KR102152892B1 - 회로 패턴 연속 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

충분한 두께의 회로 패턴을 빠르게 제조할 수 있는 회로 패턴 연속 제조 장치가 개시된다.
회로 패턴 연속 제조 장치는
전사 필름을 수평 방향으로 펼쳐진 상태로 언와인딩하는 언와인더;
회전하는 음극 드럼의 표면 상에 전주 도금에 의해 제1금속층으로 이루어진 회로 패턴을 형성하는 회전 드럼형 연속 전주부;
상기 회전 드럼형 연속 전주부의 음극 드럼의 표면 상에 형성된 회로 패턴을 상기 전사 필름에 전사하는 연속 전사부;
상기 전사 필름을 수평 방향으로 펼쳐진 상태에서 수직 방향으로 세워진 상태로 전환시키는 제1턴바;
수직 방향으로 전환되어 이송하는 전사 필름에 전사된 회로 패턴에 상기 연속 전주부와 동일한 재질의 금속으로 이루어지는 제2금속층을 도금해 올리는 제1수직 도금조;
상기 전사 필름을 리와인딩하는 리와인더;를 포함한다.

Description

회로 패턴 연속 제조 장치 {Apparatus for producing circuit pattern continuously}
본 발명은 롤투롤(Roll To Roll) 공정과 회전 드럼형 연속 전주 도금 공정을 이용한 회로 패턴 연속 제조 장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 충분한 두께의 회로 패턴을 빠르게 제조할 수 있는 회로 패턴 연속 제조 장치에 관한 것이다.
일반적으로 롤투롤(Roll-to-Roll) 연속 제조 장치는 롤(Roll) 형태의 필름(Film) 또는 웹(Web)(이하, 본 발명에서는 필름이라 통칭하기로 한다.)에 다양한 종류의 공정을 수행하는 장치를 의미한다. 이러한 롤투롤 연속 제조 장치는 롤 형태로 권취된 필름을 풀어주는 언와인더(Unwinder), 필름에 인쇄 공정 등 다양한 공정을 수행하는 공정 유닛들, 필름을 다시 롤 형태로 감아주는 리와인더 (Rewinder)를 포함하며, 이들 사이에서 필름을 이송하기 위한 다양한 이송 유닛들을 구비할 수 있다.
도 1은 종래의 회로 패턴 연속 제조 장치를 보인다.
도 1에 도시된 것은 롤투롤 연속 제조 장치 및 회전 드럼형 연속 전주 장치를 이용한 것이다.
도 1에 도시된 회로 패턴 롤투롤 연속 제조 장치는 회전 드럼형 연속 전주부(200)의 전단에 롤 형태로 권취된 전사 필름을 수평 방향으로 펼쳐진 상태로 언와인딩하는 언와인더(102)를 배치하고, 회전 드럼형 연속 전주부(200)의 음극 드럼(130)의 표면에 형성된 회로 패턴(137)을 수평방향으로 펼쳐진 채로 이동하는 전사 필름(104)에 연속적으로 전사하고, 최종적으로 연속 전주부(200)의 후단에 배치된 리와인더(180)를 통하여 회로 패턴(137)이 전사된 전사 필름(104)을 롤(roll) 형태로 권취하도록 한 것이다.
회전 드럼형 연속 전주부(200)는 제1금속 재질의 금속층으로 이루어진 회로 패턴을 형성한다. 여기서, 제1금속은 구리인 것이 바람직하다.
회전 드럼형 연속 전주부(200)는 보조탱크(110), 도금조(120), 음극드럼(130), 양극 바스켓(170)을 포함한다.
도금조(120)는 음극드럼(130)의 표면에 도금시키고자 하는 도금액(121)을 수용하는 수조이다. 연속적으로 회로 패턴(137)를 제조할 경우, 도금조(120)에 수용된 도금액(121)만으로는 불충분한 경우가 있으므로 별도의 보조탱크(110)를 도금조(120)에 연결하여 도금액(121)을 순환시킨다.
음극 드럼(130)은 인가되는 전원의 음극(-)에 연결되며, 도금조(120)에 회전 가능하게 설치된다.
그리고 음극 드럼(135)의 표면에는 제조하고자 하는 회로 패턴(137)의 형상에 상응하는 네거티브 형상을 가지는 음각부(미도시)가 형성된다. 음각부 이외의 부분은 절연체로 도포된다. 음각부는 도금하고자 하는 도금액의 성분에 따라 단일 금속 또는 합금으로 형성할 수 있으며, 직접 음극 드럼(130)의 표면을 가공하여 음극드럼(130)과 일체로 형성할 수 있다.
음극 드럼(135)의 표면에서 음각부는 도전체로 형성되고 그 이외의 부분은 절연체로 형성되어 있기 때문에, 음각부에만 도금이 수행된다.
미설명 부호 210, 220, 240은 도금액 제거부, 세척부, 수세액 건조부이다.
연속 전사부(250)는 음극 드럼(130)의 외주면 상부에 설치된다. 연속 전사부(200)는 음극 드럼(130)이 도금조(120) 내에서 회전함에 따라 음각부(131)에 도금된 회로 패턴(137)을 전사 필름(104)에 전사한다.
전사 필름(104)에 전사된 회로 패턴(137)은 수세부(150) 및 건조부(160)를 거치면서 세척 및 건조된다. 최종적으로 전사 필름(104)이 리와인더(180)에 권취된다.
한편, 양극 바스켓(170)은 중앙부에 절반이 절개된 원호 형상으로 형성되어 내부에 음극 드럼(130)을 수용한다. 양극 바스켓(170)은 도금액(121)에 완전히 침지되고, 인가되는 전원의 양극(+)에 연결되며, 음극 드럼(130)의 표면에 도금액(121)이 도금되도록 음극 드럼(130)과 일정 간격 이격되어 설치된다.
양극 바스켓(170)에는 도금액(121)과 동일한 성분인 금속 클러스터가 수용되는데, 금속 클러스터가 용해된 양(+) 이온들이 음극 드럼(130)의 표면에 형성된 음각부(131)로 이동하여 석출됨으로써 회로 패턴(137)이 음극 드럼(130) 표면에 전주도금된다.
도 1에 도시된 종래의 회로 패턴 연속 제조 장치(100)는 연속 전주 및 연속 전사에 의해 회로 패턴(137)을 연속적으로 제조할 수 있다는 장접을 갖는다.
그렇지만, 종래의 회로 패턴 연속 제조 장치(100)는 회로 패턴의 두께가 두
꺼울 경우 제조 시간이 많이 소요된다는 단점이 있다.
도 1에 도시된 종래의 회로 패턴 연속 제조 장치(100)에서 회로 패턴(137)의 두께는 음극 드럼(130) 표면에 형성된 음각부(131)가 도금액(121)에 침지되어 있는 기간 즉, 음극 드럼(130)의 회전 속도에 의해 결정된다.
즉, 회로 패턴의 두께를 높이기 위해서는 음극 드럼(130)이 도금액(121)에 침지되어 있는 시간을 길게 하여야만 한다.
한편, 언와인더와 리와인더에 의해 전사 필름을 이송시키는 속도는 음극 드럼(130)의 회전 속도와 동기되어야만 일정한 간격으로 회로 패턴을 전사시킬 수 있다.
회로 패턴(137)의 두께가 두꺼울수록 음극 드럼(130)의 회전 속도를 늦게 하여야 하고, 이에 따라 전사 필름을 이송시키는 속도도 음극 드럼(130)의 회전 속도와 동기되도록 늦게 하여야 한다.
이에 따라, 두께가 두꺼운 회로 패턴일수록 그것의 제조 시간이 늘어날 수 밖에 없다.
다른 한편으로 종래의 회로 패턴 연속 제조 장치(100)는 회전 드럼형 연속 전주부(200)에 의해 한 종류의 금속만으로 이루어진 회로 패턴을 제공할 수 있을 뿐 여러 종류의 금속층으로 이루어지는 회로 패턴 즉, 합금으로 이루어진 회로 패턴을 제공할 수가 없다는 단점이 있다.
합금으로 이루어지는 회로 패턴은 합금 금속에 따라 다양한 기계적 특성을 구현하는 것이 가능하기 때문에 매우 유용하지만 종래의 회로 패턴 연속 제조 장치로는 이를 구현할 수가 없다.
예를 들어, 회로 패턴의 연성, 강성, 내식성 등을 조절하는 것이 불가능하다.
대한민국 특허청 등록특허 10-1132339 (2012.03.26.) 대한민국 특허청 등록특허 10-1606724 (2016.03.22.)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서 롤투롤 공정과 회전 드럼형 연속 전주 도금을 이용한 회로 패턴 연속 제조 장치에 있어서 충분한 두께의 회로 패턴을 빠르게 제조할 수 있는 회로 패턴 연속 제조 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 회로 패턴의 기계적 특성을 조절할 수 있는 회로 패턴 연속 제조 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 제조 라인의 길이를 짧게 함으로써 공간 사용 효율을 높일 수 있는 회로 패턴 연속 제조 장치를 제공하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 회로 패턴 연속 제조 장치의 제1실시예는 롤투롤 공정 및 연속 전주 공정을 적용한 회로 패턴 연속 제조 장치에 있어서,
전사 필름을 수평 방향으로 펼쳐진 상태로 언와인딩하는 언와인더;
회전하는 음극 드럼의 표면 상에 전주 도금에 의해 제1금속층으로 이루어진 회로 패턴을 형성하는 회전 드럼형 연속 전주부;
상기 회전 드럼형 연속 전주부의 음극 드럼의 표면 상에 형성된 회로 패턴을 상기 전사 필름에 전사하는 연속 전사부;
상기 전사 필름에 전사된 회로 패턴에 상기 회전 드럼형 연속 전주부와 동일한 재질의 금속으로 이루어지는 제2금속층을 추가로 도금해 올리는 제1수평도금조; 및 상기 전사 필름을 리와인딩하는 리와인더; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1수평 도금조와 상기 리와인더 사이에 상기 제2금속층 위에 상기 연속 전주부와 서로 다른 재질의 금속으로 이루어지는 제3금속층을 도금해 올리는 제2수평도금조를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 회로 패턴 연속 제조 장치의 제2실시예는롤투롤 공정 및 연속 전주 공정을 적용한 회로 패턴 연속 제조 장치에 있어서,
전사 필름을 수평 방향으로 펼쳐진 상태로 언와인딩하는 언와인더;
회전하는 음극 드럼의 표면 상에 전주 도금에 의해 제1금속층으로 이루어진 회로 패턴을 형성하는 회전 드럼형 연속 전주부;
상기 회전 드럼형 연속 전주부의 음극 드럼의 표면 상에 형성된 회로 패턴을 상기 전사 필름에 전사하는 연속 전사부;
상기 전사 필름을 수평 방향으로 펼쳐진 상태에서 수직 방향으로 세워진 상태로 전환시키는 제1턴바;
수직 방향으로 전환되어 이송하는 전사 필름에 전사된 회로 패턴에 상기 연속 전주부와 동일한 재질의 금속으로 이루어지는 제2금속층을 도금해 올리는 제1수직 도금조;
상기 전사 필름을 리와인딩하는 리와인더;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 리와인더의 전단에 제1수직 도금조를 통한 전사 필름을 수직 방향으로 세워진 상태에서 수평 방향으로 펼쳐진 상태로 전환시키는 제2턴바;
를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1수직 도금조와 상기 리와인더의 사이에 상기 제2금속층 위에 상기 연속 전주부와 서로 다른 재질의 금속으로 이루어지는 제3금속층을 도금해 올리는 제2수직 도금조를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 리와인더의 전단에 상기 제2수직 도금조를 통한 전사 필름을 수직 방향으로 세워진 상태에서 수평 방향으로 펼쳐진 상태로 전환시키는 제2턴바를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 회전 드럼형 연속 전주부, 상기 제1턴바, 상기 제1수직 도금조, 상기 제2수직 도금조, 상기 제2턴바가 “ㄷ”자 형을 이루도록 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 회로 패턴 연속 제조 장치는 일차적으로 회전 드럼형 연속 전주부에 의해 형성된 회로 패턴 상에 추가 도금을 수행하도록 함으로서 빠르게 목표하는 두께를 가지는 회로 패턴을 제조할 수 있게 하는 효과를 갖는다.
본 발명에 다른 본 발명에 따른 회로 패턴 연속 제조 장치는 회전 드럼형 연속 전주부에 의해 형성된 회로 패턴 상에 서로 다른 종류의 금속층을 추가적으로 형성함에 의해 기계적 특성이 조절된 회로 패턴을 형성할 수 있다는 장점을 갖는다.
본 발명에 따른 회로 패턴 연속 제조 장치는 턴바 및 수직 도금조에 의해 제조 라인의 길이를 줄여서 생산성을 높일 수 있다는 효과를 갖는다.
도 1은 종래의 회로 패턴 연속 제조 장치의 구성을 보인다.
도 2는 본 발명에 따른 회로 패턴 연속 제조 장치의 제1실시예를 보인다.
도 3은 본 발명에 따른 회로 패턴 연속 제조 장치의 제2실시예를 보인다.
도 4는 도 3에 도시된 턴바의 구성예를 보인다.
도 5는 수직 도금조의 예를 보인다.
도 6은 본 발명에 따른 회로 패턴 연속 제조 장치의 제3실시예를 보인다.
이후부터는, 예시적인 실시예들이 첨부 도면들을 참조하여서 보다 상세하게 기술될 것이며, 이 도면들에 걸쳐서 유사한 참조 부호는 유사한 요소들을 지칭한다.
그러나, 본 발명은 다양한 상이한 형태들로 실시될 수 있으며, 오직 본 명세서에서의 실시예들을 예시하는 것으로만 한정되는 것으로 해석되지 말아야 한다. 이보다는, 이러한 실시예들은 본 개시가 철저해지고 완전해지고 본 기술 분야의 당업자에게 본 발명의 양태들 및 특징들을 완벽하게 전달하도록 하는 예들로서 제공된다.
본 발명의 양태들 및 특징들의 완벽한 이해를 위해서 본 기술 분야의 당업자에게 필요하지 않은 프로세스들, 요소들 및 기법들은 기술되지 않을 수 있다. 달리 주목되지 않는다면,유사한 참조 부호들은 첨부 도면들 및 기술된 설명에 걸쳐서 유사한 요소들을 말하며, 따라서 그들에 대한 설명은 반복되지 않을 것이다.
도면들에서, 요소들, 층들, 및 영역들의 상대적 크기들은 명료성을 위해서 과장될 수 있다.
용어들 "제 1," "제 2," "제 3," 등이 다양한 요소들, 컴포넌트들, 영역들, 층들 및/또는 섹션들을 기술하는데 본 명세서에서 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 컴포넌트들, 영역들, 층들 및/또는 섹션들은 이러한 용어들에 의해서 한정되지 말아야 한다. 이러한 용어들은 일 요소, 컴포넌트, 영역, 층 또는 섹션을 다른 요소, 컴포넌트, 영역, 층 또는 섹션으로부터 구별하는데 사용된다.
따라서, 이하에서 기술되는 제 1 요소, 컴포넌트, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고서 제 2 요소, 컴포넌트, 영역, 층 또는 섹션으로 칭해질 수도 있다.
공간적으로 상대적인 용어들, 예를 들어서 "의 바로 아래에", "아래에", "하부의", "의 밑에" "위에", "상부의" 등은 도면들에서 예시된 바와 같은 일 요소 또는 특징부의 다른 요소(들) 또는 특징부(들)에 대한 관계를 기술하는데 있어서 설명의 용이성을 위해서 본 명세서에서 사용될 수 있다.
이러한 공간적으로 상대적인 용어들은 도면들에서 도시된 배향 이외에, 사용 시에 또는 동작 시에 디바이스의 상이한 배향들을 포함하는 것으로 해석되어야 하는 것이 이해될 것이다. 예를 들어서, 도면들에서의 디바이스가 뒤집어 지면, 다른 요소들 또는 특징부들의 "바로 아래에", "아래에", 및 "밑에" 있는 것과 같이 도시된 요소들은 이 다른 요소들 또는 특징부들 위에 있는 것으로 배향될 것이다.
따라서, 예시적인 용어들 "아래에" 및 "밑에"는 위 및 아래의 양 배향을 포함할 수 있다. 디바이스는 이와 달리 배향되고(예를 들어, 90 도 회전되거나 또는 다른 배향들로 배향되고) 본 명세서에서 사용된 공간적으로 상대적인 기술자들(descriptors)은 이에 따라서 해석되어야 한다.
요소 또는 층이 다른 요소 또는 층 "상에 있거나", "에 접속되거나", 또는 "에 연결되는" 것으로서 말해질 때에, 그 요소 또는 층은 다른 요소 또는 층 상에 직접적으로 있거나 직접적으로 접속되거나 연결될 수 있거나, 또는 하나 이상의 중간에 개입하는 요소들 또는 층들이 존재할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
또한, 요소 또는 층이 2 개의 요소들 또는 층들 "간에" 있는 것으로 말해질 때에, 이 요소 또는 층은 2 개의 요소들 또는 층들 간에 있는 유일한 요소 또는 층이 될 수 있거나, 또는 하나 이상의 중간의 개입하는 요소들 또는 층들이 또한 존재할 수도 있다는 것이 또한 이해될 것이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 오직 특정 실시예들을 기술하기 위한 것이며 본 발명을 한정하고자 한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 명사의 단수 형태들은, 문맥이 달리 명시적으로 표시하지 않은 이상, 역시 그 명사의 복수의 형태들도 포함하는 것으로 의도된다.
용어들 "포함한다(comprises)", "포함하는 (comprising)", "포함한다(includes)" 및 "포함하는(including)"은 본 명세서에서 사용되는 때에, 진술된 특징부들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들, 및/또는 컴포넌트들의 존재를 특정하지만, 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들, 컴포넌트들, 및/또는 이들의 그룹들의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것이 또한 이해될 것이다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "및/또는"는 연관된 열거된 항목들 중 하나 이상의 것들의 임의의 그리고 모든 조합들을 포함한다. 요소들의 리스트 앞에 올 때에, "적어도 하나"와 같은 표현들은 리스트의 전체 요소들을 꾸미며 리스트의 개별 요소들을 꾸미지는 않는다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "실질적으로," "약," 및 이와 유사한 용어들은 근사화의 용어들로서 사용되며 정도의 용어들로서 사용되지 않으며, 본 기술 분야의 당업자에게 인식될 측정된 또는 계산된 값들에서의 고유한 편차들을 고려하도록 의도된다.
또한, 본 발명의 실시예들을 기술할 때에 "할 수 있다(may)"의 사용은 "본 발명의 하나 이상의 실시예들"을 말한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어들 "사용한다", "사용하는", 및 "사용된"은 각기 용어들 "이용한다", "이용하는" 및 "이용된"과 동의어로서 고려될 수 있다.
또한, 용어 "예시적인"은 예 또는 예시사항을 말하도록 의도된다.
달리 규정되지 않는다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들(기술관련 용어 및 과학 용어들을 포함함)은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해서 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다.
예를 들어서 사전에서 통상적으로 사용되는 것들과 같은 용어들은 관련 기술 및/또는 본 명세서의 문맥에서의 그들의 의미와 일관된 의미를 갖는 것으로서 해석되어야 하고, 이상적인 견지로 또는 매우 형식적인 견지로, 본 명세서에서 그렇게 규정되지 않은 이상, 해석되지 말아야 한다는 것이 또한 이해될 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 회로 패턴 연속 제조 장치의 제1실시예를 보인다.
도 2에 있어서, 도 1에 도시된 것과 동일한 구성요소에는 동일한 참조부호를 붙이고, 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 2에 도시된 본 발명에 따른 롤투롤 연속 제조 장치(300)는 회전 드럼형 연속 전주부(200)의 다음에 제1, 2 수평 도금조(310, 320)를 설치한 것을 특징으로 한다.
제1수평 도금조(310)는 회로 패턴(137)의 두께를 높이기 위해 도금시키는 도금액(311)을 수용하는 수조이다.
음극 드럼(130)에 의해 제1금속층으로 이루어진 회로 패턴(137)을 얻고, 제1수평 도금조(310)에 의해 제1금속층과 같은 재질의 제2금속층을 추가적으로 도금함에 의해 회로 패턴(137)의 두께를 높일 수 있다.
제1수평 도금조(310)는 덧도금, 두께 도금을 수행하는 것으로서 상대적인 고전류 밀도로 목표한 도금두께를 고속으로 제조한다.
제2수평 도금조(320)는 기계적 특성을 조절하기 위한 합금을 형성하기 위한 것으로서 도금하고자 하는 도금액(321)을 수용하는 수조이다.
제2수평 도금조(320)에 의해 제1금속과는 다른 종류의 제3금속을 도금해 올림에 의해 합금으로 이루어진 회로 패턴(137)을 제조할 수 있다.
제3금속층(혹은 후속 추가적인 도금층)은 회로 패턴의 물성 보강 기능을 목적으로 한다. 대상이 되는 물성은 연성, 강성, 내식성 등이 될 수 있다.
도 2에 도시된 장치의 동작은 다음과 같다.
전단에 언와인더(102)를 배치하고, 음극 드럼(130)의 표면에 전주도금에 의해 형성된 회로 패턴(137)을 연속 전사부(250)를 통하여 수평방향으로 펼쳐진 상태로 이동하는 전사 필름(104)에 전사한다.
이어서, 전사 필름(104)을 제1수평 도금조(310)에 통과시켜 추가적으로 도금한다. 즉, 회로 패턴(137)을 전사 필름(104) 상에 전사하고, 제1수평도금조(310)를 통과시켜서 회로 패턴(137)의 두께를 보강하게 된다.
이때 제1수평 도금조(310)의 전류 밀도를 회전 드럼형 연속 전주부(200)의 전류 밀도보다 상대적으로 높게 함으로써 목표하는 회로 패턴의 두께를 빠르게 달성할 수 있다.
다음으로 제2수평 도금조(320)를 통과시켜서 연성, 강성, 내식성 등을 보강하기 위한 다른 종류의 금속(제3금속)을 회로 패턴(137)에 도금하여 합금을 형성한다.
제2수평 도금조(320)에 의해 도금하는 제2금속은 회로 패턴(137)에게 요구되는 기계적 특성에 따라 선택될 수 있다.
최종적으로 후단에 배치된 리와인더(180)를 통하여 회로 패턴(137)이 전사된 필름을 롤 형태로 권취한다.
통상적으로 도금조는 수세부를 포함한다. 이러한 수세부는 잔존 약액을 제거함으로써 다른 도금조에 미치는 영향을 제거하도록 하고 있다. 따라서 본 발명의 도면에서 수세부를 별도로 도시하지 않더라도 도금조 자체에서 수세를 수행하는 것으로 이해되어야 한다.
도 2에 도시된 장치에서, 합금 형성을 위해 하나의 도금조(320)만을 사용하는 것을 개시하고 있지만 필요에 따라 여러 개의 합금 형성용 도금조를 구비하는 것도 가능하다.
또한, 두께 형성을 위한 제1수평 도금조(310)와 합금 형성을 위한 제2수평 도금조(320)의 위치를 바꾸어도 좋다.
도 3은 본 발명에 따른 회로 패턴 연속 제조 장치의 제2실시예를 보인다.
도 3에 있어서, 도 1에 도시된 것과 동일한 구성요소에는 동일한 참조부호를 붙이고, 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 3에 도시된 본 발명에 따른 롤투롤 연속 제조 장치(400)는 회전 드럼형 연속 전주부(200) 및 연속 전사부(250)의 다음에 제1턴바(402), 제1, 2 수직 도금조(410, 420) 그리고 제2턴바(404)를 설치한 것을 특징으로 한다.
턴바(402, 404)는 전사 필름의 펼쳐진 방향을 각각 수평에서 수직으로 또는 수직에서 수평으로 바꾸어주는 역할을 한다.
구체적으로 제1턴바(402)는 회전 드럼형 연속 전주부(200) 다음에 설치되는 것으로서 수평 방향으로 펼쳐진 채로 이동하는 전사 필름(104)을 수직 방향으로 세워져 이동하도록 전환시키는 역할을 한다.
제2턴바(404)는 수직 방향으로 세워져 이동하는 전사 필름(104)을 리와인더(180)에 의해 권취될 수 있도록 수평 방향으로 펼쳐진 상태로 전환시키는 역할을 한다.
도 4는 제1턴바의 구성예를 보인다.
도 4를 참조하면, 제1턴바(402)는 제1가이드 롤(402a), 제1가이드 롤(402a)에 대하여 상방으로 45°방향으로 기울어진 경사롤(402b) 그리고 제2가이드 롤(402c)을 구비한다. 전사 필름은 경사롤(402a)의 표면을 따라 감겨져 이송하면서 경사롤(402b) 전후에서 이송 방향 및 펼쳐진 방향이 바뀌게 된다. 도 4에는 수평 상태로 펼쳐진 상태로 이송하는 전사 필름이 롤(402b)을 거치면서 수직 상태로 펼쳐진 상태로 전환하는 것이 도시된다.
경사롤(402b)의도 6은 수직 도금조의 예를 보인다. 표면에는 작은 통공들이 뚫려있고, 경사롤(402b)의 내부는 중공이다. 경사롤(402b)의 일단에는 흡기 밸브가 연결되어 있다.
흡기 밸브를 통해 경사롤(402b) 내부로 외부 공기를 흡입하게 되면 전사 필름이 경사롤(402b)의 표면 상에 살짝 붙은 상태로 이송된다. 이러한 흡기 작용에 의해 전사 필름이 경사롤(402b)의 상하로 유동되는 것이 방지된다.
전사 필름은 언와인더(104) 및 리와인더(180)가 잡아당기는 힘에 의해 이송되고, 경사롤(402b)에 의해 진행 방향 및 펼쳐진 방향이 바뀌어지게 된다.
경사롤(402b)의 경사 방향, 가이드 롤(402a)와 경사롤(402b)의 배치 등을 서로 다르게 조합함에 의해 다양한 형태의 턴바가 구성될 수 있다.
제2턴바(404)의 구성도 제1턴바(402)의 구성과 우사하되 다만 전사 필름의 진행 방향만이 다를 뿐이므로, 도시를 생략한다.
음극 드럼(130)에 의해 제1금속층으로 이루어진 회로 패턴(137)을 얻고, 제1수직 도금조(410)에 의해 제1금속층과 같은 재질의 제2금속층을 추가적인 도금을 수행함에 의해 회로 패턴(137)의 두께를 늘릴 수 있다.
이때 제1수직 도금조(410)의 전류 밀도를 회전 드럼형 연속 전주부(200)의 전류 밀도보다 상대적으로 높게 함으로써 목표하는 회로 패턴의 두께를 빠르게 달성할 수 있다.
다음으로 제2 수직 도금조(420)에 의해 제1금속과는 다른 종류의 금속을 도금해 올림에 의해 합금으로 이루어진 회로 패턴(137)을 제조할 수 있다.
도 3에 도시된 장치의 동작은 다음과 같다.
전단에 언와인더(102)를 배치하고, 음극 드럼(130)의 표면에 전주도금에 의해 형성된 회로 패턴(137)을 연속 전사부(200)를 통하여 수평방향으로 펼쳐진 채로 이동하는 전사 필름(104)에 전사한다. 회전 드럼형 연속 전주부(200)는 제1금속 재질의 금속층으로 이루어진 회로 패턴을 형성한다. 여기서, 제1금속은 통상적인 구리일 수 있다.
이어서, 제1턴바(402)에 의해 전사 필름(104)을 수평 방향으로 펼쳐진 상태에서 수직 방향으로 세워진 상태로 바꾸어 준다. 전사 필름(104)을 제1수직 도금조(410)에 통과시켜 추가적으로 도금한다.
즉, 회전 드럼 상에 금속 패턴(137)을 형성하고, 연속 전사부(250)를 통하여 회로 패턴(137)을 필름 상에 전사하고, 제1수직 도금조(410)을 통해 회로 패턴(137)의 두께를 보강하게 된다.
제2수직 도금조(420)는 다른 종류의 금속을 도금하기 위한 도금액(421)을 수용하는 도금조이다.
즉, 회전 드럼형 연속 전주부(200)에서의 제1금속과는 다른 종류의 제3금속 예를 들어 니켈, 주석 등을 도금해 올림에 의해 합금으로 형성된 회로 패턴(137)을 얻을 수 있게 된다.
다음으로 제2턴바(404)에 의해 전사 필름을 수직 방향으로 세워진 상태에서 수평 방향으로 펼쳐진 상태로 바꾸어 준다.
최종적으로 후단에 배치된 리와인더(180)를 통하여 회로 패턴(137)이 전사된 전사 필름(104)을 권취한다.
제1수직 도금조(410), 제2수직 도금조(420)는 모두 수직 형태의 것이다. 즉, 제1수직 도금조(410) 및 제2수직 도금조(420)는 전사 필름(104)이 수직 방향으로 세워져서 진행하는 동안 도금을 수행하는 것이다.
도 3에 도시된 장치에서 합금 형성을 위해 하나의 도금조(420)만을 사용하는 것을 개시하고 있지만 필요에 따라 여러 개의 합금 형성용 도금조를 구비하는 것도 가능하다.
또한, 두께 형성을 위한 제1수직 도금조(410)와 합금 형성을 위한 제2수직 도금조(420)의 위치를 바꾸어도 좋다.
도 3에 도시된 장치는 제1턴바(402)와 제2턴바(404)의 작용에 의해 전사필름(104)가 제1턴바(402)와 제2턴바(404) 사이에서 수직 방향으로 세워져 진행된다.
이와 같이 하는 이유는 수직형태의 도금조를 사용할 수 있게 하기 위함이다.
표 1은 수평 형태의 도금조와 수직 형태의 도금조의 장단점을 비교하여 보인다.
수평 방식 수직 방식
기본개념 구동 안정성에 주안점을 둔 장비임 롤에 제품이 최대한 터치되지 않게 구성
구동 안정성 항상 하부를 위에 앉힌 채 구동하기에 안정적, 좌우 틀어짐 현상 발생하지만 비교 우위 중력의 영향을 받아 쳐짐 현상 발생,
로드셀을 이용해 텐션 조절로 해결
도금 품질 딥의 깊이가 얕아 약품조성유지가 어려움,
필 및 고급 품질의 도금이 어려움,
필 도금에 적용한 사례가 없음		 미세패턴의 도금이 가능, 필 도금에 유리
아노드 구성 메쉬타입 사용;
첨가제 소모량이 많고 기포 관리 필요
아노드 수명이 짧아 수시 교체/코팅 필요		 아노드+멤브레인 필터 사용
첨가제 소모량이 적고, 약액 관리 측면에서 유리
적용대상 일반/고속도금에 적용 고사양의 제품에 적용
장비가격 상대적으로 저렴함(50%~70% 수준)
표 1을 참조하면, 수평 방식은 장비 가격, 구동 안정성 등에서 유리하지만 수직 방식에 비해 미세 패턴의 도금 가능성, 첨가제 및 약액관리 측면에서 불리함을 알 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3을 참조하면, 도금조를 수평 형태의 것으로 구성할 경우 제조 라인의 길이(L)가 매우 길어야 함을 알 수 있다 (L>>L').
즉, 본 발명은 턴바(402, 404)에 의해 전사 필름(104)을 수직 방향으로 세움에 의해 수직도금조(410, 420)를 좁은 간격으로 지그재그로 연속적으로 배치할 수 있기 때문에 전체적인 제조 라인의 길이가 짧아질 수 있다.
이에 따라 작업자(502)의 작업 영역도 짧아짐을 알 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 장치에서 제2턴바(404)를 제외한 구성도 가능하다. 이 경우 리와인더(180)를 수평 상태가 아닌 수직 상태로 구성한다.
도 5는 6수직 도금조의 예를 보인다.
도 5를 참조하면, 전사 필름은 A1 방향으로 유입되고 A6 방향으로 유출된다. 수직 도금조는 전처리단(A2), 제1단 도금조(A3), 제2단 도금조(A4) 그리고 후처리단(A5)로 구성될 수 있다.
각각의 처리단은 격리단에 의해 격리된다. 즉, 제1단 도금조(A3)와 제2단 도금조(A4) 내의 약품이 서로 연통되지 않도록 가운데의 한 단락이 이격되어 있는 소위 분단 방식으로 구성된다. 제1단 도금조(A3)에서 전기 도금된 후 격리단을 통해 다시 제2단 도금조(A4)에 진입하여 전기 도금되게 된다.
화살표가 가리키는 방향은 전사 필름의 이동 방향으로서, 수직 도금조 전후의 텐션 롤에 의해 지지된다.
도금 완료 후 후처리단(A5)에 진입하는 바, 후처리단은 다수 개의 작은 탱크로 구성되어 세정, 건조 처리를 수행한다. A8, A9는 전원 인가를 위한 롤러이다.
도 6은 본 발명에 따른 연속 회로 패턴 형성 장치의 제3실시예를 보인다.
도 6에 도시된 것은 도 4에 도시된 장치의 배치 형태를 지그재그형에서 “ㄷ”자 형으로 바꾼 것이다.
도 4에 도시된 일자 형태의 배치에서 도 6에 도시된 바와 같이 “ㄷ”자 형 배치로 바꿈에 의해 보수 유지를 위한 작업자의 동선이 더욱 짧아지게 되고 그 결과 작업자의 이동 및 보수 작업이 편해지고 또한 관리 인원도 줄일 수 있게 된다.
한편, 도금조의 길이가 개당 10여미터에 달하는 것을 고려할 때, 도 3의 경우 작업자가 50여 미터를 왔다갔다 해야 하는 반면에 도 6의 경우는 20여 미터만을 왔다갔다 하게 되는 것이어서 작업자의 작업 영역이 대단히 줄어듦을 알 수 있다.
본 명세서에서 "일 실시예"는 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성이 적어도 하나의 실시예에 포함됨을 의미한다. 따라서, 이러한 어구는 하나 이상의 실시예를 지칭할 수 있다. 또한, 설명된 특징, 구조 또는 특성은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있다. 그러나 당업자라면 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 하나 이상의 구체적인 설명 없이도 구현될 수 있거나, 다른 방법, 리소스, 방식 등으로 구현될 수 있다. 다른 예로서, 본 발명의 측면들을 불명료하게 하는 것을 단지 피하기 위해 잘 알려져 있는 구조, 리소스 또는 동작들은 도시 또는 설명되지 않았다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다
102...언와인더 104...전사 필름
110...보조 탱크 120...도금조
121...도금액 130...음극 드럼 137...회로 패턴
170...양극 바스켓 250...연속 전사부
310, 320...수평도금조 402,404...턴바
410, 420...수직 도금조 160...건조부 180...리와인더

Claims (7)

  1. 롤투롤 공정 및 연속 전주 공정을 적용한 회로 패턴 연속 제조 장치에 있어서,
    전사 필름을 수평 방향으로 펼쳐진 상태로 언와인딩하는 언와인더;
    회전하는 음극 드럼의 표면상에 전주 도금에 의해 구리 재질의 제1금속층으로 이루어진 회로 패턴을 형성하는 회전 드럼형 연속 전주부;
    상기 회전 드럼형 연속 전주부의 음극 드럼의 표면 상에 형성된 회로 패턴을 상기 전사 필름에 전사하는 연속 전사부;
    상기 전사 필름에 전사된 회로 패턴에 상기 회전 드럼형 연속 전주부와 동일한 재질의 금속으로 이루어지는 제2금속층을 추가로 도금해 올리는 제1수평도금조;
    상기 제2금속층 위에 상기 연속 전주부와 서로 다른 재질의 금속으로 이루어지는 제3금속층을 도금해 올리는 제2수평도금조; 및
    상기 전사 필름을 리와인딩하는 리와인더; 를 포함하며,
    상기 제1수평도금조에 의해 추가적인 도금을 수행함에 의해 회로 패턴의 두께를 조절하고,
    상기 제2수평도금조에 의해 상기 제2금속층 상에 연성 및 강성을 조절하기 위한 제3금속층을 도금해 올림에 의해 합금으로 형성된 회로 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 회로 패턴 연속 제조 장치.
  2. 삭제
  3. 롤투롤 공정 및 연속 전주 공정을 적용한 회로 패턴 연속 제조 장치에 있어서, 전사 필름을 수평 방향으로 펼쳐진 상태로 언와인딩하는 언와인더;
    회전하는 음극 드럼의 표면 상에 전주 도금에 의해 구리 재질의 제1금속층으로 이루어진 회로 패턴을 형성하는 회전 드럼형 연속 전주부;
    상기 회전 드럼형 연속 전주부의 음극 드럼의 표면 상에 형성된 회로 패턴을 상기 전사 필름에 전사하는 연속 전사부;
    상기 전사 필름을 수평 방향으로 펼쳐진 상태에서 수직 방향으로 세워진 상태로 전환시키는 제1턴바;
    수직 방향으로 전환되어 이송하는 전사 필름에 전사된 회로 패턴에 상기 연속 전주부와 동일한 재질의 금속으로 이루어지는 제2금속층을 도금해 올리는 제1수직 도금조;
    상기 제2금속층 위에 상기 연속 전주부와 서로 다른 재질의 금속으로 이루어지는 제3금속층을 도금해 올리는 제2수직 도금조;
    상기 전사 필름을 리와인딩하는 리와인더;를 포함하며,
    상기 제1수직도금조에 의해 추가적인 도금을 수행함에 의해 회로 패턴의 두께를 조절하고,
    상기 제2수직도금조에 의해 상기 제2금속층 상에 연성 및 강성을 조절하기 위한 제3금속층을 도금해 올림에 의해 합금으로 형성된 회로 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 회로 패턴 연속 제조 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 리와인더의 전단에 제1수직 도금조를 통한 전사 필름을 수직 방향으로 세워진 상태에서 수평 방향으로 펼쳐진 상태로 전환시키는 제2턴바; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 패턴 연속 제조 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제3항에 있어서, 상기 회전 드럼형 연속 전주부(200), 상기 제1턴바(402), 상기 제1수직 도금조(410), 상기 제2수직 도금조(420), 제2턴바(404)가 순차적으로 연결되어 “ㄷ”자 형의 구성을 이루도록 배치되어 작업자의 이동 및 보수작업이 용이하도록 구성 배치한 것을 특징으로 하는 회로 패턴 연속 제조 장치.

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