KR20050092270A - Filter screen and its fabrication method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미세 입자를 필터링하는 것이 가능하며 부식을 방지하는 미세 필터부재 및 상기 필터부재를 높은 생산성으로 제조하는 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a fine filter member capable of filtering fine particles and preventing corrosion and a manufacturing method of manufacturing the filter member with high productivity.

본 발명에 따른 필터부재의 제조방법은 전주용 금속기판 상에 절연층을 형성하는 절연층 형성단계(S110);와 포토리소그라피 공정에 의해 패턴을 형성하는 패턴형성단계(S120);와 상기 패턴이 형성된 기판위에 전기도금에 의하여 니켈을 도금하는 니켈도금단계(S130);와 상기 니켈이 도금된 기판 상에 구리를 도금하는 구리도금단계(S140);와 상기 금속기판 및 절연층을 제거하는 제거단계(S150);를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for manufacturing a filter member according to the present invention includes an insulating layer forming step (S110) of forming an insulating layer on a metal pole for electroforming; and a pattern forming step (S120) of forming a pattern by a photolithography process; and the pattern A nickel plating step (S130) of plating nickel on the substrate by electroplating; and a copper plating step (S140) of plating copper on the nickel-plated substrate; and a removing step of removing the metal substrate and the insulating layer. (S150); characterized in that it comprises a.

Description

필터부재 및 그 제조방법{Filter Screen and its Fabrication Method} Filter member and its manufacturing method {Filter Screen and its Fabrication Method}

본 발명은 전주공정(electroforming)을 이용하여 제조되는 임의의 필터스크린 형상을 갖는 필터부재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전주용 기판상에 니켈전기도금을 한 후 구리도금을 하는 방식에 관한 것이다. The present invention relates to a filter member having an arbitrary filter screen shape manufactured by electroforming, and a method of manufacturing the same. More specifically, a method of copper plating after nickel electroplating on a substrate for electroforming. It is about.

일반적으로 필터는 철망, 방충망, 익스텐션망 등과 같은 여러 가지 형태로 제조되어 공기필터, 자동차오일필터, 연료필터 등으로 사용되고 있다.In general, the filter is manufactured in various forms such as wire mesh, insect screen, extension network, and is used as an air filter, automobile oil filter, fuel filter, and the like.

그러나 상기와 같은 종류의 필터부재는 주로 입자의 사이즈가 큰 물체의 여과에 이용이 되며, 미세한 물체의 여과에는 많은 어려움을 지니고 있었다. 따라서 이를 개선하기 위해 정밀도를 높일 수 있는 도 1의 전주공정을 이용하거나 도 2의 포토리소그래피공정을 이용한 방법을 살펴보면 다음과 같다. However, the filter member of the above kind is mainly used for filtration of an object having a large particle size, and has had many difficulties in filtration of a fine object. Therefore, to improve this, the method using the electroforming process of FIG. 1 or the photolithography process of FIG. 2 to increase the precision is as follows.

전주는 도 1과 같이 스테인레스 강, 흑연, 티타늄 등이나 유리상에 스테인레스박막을 형성한 전주용금속기판(110)상에 임의의 패턴(가령 홀 형상)을 지니는 절연층(120)이 형성된 맨드렐(130)상에 전기도금(140)을 한 다음 이것과 맨드렐을 분리시켜 전기도금된 금속구조물(150)을 제조하는 방식을 말한다. 이와 같은 전주도금 방식은 잉크젯헤드의 노즐, 초정밀 금속마스크, 초정밀 금형, 금속필터 등 수 많은 영역에서 이용되고 있다.As shown in FIG. 1, a mandrel having an insulating layer 120 having an arbitrary pattern (for example, a hole shape) is formed on a metal pole 110 for forming a stainless thin film on stainless steel, graphite, titanium, or glass. After the electroplating 140 on 130 and to separate this and the mandrel refers to a method of manufacturing the electroplated metal structure 150. Such electroplating methods are used in many areas such as nozzles of inkjet heads, ultra-precision metal masks, ultra-precision molds, and metal filters.

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 식각함으로써 전주용 맨드렐이 제조된다.In general, the manufacturing method of electric pole mandrel using the photolithography process is a method commonly used when manufacturing nozzles for inkjet heads of Hewlett Packard, and after forming an insulating layer such as silicon oxide on the metal layer, The etched mandrel is manufactured by etching the insulating layer.

도 2에 이와 같은 전주용 맨드렐의 제조방식의 일례를 나타내었다. 금속판이나 절연체상에 금속층이 형성된 기판(210)상에 스퍼터링이나 진공증착등의 박막형성공정에 의해 산화규소와 같은 절연층(220)을 형성시킨 다음 여기에 감광성수지(230)를 도포한 다음 포토마스크(240)를 통하여 자외선(250)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 맨드렐(260)을 완성한다.An example of the manufacturing method of such a pole mandrel is shown in FIG. An insulating layer 220 such as silicon oxide is formed on the substrate 210 on which the metal layer is formed on the metal plate or the insulator by sputtering or vacuum deposition, and then the photosensitive resin 230 is coated thereon. Irradiate ultraviolet light 250 through the mask 240 to develop the lighted area, etch the insulating layer exposed on the developed area, and remove the photosensitive resin remaining on the upper part of the metal layer with a solvent such as acetone. The mandrel 260 having the insulator pattern formed on the layer is completed.

그러나 상기와 같은 전주공정이나 포토리소그래피공정은 공정에 사용되는 금속물질의 저렴화가 요구되는 실정이고, 구리와 같은 저렴한 금속물질을 사용하려면 전주공정상에서 도금과정에 있어 황산 등과 같은 강산에 기판이 침식되지 않아야 하는 방안도 요구되는 실정이다.However, the above-mentioned electroforming process or photolithography process requires the reduction of metal materials used in the process, and in order to use inexpensive metal materials such as copper, the substrate should not be eroded by strong acid such as sulfuric acid in the plating process in the electroforming process. The situation is also required.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 감안하여, 극히 미세한 관통홀을 지니는 필터부재를 제공하고자 하였으며, 필터부재의 저가화, 대량생산성 등의 측면에서 경쟁력있는 제조공법을 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a filter member having an extremely fine through hole, and to provide a competitive manufacturing method in terms of low cost, mass productivity, and the like of the filter member.

아울러 전주공정이나 포토리소그래피공정에서 공정에 사용되는 금속물질의 저렴화를 위해 도금과정에 있어 저렴한 금속물질을 도금하기 전에 황산 등과 같은 강산에 침식되지 않는 금속물질을 먼저 도금하는 원가절감 방법을 제시하는 필터부재 및 그 제조방법을 제공하는 데, 그 목적이 있다. In addition, to reduce the cost of metal materials used in the electroplating process or photolithography process, the filter member suggests a cost reduction method of plating metal materials that are not eroded by strong acids such as sulfuric acid before plating inexpensive metal materials in the plating process. And to provide a method for producing the same, there is a purpose.

상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에서는, 전주용 금속기판 상에 절연층을 형성하는 절연층 형성단계(S110);와 포토리소그라피 공정에 의해 절연층에 패턴을 형성하는 패턴형성단계(S120);와 상기 패턴이 형성된 기판위에 전기도금에 의하여 니켈을 도금하는 니켈도금단계(S130);와 상기 니켈이 도금된 기판 상에 구리를 도금하는 구리도금단계(S140);를 거쳐 필터부재를 제조하는 단계 및 상기 필터부재를 상기 금속기판 및 절연층과 분리해내는 단계(S150);를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터부재의 제조방법이 제안된다.In order to achieve the above object, in an embodiment of the present invention, an insulating layer forming step (S110) for forming an insulating layer on the electroplating metal substrate; and a pattern forming step of forming a pattern on the insulating layer by a photolithography process And a nickel plating step (S130) of plating nickel on the substrate on which the pattern is formed by electroplating (S130); and a copper plating step (S140) of plating copper on the nickel-plated substrate (S140). And a step (S150) of separating the filter member from the metal substrate and the insulating layer.

또한 본 발명에서, 상기 절연층은 산화규소(SiO2)의 산화물 혹은 포토레지스트의 고분자화합물로 구성되며 0.5-5um의 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the insulating layer is composed of an oxide of silicon oxide (SiO 2 ) or a high molecular compound of the photoresist and has a thickness of 0.5-5um.

또한 상기 니켈도금단계에서의 니켈은 0.1-2um 두께를 가지며 상기 구리도금단계에서의 구리의 두께는 1-100um이며 도금된 구리는 필터홀의 하부로 테이퍼지게 형성되는 것을 특징으로 하는 필터부재의 제조방법이 제안된다.In addition, the nickel in the nickel plating step has a thickness of 0.1-2um, the thickness of the copper in the copper plating step is 1-100um and the plated copper is formed in a tapered to the lower portion of the filter hole manufacturing method of the filter member This is proposed.

또한 상기 필터부재에는 전기도금이나 혹은 무전해도금의 공정을 이용하여 니켈 혹은 금 혹은 은 중의 어느 하나가 구리층상에 도포되는 것을 특징으로 하는 필터부재의 제조방법이 제안된다.In addition, the filter member is proposed a method for producing a filter member, characterized in that any one of nickel, gold or silver is applied on the copper layer by using a process of electroplating or electroless plating.

한편, 본 발명에서는 상기 제조방법에 의해 제조되는 필터부재가 제안된다.On the other hand, in the present invention, a filter member manufactured by the above production method is proposed.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 구체 예에 대하여 하기와 같이 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명을 구현하는 하나의 예를 단계별로 도시한 것이며, 도 4는 본 발명의 필터부재의 제조방법에 의해 제조된 필터부재를 위에서 본 상태를 나타낸 참고도로서 도3은 도4의 A부분의 단면도에 해당한다.Figures 3a to 3d shows one example of implementing the present invention step by step, Figure 4 is a reference view showing a state seen from above the filter member manufactured by the method for manufacturing a filter member of the present invention Figure 3 Corresponds to a cross-sectional view of portion A of FIG.

도 5에서는 본 발명에 따른 전지캔을 제조하는 방법을 단계적으로 도식화한 것이다.Figure 5 is a schematic diagram illustrating a method for manufacturing a battery can according to the present invention.

본 발명에 따른 필터부재(20)의 제조방법에서 먼저 절연층 형성단계(S110)는 도 3a에서 보는 바와 같이 전주용 금속기판 상에 절연층(11)을 형성하는 단계로서, 스테인레스강, 흑연, 티타늄 등이나 유리상에 스테인레스박막을 형성시킨 전주용기판(10)에 산화규소(SiO2)의 산화물 혹은 포토레지스트의 고분자화합물을 코팅법에 의하여 0.5-5um 두께로 얇게 도포하여 절연층(11)이 형성된다.In the manufacturing method of the filter member 20 according to the present invention, first, the insulating layer forming step (S110) is a step of forming the insulating layer 11 on a metal pole for electroforming as shown in FIG. 3A. The insulating layer 11 is formed by applying a thin film of an oxide of silicon oxide (SiO 2 ) or a polymer compound of photoresist to a thickness of 0.5-5 um by a coating method on a stainless steel thin film formed on a titanium film or glass. Is formed.

다음 패턴형성단계(S120)는 도 3b에서 보는 바와 같이 포토리소그라피 공정에 의해 패턴(12)을 형성하는 단계로서, 도포한 절연층(11)상에 마스크를 위치시키고 노광한 후 현상하여 불필요한 부분을 제거하여 기판에 일정한 패턴(12)을 형성한다.Next, the pattern forming step S120 is a step of forming the pattern 12 by a photolithography process as shown in FIG. 3B. The mask 12 is placed on the coated insulating layer 11, exposed, and developed to remove unnecessary portions. To form a constant pattern 12 on the substrate.

다음 니켈도금단계(S130)는 도 3c에서 보는 바와 같이 패턴(12)이 형성된 기판위에 전기주조에 의하여 니켈을 도금하는 단계로서, 패턴(12)을 형성한 후 패턴(12)이 형성된 전주용기판(10)을 전해액에 넣고 전류를 흘려주면 도금물질이 성장하게 되며, 사용하고자 하는 크기만큼 0.1-2㎛ 두께의 니켈도금물질이 성장하면 도금을 중지한다. 니켈 대신에 널리 이용되고 있는 니켈과 코발트, 니켈과 철 등의 니켈합금을 형성할 수도 있다.Next, the nickel plating step (S130) is a step of plating nickel by electroforming on the substrate on which the pattern 12 is formed as shown in FIG. 3C. After forming the pattern 12, the electroplating substrate having the pattern 12 formed thereon. The plating material grows when (10) is put in the electrolyte and the current flows. When the nickel plating material with a thickness of 0.1-2 μm grows, the plating is stopped. Instead of nickel, nickel alloys such as nickel and cobalt, nickel and iron, which are widely used, may be formed.

여기서 전기주조(鑄造)는 전기도금에 의한 금속제품의 제조 또는 복제법으로 마스터 모델에 전기도금을 하여 모델의 형상 표면의 요철을 반전하는 것을 말한다.Here, electroforming refers to the inversion of irregularities on the shape surface of the model by electroplating the master model by the manufacturing or duplication of metal products by electroplating.

다음 구리도금단계(S140)는 도 3d에서 보는 바와 같이 니켈이 도금된 기판 상에 구리를 도금하는 단계로서, 전주용기판(10)을 전해액에 넣고 전류를 흘려주면 도금물질이 성장하게 되며, 사용하고자 하는 크기만큼 1-100㎛ 두께의 구리도금물질이 성장하면 도금을 중지한다. 도금된 구리는 유체의 흐름을 원활히 하도록 필터홀(23) 주위가 상광하협하게 형성시킨다.The next copper plating step (S140) is a step of plating copper on a nickel-plated substrate as shown in FIG. 3d. The plating material is grown when the electroplating substrate 10 is placed in an electrolyte and a current is passed. When the copper plating material of 1-100㎛ thickness grows as much as desired, the plating is stopped. The plated copper is formed around the filter hole 23 so as to smoothly flow the fluid.

다음 분리단계(S150)는 도 3e에서 보는 바와 같이 금속기판 및 절연층(11)을 필터부재와 분리해내는 단계로서 금속기판 및 절연층(11)으로 부터 니켈전기도금 및 구리전기도금으로 형성된 필터부재(20)를 분리해내는 공정으로 일반적으로 기계적으로 분리해낸다.Next, the separating step S150 is a step of separating the metal substrate and the insulating layer 11 from the filter member as shown in FIG. 3E. The filter is formed of nickel electroplating and copper electroplating from the metal substrate and the insulating layer 11. In the process of removing the member 20, it is generally mechanically separated.

또한 필터부재(20)는 전기도금이나 혹은 무전해도금의 공정을 이용하여 니켈 혹은 금 혹은 은 중의 어느 하나가 구리층(22)상에 도포할 수 있다.In addition, the filter member 20 may be coated on the copper layer 22 by either nickel, gold, or silver using an electroplating or electroless plating process.

니켈하지층을 형성하는 것은 일반적으로 황산구리욕을 이용하여 도금을 하는 경우 강산인 황산을 이용함에 따라 전주용기판을 침식시킬 우려가 있어 이를 방지하기 위해 니켈층을 구리층보다 먼저 형성시킨다. 또한 구리 재질은 니켈 재질에 비해 저가이므로 필터부재의 저렴화를 위해서도 바람직하다.Generally, the nickel base layer is formed by using copper sulfate bath, so that the main substrate may be eroded by using sulfuric acid, which is a strong acid, so that the nickel layer is formed before the copper layer. In addition, since copper is inexpensive compared to nickel, it is also preferable to reduce the cost of the filter member.

한편, 상기와 같은 제조방법으로 제조된 필터부재(20)는 상부에 하광상협 형상의 구리층(22)이 형성되고, 상기 구리층(22)의 하부에는 니켈층(21)이 일체형성되며, 상기 구리층(22) 상부에는 다수개의 필터홀(23)이 불규칙적으로 상광하협 형상이 되도록 관통형성된다. On the other hand, the filter member 20 manufactured by the manufacturing method as described above is formed with a copper layer 22 having a lower light-negotiation shape on the upper side, the nickel layer 21 is integrally formed on the lower portion of the copper layer 22 In addition, a plurality of filter holes 23 are formed through the copper layer 22 so as to have an irregular light beam narrow shape.

본 발명의 단순한 변형, 특히 니켈도금이나 구리도금 재질의 단순한 변형 또는 추가는 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게 명백한 것이며 이러한 변경이나 변형은 첨부된 특허 청구의 범위에 의하여 제한된다.Simple modifications of the present invention, in particular simple modifications or additions of nickel plated or copper plated materials, will be apparent to those skilled in the art to which the invention pertains and such changes or modifications are limited by the appended claims.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 필터부재는 스테인레스 메쉬나 펀칭이나 식각공정 등의 방식에 의해 제조되는 금속필터 부재에 비해 극 미세한 관통홀을 형성하는 것이 가능할 뿐 만 아니라 값싼 구리를 주원료로 하므로 필터부재의 저가화를 이룰 수 있는 효과를 지니고 있다.As described above, the filter member according to the present invention is not only capable of forming a very fine through-hole as compared to a metal filter member manufactured by a stainless mesh or a punching or etching process, but also using a cheaper copper as a main material. It has the effect of achieving a lower price.

도 1은 종래의 전기주조공정을 도시한 것이고,1 shows a conventional electroforming process,

도 2는 종래의 포토리소그래피공정을 도시한 것이고,2 illustrates a conventional photolithography process,

도 3a는 본 발명에 따른 전주용기판에 절연층이 형성된 단계를 도시한 것이고,Figure 3a shows the step of forming an insulating layer on the electroplating substrate according to the present invention,

도 3b는 본 발명에 따른 포토리소그래피공정에 의해 패턴이 형성된 단계를 도시한 것이고,3B illustrates a step in which a pattern is formed by a photolithography process according to the present invention,

도 3c는 본 발명에 따른 전기도금에 의해 니켈층이 형성된 단계를 도시한 것이고,3c illustrates a step in which a nickel layer is formed by electroplating according to the present invention.

도 3d는 본 발명에 따른 전기도금에 의해 구리층이 형성된 단계를 도시한 것이고,Figure 3d shows the step of forming a copper layer by electroplating according to the present invention,

도 3e는 본 발명에 따라 패턴과 전주용기판을 제거하여 니켈층과 구리층으로 구성된 필터부재의 단면을 간략히 도시한 것이고,Figure 3e is a simplified illustration of the cross section of the filter member consisting of a nickel layer and a copper layer by removing the pattern and the electroplating substrate according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 필터부재를 위에서 본 상태를 나타낸 참고도로서 도3은 도4의 A부분의 단면도에 해당하며,4 is a reference view showing a state of the filter member according to the present invention from above, and FIG. 3 corresponds to a cross-sectional view of portion A of FIG.

도 5는 본 발명에 따른 전지캔의 제조방법을 도식화한 것이다.5 is a diagram illustrating a method of manufacturing a battery can according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

10 : 전주용기판11 : 절연층10: electric pole substrate 11: insulation layer

12 : 패턴 20 : 필터부재12 pattern 20 filter element

21 : 니켈층 22 : 구리층21 nickel layer 22 copper layer

23 : 필터홀 23: filter hole

Claims (5)

금속기판 상에 절연층(11)을 형성하는 절연층 형성단계(S110);An insulating layer forming step of forming an insulating layer 11 on the metal substrate (S110); 포토리소그라피 공정에 의해 절연층(11)에 패턴(12)을 형성하는 패턴형성단계(S120);와 상기 패턴(12)이 형성된 기판위에 전기도금에 의하여 니켈을 도금하는 니켈도금단계(S130);와 상기 니켈이 도금된 기판 상에 구리를 도금하는 구리도금단계(S140);와 상기 필터부재를 상기 금속기판 및 절연층(11)으로 부터 분리해내는 단계(S150);를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터부재의 제조방법.A pattern forming step (S120) of forming a pattern 12 on the insulating layer 11 by a photolithography process; and a nickel plating step (S130) of plating nickel on the substrate on which the pattern 12 is formed by electroplating; And a copper plating step of plating copper on the nickel plated substrate (S140); and separating the filter member from the metal substrate and the insulating layer 11 (S150). Method for producing a filter member. 청구항1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 절연층(11)은 산화규소(SiO2)의 산화물 혹은 포토레지스트의 고분자화합물로 구성되며 0.5-5㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 필터부재의 제조방법.The insulating layer (11) is made of a silicon oxide (SiO 2 ) oxide or a photoresist of a high molecular compound of the manufacturing method of the filter member, characterized in that the thickness of 0.5-5㎛. 청구항2에 있어서, The method according to claim 2, 상기 니켈도금단계에서의 니켈은 0.1-2㎛ 두께를 가지며 상기 구리도금단계에서의 구리의 두께는 1-100㎛이며 도금된 구리는 필터홀(23)의 하부로 테이퍼지게 형성되는 것을 특징으로 하는 필터부재의 제조방법.Nickel in the nickel plating step has a thickness of 0.1-2㎛, copper thickness in the copper plating step is 1-100㎛ and the plated copper is characterized in that the tapered to the lower portion of the filter hole (23) Method for producing a filter member. 청구항1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 필터부재(20)에는 전기도금이나 혹은 무전해도금의 공정을 이용하여 니켈 혹은 금 혹은 은 중의 어느 하나가 구리층(22)상에 도포되는 공정이 추가되는 것을 특징으로 하는 필터부재의 제조방법.The filter member 20 is a method for manufacturing a filter member, characterized in that the process of applying any one of nickel, gold or silver is applied on the copper layer 22 by using an electroplating or electroless plating process. . 청구항1 내지 청구항4의 어느 한 항에 따른 필터부재(20)의 제조방법에 의해 제조되는 필터부재.The filter member manufactured by the manufacturing method of the filter member 20 in any one of Claims 1-4.
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