pressure of -0.5 kPa is applied to the discharge nozzle.
제6항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 토출 노즐에 인가되는 전압을 조절하여 기판에 토출되는 전도성 잉크의 양을 조절하는 것을 특징으로 하는 패터닝 장치.
The method of claim 6,
The control unit,
And controlling the amount of conductive ink discharged to the substrate by adjusting the voltage applied to the discharge nozzle.
제6항에 있어서,
상기 전도성 잉크 토출장치는,
상기 잉크 챔버에 구비되어 저장된 전도성 잉크의 온도를 측정하는 챔버 온도센서;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패터닝 장치.
The method of claim 6,
The conductive ink discharge device,
A chamber temperature sensor provided in the ink chamber to measure a temperature of the stored conductive ink;
Patterning device further comprising.
삭제delete 제6항에 있어서,
상기 전도성 잉크 토출장치는,
상기 토출 노즐에 구비되어 토출되는 전도성 잉크의 온도를 측정하는 노즐 온도센서;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패터닝 장치.
The method of claim 6,
The conductive ink discharge device,
A nozzle temperature sensor provided at the discharge nozzle to measure a temperature of the conductive ink discharged;
Patterning device further comprising.
제10항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 노즐 온도센서로부터 온도 데이터를 수신하여 상기 토출 노즐에서 토출되는 전도성 잉크가 20~100℃의 온도 범위를 만족하도록 가열부를 제어하는 것을 특징으로 하는 패터닝 장치.
The method of claim 10,
The control unit,
Receiving temperature data from the nozzle temperature sensor patterning device characterized in that for controlling the heating unit so that the conductive ink discharged from the discharge nozzle satisfies the temperature range of 20 ~ 100 ℃.
제6항에 있어서,
상기 전도성 잉크 토출장치의 잉크 챔버에 구비되어 저장된 전도성 잉크의 수위를 측정하는 수위센서;를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 수위센서로부터 데이터를 수신하여 상기 잉크 챔버에 전도성 잉크가 일정 수위를 유지하도록 상기 잉크 공급수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 패터닝 장치.
The method of claim 6,
And a water level sensor provided in the ink chamber of the conductive ink ejecting device to measure the level of the stored conductive ink.
The control unit,
And receiving the data from the level sensor so as to control the ink supply means to maintain a constant level of conductive ink in the ink chamber.
삭제delete 삭제delete 제6항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 잉크 챔버에 저장된 전도성 잉크가 상기 토출 노즐의 단부까지 공급될 수 있도록 상기 잉크 챔버 내부의 압력을 조절하도록 상기 기체 공급수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 패터닝 장치.
The method of claim 6,
The control unit,
And the gas supply means is configured to adjust the pressure inside the ink chamber so that the conductive ink stored in the ink chamber can be supplied to the end of the discharge nozzle.
삭제delete 삭제delete
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