KR20060066228A - 전주가공물의 균일성장 현상을 이용한 정밀치수의전주가공물을 제작하는 방법과 그 방법에 의한 전주가공물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전주가공물의 균일성장 현상을 이용한 정밀치수의 전주가공물을 제작하는 방법과 그 방법에 의하여 제작되는 전주가공물에 대한 것으로서, 전도체인 기초전극베이스와 상기 기초전극베이스에 비전도체인 기초절연부로 구성되는 기초마스타를 구성하되, 상기 기초절연부는 타겟폭보다 큰 사이즈로 설정되는 것을 특징으로 하는 기초마스타를 제조하는 공정과; 상기 기초마스타에 전주가공을 실시하여, 상기 기초전극베이스의 표면부에 석출금속층을 형성하는 공정과; 상기 석출금속층의 수평성장을 통하여 상기 기초절연부의 노출되어진 상부 표면을 점차적으로 줄여나가는 공정과; 상기 기초절연부의 노출되어진 표면폭이 타겟폭(b)으로 줄어 들게 되었을때 전주가공을 즉시 중지하는 공정;을 통하여 제1차전주가공물을 구성하도록 하는 것을 특징으로 하며, 기초마스타에서 전주가공되어지는 전주가공물의 수직 및 수평성장 상태를 제어함으로서 원하는 타겟폭이 형성되어진 초정밀한 목적물을 제작하는 것으로서, 그 조절 팩타는 전주가공시간과 전주욕조 환경, 전류의 크기, 교반의 환경 등의 모든 팩타들을 사용하여 총체적으로 조절할 수 있다.

기초전극베이스, 기초절연부, 제1차전주가공물, 제2차전주가공물, 타겟폭

Description

전주가공물의 균일성장 현상을 이용한 정밀치수의 전주가공물을 제작하는 방법과 그 방법에 의한 전주가공물{The Method of Manufacturing Precise Electro-formed Material}

도 1은 전도체인 기초전극베이스에 원하는 크기의 기초절연부를 형성한 기초마스타에 대한 설명도이다.

도 2는 전주가공물의 균일성장 현상을 이용하여 정밀치수의 제1차전주가공물을 제작하는 방법의 설명도이다.

도 3는 전주가공물의 균일성장 현상을 이용하여 정밀치수의 제2차전주가공물을 제작하는 방법의 설명도이다.

도 4는 전도체인 기초전극베이스에 함몰형 기초절연부를 형성시킨 실시예이다.

<도시된 도면의 부호에 대한 간단한 설명>

1; 기초전극베이스 2; 기초절연부

3; 석출금속층 4; 제1차전주가공물

5; 제2차전주가공물 6; 돌출부

7; 함몰부

본 발명은 초정밀한 치수관리가 필요로 되어지는 전주가공물을 제작하는 제작방법과 그 방법에 의하여 제작된 전주가공물에 대한 것이다.

초정밀한 형태의 전주가공물은 금속으로 구성이 되며, 이러한 물품은 금속 미세패턴으로서 반도체와 전자 장치등에 흔히 사용이 되어진다.

금속 미세패턴은 전류가 흐르는 회로로 사용될 뿐만 아니라 다양한 형태와 용도로 사용이 되어질 수가 있다. 예를 들면 금속 필터로 사용이 되기도 하며, 전자기파를 차폐시키는 전자기파 차폐장치 등으로 사용이 될 수가 있다. 이와같이 금속미세패턴은 영상장치의 디스플레이 부품으로 그 사용 용도는 점차 증가되어 지고 있다.

이러한 금속패턴은 산업이 발달할 수록 더욱 미세한 극미세패턴으로 발전하여 간다. 또한 극미세패턴일수록 더욱 정밀한 치수 관리가 요구되어진다.

본 발명은 이러한 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 만들 수 있도록 할 수가 있다.

종래에는 미세패턴을 형성하기 위하여서는 주로 에칭법을 이용하여 왔다. 종래의 에칭법은 금속박막에 감광재를 도포하며, 그 후 필름에 의하여 상기 감광재에 감광부를 형성하고, 그 후 에칭용액에 침지하여 에칭가공법을 통하여 미세 금속패턴을 형성하였다.

일반적으로 크기가 수십 미크론 이상의 미세패턴에 대하여서는 종래의 에칭 방법에 의해서도 손쉽게 가공을 할 수가 있었다. 그러나 미세패턴에서 금속부와 금속부 사이의 간격이 수 미크론의 크기로 관리되어야만 하는 경우에는 종래의 에칭법에는 한계를 가진다.

종래의 에칭법에 의한 미세 금속패턴의 제작은 금속의 부식에 의한 방법을 채택함으로 인하여 그 정밀도의 한계를 가질 수 밖에 없었다.

그 이유는 에칭을 하게 되면 가공이 되어지는 소재는 수직부식뿐만 아니라 측면부식도 동시에 당하게 된다. 이로 인하여 에칭가공법은 가공을 할 수가 있는 폭의 한계를 분명히 가지게 된다.

또 다른 형태의 미세패턴을 제작하는 종래기술로서 전주마스타에 의한 미세패턴을 구성하는 것이 있다. 그러나 종래의 전주마스타의 전극부를 수미크론에 불과한 크기로 또한 대형면적으로 만드는데 있어서 명확한 한계치를 가질 수 밖에 없었다. 따라서 종래의 전주마스타에 의한 극미세패턴 역시 한계를 가질 수 밖에 없었다.

그러나 본 발명은 전주가공물을 수미크론의 크기로도 제작할 수가 있게 하는 기술을 제공하므로서, 본 발명을 이용하여 수미크론의 전극부를 가지는 전주마스타를 극히 용이하게 제작할 수가 있게 한다.

본 발명은 타겟폭이 초정밀한 크기를 구성을 할 수가 있을 뿐만 아니라 가공물의 크기를 대형화 시킬 수가 있는 큰 특징이 있다.

종래의 일반적인 전주가공물은 절연부와 전극부로 구성이 되어진 전주마스타에 전주가공을 실시하여 얻을 수가 있다. 전주마스타의 전극부의 폭은 타겟폭으로 구성이 되어진다.

그러나 종래의 전극부의 폭이 타겟폭으로 구성된 전주마스타를 사용하여 전주가공을 실시할 경우에, 그 타겟폭이 미세한 경우에는 극심한 한계성이 노출이 되어진다. 즉 타겟폭이 수미크론에 불과한 전주가공물을 얻기 위하여 전극부를 어떻게 가공하느냐의 것이다.

좁은 면적에 대하여서는 경우에 따라서는 그러한 전극부는 제작이 된다 하더라도, 넓은 면적에 걸쳐서 그러한 전극부를 만드는 것은 불가능한 일이었고, 또 비용과 효율면뿐만 아니라 제작 기술에서 해결하기가 어려운 문제였다.

본 발명에서는 상기의 종래의 가공법이 가지는 문제점들을 해결하기 위하여, 초정밀한 치수제어가 가능한 전주가공물을 제작하는 방법을 개시한다. 본 발명을 통하여 수미크론의 크기의 소망하는 치수와 형태를 가지는 제1차전주가공물 또는 제2차전주가공물을 제작할 수가 있게 한다.

본 발명은 전주가공물의 수직 및 수평성장에 이용하여 초정밀한 전주가공물을 제작하는 것에 특징이 있으며, 전주가공물의 수직성장은 제1차전주가공물의 두께를 결정하며, 전주가공물의 수평성장은 제1차전주가공물 공간부의 간격폭의 크기를 결정한다.

본 발명에서는 본 발명의 기초마스타에 형성된 기초절연부의 크기와 형상, 전주욕조 내의 용해금속 상태, 전주욕조 상태, 전주가공 시간, 전류의 세기, 교반 의 상태 등을 적절히 정밀하게 제어함에 의하여 전주가공물의 크기제어를 수미크론의 크기까지 극히 용이하게 할 수가 있는 특징이 있다.

본 발명은 전주가공물의 균일성장 현상을 이용하여 정밀 치수의 전주가공물을 제작하는 방법과 그 방법에 의하여 제작이 되는 전주가공물에 대한 것이다.

본 발명은 전주가공물의 균일성장 현상을 이용하여 정밀치수의 전주가공물의 제작을 가능하게 한다.

본 발명에서 전주가공물의 균일성장 현상이란 전도체인 기초전극베이스에 기초절연부가 형성된 기초마스타에 전주가공을 실시할 때, 균일한 환경, 균일한 치수의 환경에서는 전주가공물이 정확히 그리고 균일한 상태로 성장을 하는 현상을 의미한다.

이것은 기초마스타에 구성이 되어진 기초절연부의 크기와 형상과 상태, 기초전극베이스의 상태, 전주욕조 내의 상태, 전류의 균일공급 상태, 균일 교반상태 등 모든 상태가 이상적으로 구비되었을 경우에 대한 것임은 물론이다.

본 발명은 전주가공물의 균일성장 현상을 이용하여 정밀 치수의 전주가공물을 제작하는 방법에 있어서, 전도체인 기초전극베이스와 상기 기초전극베이스에 비전도체인 기초절연부로 구성되는 기초마스타를 구성하되, 상기 기초절연부는 타겟폭보다 큰 사이즈로 설정되는 것을 특징으로 하는 기초마스타를 제조하는 공정과; 상기 기초마스타에 전주가공을 실시하여, 상기 기초전극베이스의 표면부에 석출금 속층을 형성하는 공정과; 상기 석출금속층의 수평성장을 통하여 상기 기초절연부의 노출되어진 상부 표면을 점차적으로 줄여나가는 공정과; 상기 기초절연부의 노출되어진 표면폭이 타겟폭(b)으로 줄어 들게 되었을때 전주가공을 즉시 중지하는 공정;을 통하여 제1차전주가공물을 구성하도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기의 타겟폭을 형성한 제1차전주가공물에 이형재를 도포한 후, 재차 상기 제1차전주가공물 위에 전주가공을 실시하여 제2차전주가공물을 전주가공하는 공정과; 상기 전주가공 되어진 제2차전주가공물을 상기 제1차전주가공물로부터 탈형시키는 공정;을 통하여 돌출부와 함몰부가 형성된 제2차전주가공물을 제작하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기의 제2차전주가공물는 상기 제1차전주가공물과 이종의 금속으로 구성을 할 수도 있다. 또한 상기의 이형재를 도포하기 직전에 기초절연부의 노출된 표면과 제1차전주가공물의 표면에 전도성 물질을 극히 얇게 도포하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 이의 예로서 금속을 진공증착하는 것을 들 수가 있다.

본 발명에 있어서 기초절연부는 다양한 형태로 제작이 가능하다. 그 실시예로서 전류가 통하는 기초전극베이스에 감광재를 도포한 후, 상기 감광재를 필름을 통하여 원하는 패턴이 형성된 노광부를 구성하여 실현시킬 수도 있으며, 또는 기초전극베이스에 절연물질을 도포하고 그 절연물질을 기계가공 또는 이온 빔 또는 레이저 등을 통하여 가공하여 기초절연부를 구성할 수도 있다.

물론 기초절연부의 폭은 타겟폭보다 큰 사이즈로 설정을 하되, 상기 타겟폭의 사이즈는 모든 환경과 가공조건을 정밀히 계산하여 설정이 되어진다.

본 발명에서의 기초절연부는 가공하고자 하는 결과물인 정밀 전주가공(본 발명에서는 이를 금속재의 미세패턴으로 표현하기도 함)의 형상에 의하여 결정이 되어진다.

즉 금속 미세패턴과 비례하는 형상으로 구성이 되며 그 크기는 타겟폭을 고려하여 정확한 설계로 그려져야만 한다.

기초절연부의 형상 또는 미세패턴의 형상은 통상적으로 가로줄 또는 세로줄의 패턴인 것이 많으며, 경우에 따라서는 가로줄 및 세로줄로 구성되는 격자형 패턴인 것이 또한 많다.

본 발명에서 사용이 되어지는 기초절연부의 형상 역시 가로줄 또는 세로줄의 패턴인 것이 많으며, 경우에 따라서는 가로줄 및 세로줄로 구성되는 격자형 패턴인 것이 또한 많다. 그러나 다양한 형태의 형상으로 구성될 수가 있음은 물론이다.

이하에서는 첨부도면을 바탕으로 상세히 설명한다.

도 1은 전도체인 기초전극베이스 상에 원하는 형태와 크기로 구성된 기초절연부가 형성된 기초마스타에 대한 설명도이다.

전기적 도체인 평판(1)에 폭이 a, 피치가 p인 기초절연부(2)를 구성한 기초 마스타의 단면도를 표시한 것이다. 기초절연부는 전주가공물의 타겟폭을 감안하여 적정 크기로 설계되어진다. 물론 기초절연부의 폭은 타겟폭보다 큰 사이즈로 설정을 하되, 상기 타겟폭의 사이즈는 모든 환경과 가공조건을 정밀히 계산하여 설정이 되어진다.

기초절연부는 목표로 하는 전주가공물(금속 미세패턴)의 형태와 비례하는 형태로 구성이 된다. 기초절연부는 가로선 또는 세로선의 형태로 또는 가로선과 세로선이 동시에 구성된 격자형태로 구성이 될 수가 있으며, 그 뿐 아니라 기초절연부는 다양한 형태의 곡선 패턴으로 구성이 가능함은 물론이다.

이러한 기초절연부(2)는 다양한 방법으로 제작이 된다. 기초전극베이스(1) 상에 감광재를 사용하여 감광층을 형성하며, 상기 감광층에 노광을 하여 구성이 되어진 노광층으로 기초절연부를 구성을 할 수도 있으며, 또다른 방법으로는 기초전극베이스(1)에 절연층을 형성한 후, 상기 절연층을 레이저 또는 기계가공 등에 의하여 가공하여 기초절연부를 구성할 수도 있다.

도 2는 전주가공물의 균일성장 현상을 이용하여 정밀치수의 제1차전주가공물을 제작하는 방법의 설명도이다. 제1차전주가공물을 구성하기 위하여서는 본 발명의 기초마스타에 전주가공을 시작한다. 전주가공의 초기시간에는 기초전극베이스 상에 기초절연부(2)가 존재하지 않는 노출된 표면부분에만 전주가공 욕조의 용해되어져 있는 용해금속이 석출하기 시작한다.

상기 용해금속은 곧 석출금속층(3)으로 형성이 된다. 이때, 상기 기초전극베이스의 기초절연부를 제외한 모든 표면에서는 전주금속층이 구성이 된다.

상기 구성되어지는 석출금속층(3)의 두께는 점차 증가하게 되는데, 상기 석출금속층의 두께가 상기 기초절연부(2)의 높이만큼 성장하기 이전에는 상기 기초절연부(2)의 상부에는 용해금속이 석출되어지지 않는다. 따라서 이경우에는 석출금속층은 수직방향으로 성장하는 수직성장만 하게 된다.

전주가공이 계속 진행이 되어져, 상기 석출금속층(3)의 두께가 상기 기초절 연부(2)의 높이만큼 되면, 상기 석출금속층은 수직성장 뿐만아니라 수평방향으로 성장하는 수평성장도 함께 시작하게 된다.

이러한 수평성장에 의하여 석출금속층은 상기 기초절연부의 상부를 덮어 들어가기 시작하게 된다. 이때 수평성장은 기초절연부의 가장자리부터 침투하기 시작하여 상기 기초절연부의 중앙을 향하여 점차적으로 침투해 들어가는 형상을 하게 된다.

이러한 수평성장은 전주환경이 균일한 상태에서는, 정확히 균일한 모습으로 성장을 하게 되며, 균일한 형태로 석출금속층이 기초절연부를 침투하여 들어 가게 된다.

석출금속층의 수직성장은 석출금속층의 높이를 증가시키게 되다. 석출금속층의 수평성장은 형성되고 있는 전주가공물의 금속폭을 점차 넓게 만든다. 전주가공물의 금속폭이 점차 넓어진다는 것은 기초절연부의 노출부가 점차 작아진다는 것을 의미하며, 또한 이것은 형성되고 있는 전주가공물의 금속부와 금속부 사이의 공간 간격이 점차 줄어든다는 것을 의미한다.

본 발명에서는 타겟폭과 타겟두께란 용어를 다음과 같이 정의한다.

전주가공을 통한 가공 결과물인 전주가공물(또는 금속 미세패턴)의 금속부와 금속부의 사이 공간 간격에 있어서, 그 공간간격이 가공하고자 하는 목표수치와 동일한 공간간격을 타겟폭이라 한다. 또한 이때의, 전주가공물의 두께를 타겟두께라 정의한다.

또한 본 발명에서는 기초절연부의 상부표면에서 석출금속층이 수평성장 할 때, 상기 수평성장 되는 전주가공물의 금속부와 금속부의 사이 공간 간격이 타겟폭으로 된 전주가공물을 제1차전주가공물(4)로 정의한다.

또한 본 발명에서는 제1차전주가공물에 이형층을 형성한 뒤 재차 전주가공을 실시하여 형성한 전주가공물을 제2차전주가공물로 정의한다.

전주가공에 있어서, 전주욕조 내의 용해금속의 균질성과, 전류밀도의 균질성과, 교반의 균질성 등 전주가공의 모든 균질성이 확보되어진 상태에서는 전주가공물은 대단히 일정한 속도로 또한 일정한 비율로 균질하게 성장을 하게 되는데, 본 발명은 전주가공의 이러한 성질을 이용한 것이다.

기초마스타 위에서 전주가공이 점차 진행이 되어짐에 따라서 노출되어진 기초절연부의 폭은 점차적으로 줄어들게 된다. 그리고 기초절연부의 폭이 줄어 들다가 마침내 타겟폭(b)의 크기까지 줄어 들게 되었을 때, 즉 전주가공물의 금속부와 금속부의 사이 공간 간격폭이 타겟폭(b)이 되었을 때, 즉시 전주가공을 즉시 멈춘다.

이상의 과정 즉 전도체인 기초전극베이스 위에 기초절연부가 형성된 기초마스타를 형성하고, 상기의 기초마스타에 전주가공을 실시하여 전주가공물을 수평성장 및 수직성장을 시키며, 상기 수평성장의 결과로 상기 전주가공물이 타겟폭이 되었을 때 전주가공을 중단하여 제1차전주가공물을 만든다. 상기 제1차전주가공물을 상기 기초마스타로부터 탈형시키게 되면 정확한 수치를 가지는 정밀한 전주가공물(금속 미세패턴)을 얻을 수가 있게 되는 것이다.

도 3는 전주가공물의 균일성장 현상을 이용하여 정밀치수의 제2차전주가공물 을 제작하는 방법의 설명도이다.

기초마스타에서 제1차전주가공물이 형성이 된 이후에, 일단 전주가공을 중지한 후, 이형재에 침지하여 이형층을 형성시킨다. 즉 제1차전주가공물의 표면과 기초절연부의 노출 표면위에 이형층을 형성시킨다. 상기 이형층을 형성시킨 후, 재차 전주가공을 실시한다.

본 발명에서는 제1차전주가공물에 이형층을 형성한 뒤 재차 전주가공을 실시하여 형성한 전주가공물을 제2차전주가공물로 정의한다.

상기 제2차전주가공물을 형성하는 금속은 제1차전주가공물의 금속과 다르게 형성을 할 수도 있다. 즉 이종의 금속으로 전주가공을 할 수도 있다.

예를 들어, 제1차전주가공물은 구리로 하고, 제2차전주가공물는 니켈 또는 니켈합금 등으로 할 수가 있다. 전주가공은 전주욕조에 담긴 용해금속의 종류에 따라 전주가공되어지는 금속이 결정이 되어진다.

만약 제작목표가 제2차전주가공물이며, 제작되어진 제2차전주가공물을 금형으로 사용하고자 하는 경우에는 제2차전주가공물은 강한 금속을 택한다. 이때 제2차전주가공물의 형성초기에는 경도가 큰 금속으로 하고, 형성후기에는 무른 금속을 택하여 전주가공을 실시함으로써, 제2차전주가공물이 금형으로서의 깨어지기 쉬운 형상을 방지할 뿐만 아니라 금형의 표면경도를 강화시킬 수가 있다.

제1차전주가공물을 타겟폭(b)까지 성장시키고 난 이후에 다시 전해욕조를 바꾸어서 제2차전주가공물을 얻는 것은 용이한 일이다.

제2차전주가공물(5)은 제1차전주가공물(4)의 모든 표면과 기초절연부의 모든 표면을 커버할 정도 이상으로 두께를 성장을 시키는 것이 바람직하다.

제2차전주가공물을 형성할 때, 부도체인 기초절연부(2)의 표면에까지 밀착하여 제2차전주가공물(5)이 잘 구성이 될 수가 있도록 하기 위하여서, 비전도체인 상기 기초절연부의 상부에 도전성을 부여하여 전주가공이 잘 되도록 하기 위한 목적으로 금속을 얇게 진공증착을 실시할 수도 있다.

제2차전주가공물(5)이 필요한 두께만큼 성장이 되었을 때, 제2차전주가공물(5)의 전주가공을 중단한다. 그리고 상기 제2차전주가공물을 제1차전주가공물 및 기초절연부로부터 탈형을 시킨다.

이와 같이 탈형이 되어진 제2차전주가공물(5)에는 함몰부(7)가 형성이 되어 있다. 또한 함몰부와 함몰부 사이에는 돌출부(6)가 구성이 되어진다.

본 발명에서는 제2차전주가공물의 함몰부와 함몰부 사이의 돌출되어진 면을 돌출부라 정의한다. 돌출부(6)의 폭은 타겟폭(b)이 된다.

돌출부의 표면에서부터 측정한 깊이를 함몰깊이(d)라 정의한다.

상기의 함몰깊이(d)와 함몰부의 폭은 제1차전주가공물의 형태에 의하여 결정이 되어지게 됨은 물론이다.

도 4는 전도체인 기초전극베이스 위에 원하는 크기의 기초절연부를 형성시키되 상기 기초절연부를 함몰시킨 형태로 구성한 것의 실시예이다.

기초전극베이스에 형성이 되어지는 기초절연부는 기초전극베이스의 표면보다 돌출되게 구성이 될수도 있지만, 기초절연부(2)의 표면과 기초전극베이스(1)의 표면이 동일 평면상에 존재하게 구성을 할 수도 있다. 즉 기초전극베이스의 기초절연 부가 형성되어지게 될 위치에, 에칭 또는 레이저 가공을 통하여 홈을 형성한 후, 상기 홈에 절연재를 충진시켜 기초절연부를 형성을 할 수도 있는 것이다.

이 경우에는 기초마스타의 초기 전주가공 때부터 석출금속층은 수직성장과 동시에 수평성장을 시작하게 된다. 그 결과 제1차전주가공물의 하부표면은 평평한 평면으로 얻을 수가 있게 되는 특징이 있다.

본 발명을 이용한 전주가공물과 종래의 일반적인 전주가공에 의하여 제작이 되어진 전주가공물을 비교하여 볼 때, 양자는 그 가공 공정상 큰 차이점을 가진다. 그 공정상의 차이점의 결과로 본 발명을 이용하여 제작한 전주가공물은 타겟폭이 초정밀한 크기를 구성을 할 수가 있을 뿐만 아니라 가공물의 크기를 대형화시킬 수가 있는 큰 특징이 있다.

종래의 일반적인 전주가공물은 절연부와 전극부로 구성이 되어진 전주마스타에 전주가공을 실시하여 얻을 수가 있다.

종래의 전주마스타의 전극부의 폭이 타겟폭으로 구성이 되어진다.

그러나 종래의 전극부의 폭이 타겟폭으로 구성된 전주마스타를 사용하여 전주가공을 실시할 경우에, 그 타겟폭이 미세한 경우에는 전주마스타를 구성하는 데 극심한 한계를 가져왔다.

즉 타겟폭이 수미크론에 불과한 경우에, 가장 심각한 문제점은 수미크론에 불과한 타겟폭을 가지는 전주가공물을 얻기 위하여 전극부를 어떻게 가공하느냐의 것이다. 경우에 따라서는 좁은 면적의 걸친 절연부와 전극부는 제작이 된다 하더라도, 넓은 면적에 걸쳐서 절연부와 전극부를 정밀하게 만들어야 한다면 그것은 불가 능한 일이었다. 즉 그것은 비용과 효율면뿐만 아니라 제작 기술에서 해결하기가 어려운 문제였다.

본 발명은 기초절연부를 타겟폭으로 설정하지 않고, 타겟폭보다 일정비율 크게 설정이 되어진다. 본 발명에서는 기초절연부의 크기를 타겟폭보다 일정비율 크게 형성을 한 이후, 전주가공물의 수평성장현상을 이용하여 타겟폭을 얻는 기술이다. 즉 본 발명에서는 전주가공에 필요한 모든 요소들을 정밀하게 분석하고 계산하여 기초절연부를 타겟폭보다 일정비율 크게 설계한다.

본 발명과 같이 석출금속층의 수평성장을 제어하는 방법을 통하여 타겟폭을 만들어 나가게 되면, 타겟폭이 아무리 미세하며 작다고 할지라도 제작이 가능하다.

본 발명은 이들을 실험을 통하여 정립한 것이다. 그 결과 제2차전주가공물의 돌출부의 폭을 1미크론 또는 2미크론 단위까지도 가공이 가능하였다.

실제적인 본 발명의 실험치는 대략 다음과 같다. 기초전주베이스는 동판으로 제작하였으며, 상기 동판에 감광재를 도포하였다. 그 후 상기 감광재에 그래픽을 한 필름을 통하여 노광시키어 노광부를 형성하여 그 폭이 50미크론이 기초절연부를 제작하였다.

타겟폭은 2미크론으로 설정하였다.

그리고 기초절연부의 피치는 300미크론의 크기로 제작을 하였다.

그 후, 구리 전주 욕조에서 3 볼트의 전압을 가하여 시간은 95분, 96분, 97분, 98분, 99분, 100분, 101분, 102분, 103분, 104분, 105분 동안 각각의 전주가공을 통하여 여러 형태의 시간대로 전주가공을 실시하였다.

구리로 형성이 되어지는 제1차전주가공물은 시간이 105분이 경과하였을 때, 전주가공물의 금속폭은 288미크론으로 성장을 하였다. 이 경우 타겟폭인 2미크론의 전주가공물을 얻을 수가 있었다.

그 후, 타겟폭이 2미크론이 된 구리로 형성이 되어진 제1차전주가공물에 이형재를 도포한 후, 니켈 전주욕조에서 15시간 동안 다시 전주가공을 실시하여 제2차전주가공물를 구성하였다.

이 과정을 통하여 돌출부의 폭이 2미크론이고 함몰부의 폭이 288미크론의 제2차전주가공물를 제작하였다.

본 발명은 이러한 정교한 크기의 전주가공물을 대면적에 걸쳐서 큰 사이즈로 제작을 할 수가 있다는 큰 장점이 있다.

일반적인 초정밀 가공은 나노사이즈까지 가공자체는 가능하다. 그러나 효율적이고 경제적으로 대면적의 제품을 가공한다는 것을 불가능한 일이었다.

이러한 점에서 본 발명은 대단히 획기적인 발명이라 하겠다.

본 발명을 통하여 제작이 되어지는 제1차전주가공물 또는 제2차전주가공물은 그 정밀도와 수치에 있어서 극도로 미세화시킬 수가 있는 점에 큰 특징이 있다. 또한 본 발명은 종래의 에칭법이나 종래의 전주가공에서 얻을 수가 없었던 대면적의 극미세패턴을 경제적으로 가공을 할 수가 있는 큰 특징이 있다.

본 발명에서 제1차전주가공물은 기초마스타로부터 탈형시키어 금속 미세패턴으로 사용을 할 수가 있다. 금속 미세패턴이란 금속으로 이루어지는 것으로서 다양한 형태의 문양을 가지는 것으로 정의한다.

금속 미세패턴은 가로줄 또는 세로줄의 패턴으로 구성이 될 수가 있으며, 또한 가로줄 및 세로줄로 구성되는 격자형 패턴으로 구성이 될 수가 있다. 또한 미세패턴은 다양한 형태의 곡선에 의하여 특정한 형상으로 구성이 될수가 있는데, 이들 형상은 모두 필름 또는 그래픽에 의하여 임의 형상으로 제작이 가능함은 물론이다. 제1차전주가공물을 본 발명의 기초마스타에서 탈형하여 사용할 수가 있음은 물론이다.

본 발명은 전주가공물에 있어서 그 크기를 수미크론까지 정밀하게 제어하여 제작을 할 수가 있는 큰 특징이 있다.

종래의 에칭기술이나 종래의 전주가공방법으로 이와 같이 정밀한 형태의 금속 미세패턴을 대형 사이즈에 대하여 구현하기가 여간 어려운 것이 아니다.

조그만 사이즈의 마스타는 비용을 들인다면 정밀한 제작이 가능하나, 대면적에 대하여 균일하고 초정밀한 전주가공물을 제작한다는 것은 여간 어려운 문제가 아니었다.

그러나 본 발명을 통하여 이러한 것을 해결할 수가 있게 되었다.

즉, 본 발명은 전주가공물의 크기가 대형이며, 금속패턴의 폭 및 피치가 극미세한 금속 극미세패턴을 용이하게 생산을 할 수가 있게 한다.

Claims (11)

1. 전주가공물의 균일성장 현상을 이용하여 정밀치수의 전주가공물을 제작하는 방법에 있어서, 전도체인 기초전극베이스와 상기 기초전극베이스에 비전도체인 기초절연부로 구성되는 기초마스타를 구성하되, 상기 기초절연부는 타겟폭보다 큰 사이즈로 설정되는 것을 특징으로 하는 기초마스타를 제조하는 공정과; 상기 기초마스타에 전주가공을 실시하여, 상기 기초전극베이스의 표면부에 석출금속층을 형성하는 공정과; 상기 석출금속층의 수평성장을 통하여 상기 기초절연부의 노출되어진 상부 표면을 점차적으로 줄여나가는 공정과; 상기 기초절연부의 노출되어진 표면폭이 타겟폭(b)으로 줄어 들게 되었을때 전주가공을 즉시 중지하는 공정;을 통하여 제1차전주가공물을 구성하도록 하는 것을 특징으로 하는 전주가공물의 균일성장 현상을 이용한 정밀치수의 전주가공물을 제작하는 방법.
2. 제 1 항의 제1차전주가공물을 구성한 후, 상기 제1차전주가공물에 이형재를 도포하고 재차 상기 제1차전주가공물 위에 전주가공을 실시하여 제2차전주가공물을 전주가공하는 공정과; 상기 전주가공 되어진 제2차전주가공물을 상기 제1차전주가공물로부터 탈형시키는 공정;을 통하여 돌출부와 함몰부가 형성된 제2차전주가공물을 제작하는 것을 특징으로 하는 전주가공물의 균일성장 현상을 이용한 정밀치수의 전주가공물을 제작하는 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 제2차전주가공물은 상기 제1차전주가공물과 이종의 금속으로 구성이 되는 것을 특징으로 하는 전주가공물의 균일성장 현상을 이용한 정밀치수의 전주가공물을 제작하는 방법.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 이형재를 도포하기 직전에 기초절연부의 노출된 표면과 제1차전주가공물의 표면에 금속을 진공증착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전주가공물의 균일성장 현상을 이용한 정밀치수의 전주가공물을 제작하는 방법.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 기초절연부는 기초전극베이스에 감광재를 도포한 후, 감광재를 노광시키는 노광공정을 통하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전주가공물의 균일성장 현상을 이용한 정밀 치수의 전주가공물을 제작하는 방법.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 기초절연부는 기초전극베이스에 절연물질을 도포한 후 기계가공 또는 레이저 가공을 통하여 구성하는 것을 특징으로 하는 전주가공물의 균일성장 현상을 이용한 정밀치수의 전주가공물을 제작하는 방법.
7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 기초절연부는 가로줄 또는 세로줄의 패턴인 것을 특징으로 하는 전주가공물의 균일성장 현상을 이용한 정밀치수의 전주가 공물을 제작하는 방법.
8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 기초절연부는 가로줄 및 세로줄로 구성되는 격자형 패턴인 것을 특징으로 하는 전주가공물의 균일성장 현상을 이용한 정밀치수의 전주가공물을 제작하는 방법.
9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 전도체인 기초전극베이스에 기초절연부가 돌출된 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 전주가공물의 균일성장 현상을 이용한 정밀치수의 전주가공물을 제작하는 방법.
10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 전도체인 기초전극베이스에 기초절연부가 함몰되게 구성되며, 기초절연부의 표면과 기초전극베이스의 표면이 동일 평면으로 구성된 것을 특징으로 하는 전주가공물의 균일성장 현상을 이용한 정밀치수의 전주가공물을 제작하는 방법.
11. 제 1항에서 제 10항의 어느 한 항의 전주가공물의 균일성장 현상을 이용한 정밀치수의 전주가공물을 제작하는 방법에 의하여 제작된 것을 특징으로 하는 전주가공물.

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