KR20020087328A - 전주 구조물 제조를 위한 맨드렐의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평판상이나 원통형의 도체상에서 전기도금을 하여 특정 패턴을 지니는 전주구조물을 제작할 때, 이에 요구되는 맨드렐의 제조를 위한 것이다. 더욱 상세하게는 스테인레스나 크로뮴 등의 도체상에 절연체 패턴을 형성하는 방식에 관한 것이다. 즉 평판이나 원통형의 도체상에 레이저를 조사시킬 때 레이저가 조사된 부분만 국부적으로 가열되는 현상을 이용하여 금속을 산화시켜 절연체 패턴을 원통형의 도체상에 형성하거나 금속화합물의 분해생성물로 산화물 패턴을 금속상에 형성시켜 전주용 맨드렐을 제조한다. 그리고 여기에 전기도금을 하여 금속 부에만 도금구조물이 성장하게 한 다음 이를 분리하여 금속구조물만을 이용할 수 있도록 한 것이다.

Description

전주 구조물 제조를 위한 맨드렐의 제조방법{The fabrication of mandrel for electroforming}

본 발명은 임의의 패턴을 지니는 전주구조물을 제조하기 위한 전주(electroforming)용 맨드렐(mandrel)을 제조하는 방식에 관한 것으로 더욱 상세하게는 금속층상에 특정 패턴을 지니는 절연층을 형성하는 방식에 관한 것이다.

전주는 도 1과 같이 금속층(1-1)상에 임의의 패턴을 지니는 절연층(1-2)이 형성된 맨드렐(1-3)상에 전기도금(1-4)을 한 다음 이것과 맨드렐을 분리시켜 전기도금된 금속구조물(1-5)을 제조하는 방식을 말한다. 이와 같은 전주도금 방식은 잉크젯헤드의 노즐, 초정밀 금속 마스크, 초정밀 금형, 금속필터등 수 많은 영역에서 이용되고 있다.

일반적으로 포토리소그라피 공정을 이용한 전주용 맨드렐의 제조방식은 휴렛패커드의 잉크젯 헤드용 노즐을 제조할 때 주로 이용되는 방식과 같이 금속층상에 산화규소등과 같은 절연층을 형성한 후 포토리소그라피공정에 의해 절연층을 식각하여 제조한다.

도 2에 이와 같은 전주용 맨드렐의 제조방식의 일례를 나타내었다. 금속판이나 절연체상에 금속층이 형성된 기판(2-1)상에 스퍼터링이나 진공증착등의 박막형성공정에 의해 산화규소와 같은 절연층(2-2)을 형성시킨 다음 여기에 감광성수지(2-3)를 도포한 다음 포토마스크(2-4)를 통하여 자외선(2-5)을 조사시켜 빛을 받은 부위를 현상해내고 현상된 부위에 표출되는 절연층을 식각한 다음 금속층 상부에 잔류한 감광성수지를 아세톤 등의 용제에 의해 제거해내어 금속층상에 절연체 패턴이 형성된 맨드렐을 완성한다.

그러나 이와 같은 방식에 의한 전주용 맨드렐의 제조 방식은 공정수가 많고 소요되는 장비가 많은 단점을 지니고 있다. 뿐만 아니라 스크린 롤러 등과 같은 환형의 전주구조물을 제조할 때나 동박의 제조 공정과 같은 연속적으로 전주구조물을 제조하기 위한 원통형의 전주용 맨드렐을 제조할 때 노광의 어려운 문제점을 지니고 있다.

전주도금 방식은 미국 일본 등의 선진업체에서 거의 독점하다시피 하여 이용되고 있는 금속구조물 제조 방식으로 그 응용성은 점점 확대되고 있다. 본 발명에서는 이와 같은 전주도금 방식에 있어 필수적인 전주용 맨드렐을 보다 간단한 공정으로 제조할 수 있는 전주용 맨드렐의 제조 방법을 제공하고자 하였다.

도 1은 기존의 전주 도금 공정을 나타내는 도면

도 2는 기존의 전주도금용 맨드렐의 제조 일례

도 3은 본 발명에서의 맨드렐 제조 방식

본 발명은 레이저를 금속에 조사시킬 때 레이져가 조사된 부위를 국부적으로 가열 또는 산화시킬 수 있는 현상을 이용하여 전주용 맨드렐을 제조하고자 하였다.

즉 도 3과 같이 전주를 하기 위한 금속층(3-1) 상에 레이저(3-2)를 조사시키면 레이저가 조사된 부위(3-3)에 국부적으로 고에너지가 가해 진다. 이것을 이용하여 레이저가 조사된 부위만 선택적으로 산화층의 두께를 증가시켜 금속층상에 절연체 패턴을 형성한다. 레이저의 조사는 대기중에서도 가능하고 레이저가 조사되지 않는 부위의 산화를 막기 위한 냉각의 효과와 레이져 조사부의 산화성을 국부적으로 증대시키기 위해 산이나 알카리 등의 수용액 내에서 실시하는 것도 가능하다. 레이저를 이용하여 맨드렐을 제조하는 또 다른 제조방식의 일례로는 기상화학증착법의 원리를 이용하여 금속 화합물 가스를 흘러 보내면서 레이져가 조사되는 부위에 금속화합물의 분해 및 이에 수반하는 금속산화물의 증착방식을 이용하는 것이 있다. 기판으로는 도금 후의 분리를 용이하게 하기 위하여 스테인레스를 이용하거나 유리나 실리콘 등의 기판상에 스테인레스박막이나 크로뮴박막을 진공증착이나 스퍼터링 등의 박막공정에 의해 형성된 것을 이용할 수 있다.

이와 같이 하여 맨드렐을 제조하는 경우 맨드렐을 제조하기 위한 공정의 수가 비약적으로 감소하며 포토리소그라피 공정에서 일반적으로 이용되는 자외선 조사기로는 패턴형성이 어려운 원통형이나 임의의 형상을 지니는 금속상에 패턴을 형성하는 것이 가능하다. 그리고 절연층 형성을 위한 박막 형성 장비나 포토리소그라피 공정에 수반되는 현상장치, 에칭장치 등이 필요없는 장점을 지니고 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에서와 전주용 맨드렐은 금속층상에 레이저를 조사하는 것만으로 절연체 패턴을 형성하는 것과 다양한 형상의 금속상에 절연체를 형성하는 것이 가능하며, 점점 응용성이 확대되고 있는 전주에 대한 활용도를 높이는 것이 가능한 효과를 지니고 있다.

Claims (4)

1. 금속으로 이루어지는 판이나 원통상에 레이저를 조사시켜 레이저가 조사된 부분만 국부적으로 산화시켜 금속 상에 절연체 패턴을 형성하는 전주용 맨드렐의 제조방법
2. 제 1항에 있어 금속의 재료가 스테인레스이거나 크로뮴인 것을 특징으로 하는 전주용 맨드렐의 제조방법
3. 제 1항에 있어 레이저를 조사할 때 대기 중이나 수용액내에서 조사시켜 금속을 부분적으로 산화시키는 전주용 맨드렐의 제조방법
4. 금속으로 이루어진 판이나 원통 상에 금속화합물을 가스상태로 흘러 보내면서 레이저를 조사시켜, 조사된 부위에 국부적으로 산화물을 증착시켜 절연체 패턴을 형성하는 전주용 맨드렐의 제조방법