KR20010003324A - 금속구조물의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
미세한 금속구조물을 형성하는 방법에 관한 것으로, 기판과 금속층의 밀착력을 향상시키고, 미세한 금속구조물을 용이하게 형성하는 것을 목적으로 하며, 기판 위에 감광성 수지를 형성하는 단계와, 감광성 수지 위에 소정의 형상으로 패터닝된 감광성 유리를 접합하는 단계와, 감광성 유리가 접합된 감광성 수지에 자외선을 조사하여 감광성 유리의 패턴으로 감광성 수지를 노광하는 단계와, 노광된 감광성 수지를 제거하는 단계, 그리고 기판의 감광성 수지가 제거된 부분에 금속 패턴을 형성하는 단계를 포함하여 구성된 것이 특징으로서, 금형을 종래보다 더 정밀하게 형성할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 미세한 금속구조물을 형성하는 방법에 관한 것으로, 특히 정밀한 금형을 제조하기 위한 금속구조물의 제조방법에 관한 것이다.
수십 내지 수백 마이크로 미터(㎛) 단위의 미세한 금속구조물을 제조하기 위한 대표적인 방법은 LIGA 공정과, 후막 포토레지스트로 미세한 패턴을 형성하여 전기도금을 실시하는 방법이 있다.
LIGA 공정에 의해 미세한 금속구조물을 제조하는 방법은 다음과 같다.
먼저, 도 1a에 도시된 것과 같이 기판(10) 상에 PMMA(20)를 형성시키고, 도 1b에 도시된 것과 같이 소정의 마스크(mask)(30)를 PMMA(20)에 씌우고 방사선 가속기에서 발생된 엑스-선(X-ray)을 PMMA(20)가 형성된 기판(10) 위에 조사한다. 그 후, 도 1c에 도시된 것과 같이 마스크(30)에 의해 형질이 변경된 PMMA(20')를 제거한 후, 도 1d에 도시된 것과 같이 전기도금 등과 같은 방법을 이용하여 금속층(40)을 선택적으로 형성한다. 마지막으로, 도 1e에 도시된 것과 같이 기판(10) 위에 남아있는 PMMA(20)를 모두 제거함으로써, 기판(10) 위에 미세한 금속층(40)을 형성한다.
미세한 금속구조물을 형성하기 위한 또 다른 방법은 IBM에서 개발한 SU-8과 같은 네거티브(negative) 후막포토레지스트를 형성한 후, 노광기에서 노광하여 노광되지 않은 부위를 제거해 낸 다음, 여기에 전기도금의 방식에 의해 금속을 성장시킨 다음에 수지를 제거해 내는 방식이 있다.
감광성 유리을 이용하여 구조물을 생성하는 방법은 포지티브(positive) 방식과 네거티브(negative) 방식이 있다. 포지티브 방식은 도 2a 내지 도 2d에 도시된 것과 같고, 네거티브 방식은 도 3a 내지 도 3d에 도시된 것과 같다.
포지티브 방식은 도 2a에 도시된 것과 같은 PMMA(20) 위에 도 2b에 도시된 것과 같이 감광성 수지(50)와 감광성 유리(60)를 위치시킨 후 자외선을 조사하고, 도 2c와 도 2d에 도시된 것과 같이 자외선에 조사된 부분(20')을 남기고 자외선에 조사되지 않은 부분(20)을 제거함으로써 구조물을 형성하는 것이다.
네거티브 방식은 도 3a에 도시된 것과 같은 PMMA(20) 위에 도 3b에 도시된 것과 같이 감광성 수지(50)와 감광성 유리(60)를 위치시킨 후 자외선을 조사하고, 도 3c와 도 3d에 도시된 것과 같이 자외선에 조사되지 않은 부분(20)을 남기고 자외선에 조사된 부분(20')을 제거함으로써 구조물을 형성하는 것이다.
그런데, LIGA 공정은 방사선 가속기를 이용해야 하므로, 제작비용이 비싸며, 포토마스크의 제작이 어려운 문제점이 있다. 또, 후막포토레지스트를 이용하는 방법은 포토레지스트의 압력으로 인하여 패널이 손상될 수 있으므로, 대면적 패널에 응용되기 어려운 문제점이 있다.
특히, 전기도금된 금속층과 기판 사이의 밀착력은 포토레지스트와 기판 사이의 밀착력보다 작으므로, 금형 또는, 액추에이터에 의한 압력으로 인하여 전기도금된 금속층과 기판 간의 밀착된 부분이 분리될 수도 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기판과 금속층의 밀착력을 향상시키고, 미세한 금속구조물을 용이하게 형성하기 위한 금속구조물 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
도 1a 내지 도 1e는 LIGA 공정에 의한 금속제조물의 형성방법을 도시한 도면이고,
도 2a 내지 도 2d는 포지티브 감광성 수지를 이용한 금속제조물의 형성방법을 도시한 도면이며,
도 3a 내지 도 3d는 네거티브 감광성 수지를 이용한 금속제조물의 형성방법을 도시한 도면이고,
도 4a 내지 도 4e는 본 발명에 의한 금속제조물의 형성방법을 도시한 도면이다.
도면의 주요부분에 대한 기호설명
100 : 기판 200 : 감광성 수지
200' : 노광된 수지 300 : 감광성 유리
410 : 금속물질
본 발명은 감광성 유리를 이용하여 미세한 금속구조물을 제조하는 것이 특징이다.
본 발명에 의한 금속구조물의 제조방법은 기판 위에 감광성 수지를 형성하는 단계와, 감광성 수지 위에 감광성 유리를 접합하는 단계와, 자외선을 조사하여 감광성 유리의 패턴대로 감광성 수지를 노광하는 단계와, 노광된 감광성 수지를 제거하는 단계, 그리고 감광성 수지가 제거된 부분에 금속을 형성하는 단계를 포함하여 구성되어 있다.
이하, 본 발명에 의하여 금속구조물을 제조하는 방법은 다음과 같다.
먼저, 금속기판(100) 위에 감광성 수지(200)를 형성한다. 이 때, 감광성 수지(200)는 포지티브 감광성 수지(200)로 이루어지며, 10 내지 20 마이크로 미터(㎛) 정도의 두께로 형성된다.
그리고, 도 4a에 도시된 것과 같이 별도의 공정에 의해 형성된 감광성 유리(300)를 감광성 수지(200) 위에 위치시킨다. 이 때, 본 발명에서 사용되는 감광성 유리(300)는 자외선을 투과시키지 못하도록 미리 결정화 공정을 거쳐 제조된 것이다.
그 후, 감광성 유리(300)와 감광성 수지(200)를 소프트 베이킹(soft baking)하여 감광성 수지(200)를 경화시킨다. 그 결과, 금속기판(100)과 감광성 유리(300)가 경화된 감광성 수지(200)에 의해 서로 접합된다. 이 때, 감광성 수지(200)를 소프트 베이킹하는 환경은 섭씨 80 내지 100 도 정도가 적당하나 90 도 정도에서 실시되는 것이 바람직하다.
그 후, 도 4b에 도시된 것과 같이 자외선을 감광성 유리(300)에 조사하여 감광성 수지(200)를 감광시킨다. 이 때, 감광성 유리(300)는 자외선을 투과시키지 못하므로, 감광성 유리(300)에 가려지지 않은 부분의 감광성 수지(200')가 노광된다.
그 후, 도 4c에 도시된 것과 같이 적당한 용제를 이용하여 감광성 수지(200)에서 노광된 부분(200')을 제거한다.
감광성 수지(200)의 일부분이 제거되면, 도 4d에 도시된 것과 같이 감광성 수지(200)의 노광된 부분이 제거된 금속기판(100) 위에 금속구조물(410)을 형성한다. 이 때, 금속기판(100) 위에 금속구조물(410)을 형성하는 방법은 전기도금을 이용하는 것이 바람직하다.
금속구조물(410)이 금속기판(100) 위에 형성되면, 도 4e에 도시된 것과 같이 감광성 유리(300)과 감광성 수지(200)를 산(acid) 또는, 적절한 용제에 의해 제거한다. 또는, 감광성 수지(200)를 용융시킬 수 있을 정도로 가열하여 감광성 유리(300)를 금속기판(100)으로부터 분리해 낸다.
이 때, 금속구조물(410)과 금속기판(100) 사이의 밀착력을 향상시키기 위하여 도금된 금속구조물(410)과 금속기판(100) 사이의 경계면을 고열에서 접합시키는 것도 가능하다. 그리고, 본 발명에 의한 금속구조물(410) 형성방법은 금속구조물(410)의 높이를 일정하게 형성하기 위하여 금속구조물(410)의 꼭대기 부분을 연마하는 공정이 추가될 수도 있다.
본 발명에 의한 금속구조물의 형성방법은 종래의 방법에 비하여 마이크로머시닝(micro-macining) 등에 이용되는 금속구조물의 제조단가를 낮출 수 있고, 제조공정을 단축시킬 수 있다. 특히, 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽과 같은 구조물을 형성할 때에, 금형을 종래보다 더 정밀하게 형성할 수 있는 효과가 있다.
Claims (5)
- 기판 위에 감광성 수지를 형성하는 단계,상기 감광성 수지 위에 소정의 형상으로 패터닝된 감광성 유리를 접합하는 단계,상기 감광성 유리가 접합된 감광성 수지에 자외선을 조사하여 상기 감광성 유리의 패턴으로 상기 감광성 수지를 노광하는 단계,노광된 상기 감광성 수지를 제거하는 단계, 그리고상기 기판의 상기 감광성 수지가 제거된 부분에 금속 패턴을 형성하는 단계를 포함하여 구성된 금속구조물의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 감광성 수지는 포지티브 감광성 수지인 것을 특징으로 하는 금속구조물의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 감광성 유리를 접합하는 단계는 상기 감광성 수지를 섭씨 80 내지 100 도 내외에서 소프트베이킹하여 경화시키는 것을 특징으로 하는 금속구조물의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 감광성 유리는 자외선이 투과되지 않도록 상기 결정화된 것을 특징으로 하는 금속구조물의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 금속구조물을 상기 금속패턴을 형성하는 단계는 전기도금을 이용하는 것을 특징으로 하는 금속구조물의 제조방법.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7098121B2 (en) | 2002-03-14 | 2006-08-29 | Seiko Epson Corporation | Method of forming a film of predetermined pattern on a surface as well as device manufactured by employing the same, and method of manufacturing device |
| KR100940537B1 (ko) * | 2008-07-11 | 2010-02-11 | (주)대동아이텍 | 금속 패턴 형성 방법 |
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1999
- 1999-06-22 KR KR1019990023572A patent/KR20010003324A/ko not_active Application Discontinuation
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| US7098121B2 (en) | 2002-03-14 | 2006-08-29 | Seiko Epson Corporation | Method of forming a film of predetermined pattern on a surface as well as device manufactured by employing the same, and method of manufacturing device |
| KR100940537B1 (ko) * | 2008-07-11 | 2010-02-11 | (주)대동아이텍 | 금속 패턴 형성 방법 |
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