KR20080087389A - 스크린 인쇄 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

플라즈마 세정 단계를 포함하는 스크린 인쇄 방법이 개시된다. 본 발명은 금속 메쉬(7) 상에 감광성 물질(9)을 도포하여 소정의 패턴을 형성한 후 금속 메쉬(7)를 전사 기판(1)에 대고 스퀴지(11)를 이용하여 금속 메쉬(7)로부터 전사물(10)을 토출시켜 전사 기판(1) 상에 패턴을 전사하는 스크린 인쇄 방법으로서, 전사 기판(1) 상에 패턴을 전사하기 전에 전사 기판(1)을 플라즈마 처리하는 단계, 금속 메쉬(7) 상에 감광성 물질(9)을 도포하기 전에 금속 메쉬(7)의 와이어를 플라즈마 처리하는 단계, 금속 메쉬(7) 상에 패턴이 형성된 후에 금속 메쉬(7)의 와이어를 플라즈마 처리하는 단계 중 적어도 하나의 단계를 포함한다. 이로써 본 발명에 따르면 인쇄 회로 기판의 회로 패턴 제조시 고정세의 패턴을 제조할 수 있다.

스크린 인쇄, 플라즈마 처리, 대기압 플라즈마

Description

스크린 인쇄 방법 및 장치{A Screen Printing Method and Apparatus}

도 1은 종래의 사진 식각 방식에 따른 패턴 형성 방법을 나타내는 도면.

도 2는 종래의 스크린 인쇄 방식에 따른 패턴 형성 방법을 나타내는 도면.

도 3은 종래의 스크린 인쇄 방식에 따른 패턴 형성 방법을 나타내는 도면.

도 4는 종래의 스크린 인쇄 방식에서 사용되는 마스크의 일 예를 나타내는 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 스크린 인쇄 장치의 구성을 나타내는 블록도.

도 6a는 본 발명에 따른 제1 플라즈마의 처리부의 사용 상태를 나타내는 도면.

도 6b는 본 발명의 따른 제2 플라즈마 처리부의 사용 상태를 나타내는 도면.

도 7은 본 발명에 따른 스크린 인쇄 과정을 나타내는 도면.

도 8은 유제 도포 전에 금속 메쉬의 플라즈마 세정 처리 여부에 따라 전사된 패턴의 상태를 비교한 도면.

도 9는 패턴이 형성된 후에 금속 메쉬의 플라즈마 세정 처리 여부에 따라 마스크의 상태를 비교한 도면.

도 10은 전사 기판의 플라즈마 세정 처리 여부에 따라 전사된 패턴의 상태를 비교한 도면.

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

100: 스크린 인쇄 장치

200: 기판 로딩부

300: 제1 플라즈마 처리부(기판 플라즈마 처리부)

400: 스크린 인쇄부

500: 기판 언로딩부

600: 전사물 공급부

700: 제2 플라즈마 처리부(마스크 플라즈마 처리부)

본 발명은 스크린 인쇄에 관한 것으로서, 특히 전자 기기에서 사용되는 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board; PCB)에 스크린 인쇄에 의해 회로 패턴 인쇄시 회로 패턴의 인쇄 정밀도를 향상시키기 위한 스크린 인쇄 방법 및 장치에 관한 것이다.

인쇄 회로 기판이란 절연체 위에 전기 전도성이 양호한 도체 물질(예를 들어, 구리)을 형성하여 만든 전자 부품의 일종으로서 능동소자, 수동소자, 영상소자 등이 그 기능을 정상적으로 수행할 수 있도록 상호 연결하거나 지지하는 역할을 한다.

인쇄 회로 기판은 강성 기판, 연성 기판(Flexible PCB; FPCB), 특수 기판으 로 분류된다. 이 중에서 특히 FPCB는 전자 기기가 소형화, 다기능화되는 추세에 대응하기 위하여 기존의 인쇄 회로 기판의 약점을 극복하기 위한 전자 부품으로 주목 받고 있다.

인쇄 회로 기판에 도전성 물질로 이루어지는 회로 패턴을 형성하는 방법으로는 사진 식각(photolithography) 방식이 사용되어 왔다.

사진 식각 방식이란 사진 기술과 같이 빛이 닿으면 화학적 성질이 변하는 감광제(예를 들어, 포토 레지스트)를 이용하여 소정의 패턴을 전사하는 기술이다. 사진 식각 방식은 사진 제판, 텔레비전의 새도우 마스크의 제조에 쓰이며, 특히 반도체 집적 회로의 제조에 있어서 없어서는 안 되는 큰 역할을 하고 있다.

도 1은 종래의 사진 식각 방식에 따라 인쇄 회로 기판에 패턴을 형성하는 방법을 나타내는 도면이다.

우선, 기판(1) 표면에 도전층(2)을 형성하고, 도전층(2)의 표면에는 감광성 물질인 포토 레지스트(3)를 전체적으로 도포한다[도 1의 (a)].

이후, 포토 레지스트(3)가 도포된 기판(1) 상에 소정의 패턴이 형성되어 있는 마스크(4)를 정렬시킨 후 광을 조사한다. 마스크(4)로 조사된 광선은 마스크(4)에 형성되어 있는 패턴의 개방된 부분을 통해 기판(1)의 포토 레지스트(3)에 조사된다[도 1의 (b)].

이후, 포토 레지스트(3)를 현상하면 포토 레지스트(3)에서 광이 조사된 부분이 제거되어 포토 레지스트(3) 상으로 마스크(4)의 패턴이 전사된다[도 1의(c)]. 현상시 포토 레지스트가 양성이면 광이 조사된 부분이 제거되고, 음성이면 조사되 지 않은 부분이 제거된다. 도 1은 양성의 포토 레지스트를 사용하는 경우를 나타내고 있다.

이후, 포토 레지스트(3)의 현상된 부분을 통해 노출된 도전층(2)을 식각하고[도 1의 (d)], 포토 레지스트(3)를 스트립 하면[도 1의 (e)], 최종적으로 기판(1) 상에 회로 패턴이 형성된다[도 1의 (f)].

그러나, 사진 식각 방식은 여러 종류의 고가 공정 장비를 필요로 하여 초기 설비 투자의 부담이 매우 크며 과다한 설치 공간을 필요로 할 뿐 아니라, 관리해야 할 공정 변수가 지나치게 복잡하고 유해한 화학 약품의 소모량이 많아 환경적으로도 불리하다는 단점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 스크린 인쇄 방식이 개발되었다.

스크린 인쇄 방식은 개구부(즉, 소정의 패턴)가 형성된 마스크를 전사물이 도포될 기판에 정렬하여 접촉시킨 후 스퀴지(squeezee)를 이용하여 전사물을 개구부로부터 토출시키는 방법이다.

스크린 인쇄 방식에 의한 회로 패턴 형성에는 크게 직접 인쇄 방식(도 2)과 간접 인쇄 방식(도 3)의 접근 방법이 있다.

도 2는 종래의 직접 인쇄 방식에 따른 회로 패턴 형성 과정을 나타내는 도면이다.

직접 스크린 인쇄 방식은 도전성 페이스트를 스크린 인쇄하여 기판 상에 직접 회로 패턴을 형성하는 방법이다. 즉, 도 2에 도시한 바와 같이, 기판(1) 상에 마스크의 개구부를 통하여 도전성 페이스트를 스크린 인쇄하여 회로 패턴(2)을 전 사한 후[도 2의(a)], 소결(sintering) 공정으로 바인더를 제거하면[도 2의(b)], 최종적으로 기판(1) 상에 회로 패턴(2)이 형성된다[도 2의 (c)].

도 4는 스크린 인쇄 방식에서 통상적으로 사용되는 마스크(5)의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 마스크(5)는 나무와 같은 틀(6)에 금속 와이어가 가로와 세로로 교차하여 형성된 금속 메쉬(7)가 설치되어 있는 구성이다. 금속 메쉬(7) 상에는 회로 패턴에 대응하는 개구부(미도시)가 형성되어 있다. 여기서 개구부는 금속 메쉬(7) 상에 감광성 물질인 유제를 도포한 후 노광, 현상, 건조 과정을 거치는 통상적인 사진 식각 방식을 이용하여 형성된다.

도 3은 종래의 간접 스크린 인쇄 방식에 따른 회로 패턴 형성 과정을 나타내는 도면이다.

간접 스크린 인쇄 방식은 도전층 상에 식각 레지스트를 스크린 인쇄한 후 도전층을 식각하여 회로 패턴을 형성하는 방법이다. 즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 기판(1) 상에 도전층(2)을 형성하고 그 위에 마스크의 개구부를 통하여 식각 레지스트(3)를 스크린 인쇄하고[도 3의(a)], 그 후 소결 공정으로 바인더를 제거하고[도 3의(b)], 그 후 도전층(3)을 식각하고[도 3의 (c)], 그 후 식각 레지스트(3)를 스트립 하면[도 3의 (d)], 최종적으로 기판(1) 상에 회로 패턴(2)이 형성된다[도 3의 (e)].

이와 같은 스크린 인쇄 방식은 사진 식각 방식에 비하여 공정이 대폭적으로 단순해지며 초기 투자비가 저렴함은 물론이거니와 고려해야되는 공정 변수가 현저히 줄어들어 제품의 수율 및 신뢰성이 크게 향상될 수 있다는 장점이 있다.

그러나, 상기와 같은 스크린 인쇄 방식은 고정세(fine) 회로 패턴을 형성하기에는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 스크린 인쇄용 마스크의 관점에서, 금속 메쉬 상에 도포된 유제가 균일하지 못하거나, 도포된 유제의 접착성이 떨어지거나, 현상된 유제가 완전하게 제거되지 못하는(즉, 유제의 잔사 발생) 등의 이유로 인하여 고정세의 균일한 회로 패턴을 형성할 수 없다는 문제점이 있다.

둘째, 스크린 인쇄용 기판의 관점에서, 기판의 표면이 이물질 때문에 청결하지 못하여 회로 패턴의 형상이 균일하지 못하거나 회로 패턴의 접착성이 떨어지는 등의 이유로 인하여 고정세의 균일한 회로 패턴을 형성할 수 없다는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 고정세의 회로 패턴을 제조할 수 있는 스크린 인쇄 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 인쇄 회로 기판에 있어서 균일성과 접착성이 우수한 회로 패턴을 제조할 수 있는 스크린 인쇄 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 공정이 간단하고 제조 단가가 저렴하여 인쇄 회로 기판의 양산화에 적용할 수 있는 스크린 인쇄 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 금속 메쉬 상에 감광성 물질을 도포하여 소정의 패턴을 형성한 후 상기 금속 메쉬를 전사 기판에 대고 스퀴지(squeezee)를 이용하여 상기 금속 메쉬로부터 전사물을 토출시켜 상기 전사 기판 상에 상기 패턴을 전사하는 스크린 인쇄 방법으로서, 상기 전사 기판 상에 상기 패턴을 전사하기 전에 상기 전사 기판을 플라즈마 처리하는 단계, 상기 금속 메쉬 상에 상기 감광성 물질을 도포하기 전에 상기 금속 메쉬의 와이어를 플라즈마 처리하는 단계 중 적어도 하나의 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 스크린 인쇄 방법은 상기 금속 메쉬 상에 상기 패턴이 형성된 후에 상기 금속 메쉬의 와이어에 대해서도 플라즈마 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 플라즈마 처리에 의해 상기 전사 기판 또는 상기 금속 메쉬의 와이어가 세정될 수 있다.

상기 플라즈마는 대기압 플라즈마일 수 있다.

상기 플라즈마는 진공 플라즈마일 수 있다.

상기 플라즈마 발생시 기본 가스로 제1 가스를 보조가스로 제2 가스를 사용하며, 상기 제1 가스는 N₂이고 상기 제2 가스는 SF₆, CF₄, O₂, Ar, NH₃, NF₃ 중 적어도 하나일 수 있다.

그리고, 본 발명은 금속 메쉬 상에 감광성 물질을 도포하여 소정의 패턴을 형성한 후 상기 금속 메쉬를 전사 기판에 대고 스퀴지(squeezee)를 이용하여 상기 금속 메쉬로부터 전사물을 토출시켜 상기 전사 기판 상에 상기 패턴을 전사하는 스크린 인쇄 장치로서, 상기 전사 기판 상에 상기 패턴을 전사하기 전에 상기 전사 기판을 플라즈마 처리하는 제1 플라즈마 처리 수단, 상기 금속 메쉬 상에 상기 감광성 물질을 도포하기 전에 상기 금속 메쉬의 와이어를 플라즈마 처리하는 제2 플라즈마 처리 수단 중 적어도 하나의 수단을 포함한다.

상기 제2 플라즈마 처리 수단은 상기 금속 메쉬 상에 상기 패턴이 형성된 후에 상기 금속 메쉬의 와이어에 대해서도 플라즈마 처리할 수 있다.

상기 플라즈마 처리 수단에 의해 상기 전사 기판 또는 상기 금속 메쉬의 와이어가 세정될 수 있다.

상기 플라즈마 처리 수단은 대기압 플라즈마를 사용할 수 있다.

상기 플라즈마 처리 수단은 진공 플라즈마를 사용할 수 있다.

상기 플라즈마 발생시 기본 가스로 제1 가스를 보조가스로 제2 가스를 사용하며, 상기 제1 가스는 N₂이고 상기 제2 가스는 SF₆, CF₄, O₂, Ar, NH₃, NF₃ 중 적어도 하나일 수 있다.

먼저, 본 발명자는 상술한 바와 같은 종래의 스크린 인쇄 방식에 따른 문제점이 마스크의 금속 메쉬를 구성하는 금속 와이어 및 인쇄 회로 기판의 표면 특성과 밀접한 관계가 있다는 점을 발견하고 본 발명에 이르게 되었다.

다시 말하여, 금속 와이어 및 인쇄 회로 기판의 표면 특성을 적절하게 제어 할 수 있다면, 금속 메쉬에 대한 유제의 젖음성, 균일성 및 접착성 향상, 금속 메쉬에 대한 전사물(도전성 페이스트 또는 식각 레지스트)의 젖음성 및 토출성 향상, 인쇄 회로 기판에 대한 전사물의 젖음성 및 접착성 향상 등을 도모할 수 있으므로, 이로부터 궁극적으로 고정세의 균일한 회로 패턴을 얻을 수 있다는 점에 착안하여 본 발명에 이르게 된 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명에 따른 스크린 인쇄장치(100)의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.

도시한 바와 같이 스크린 인쇄장치(100)는 기판 로딩부(200), 제1 플라즈마 처리부(300), 스크린 인쇄부(400), 기판 언로딩부(500), 전사물 공급부(600) 및 제2 플라즈마 처리부(700) 등으로 구성된다. 기판 로딩부(200), 스크린 인쇄부(400), 기판 언로딩부(500) 및 전사물 공급부(600)는 종래의 스크린 인쇄장치와 크게 다를 바 없으므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

본 발명에 따른 스크린 인쇄장치(100)는 제1(300) 및 제2 플라즈마 처리부(700)를 포함하는 것을 특징적 구성으로 한다. 보다 구체적으로 제1 플라즈마 처리 부(300)는 인쇄 회로 기판의 표면을 플라즈마 처리하는 수단이며, 제2 플라즈마 처리부(700)는 금속 메쉬를 이루는 금속 와이어의 표면을 플라즈마 처리하는 수단이다.

제2 플라즈마 처리부(700)는 마스크를 플라즈마 처리하는 수단이므로 스크린 인쇄장치(100)에 반드시 포함될 필요는 없다. 즉, 제2 플라즈마 처리부는 제1 플 라즈마 처리부를 포함하는 스크린 인쇄장치와 독립적으로 설치하여 관리할 수도 있으며, 아울러 생산성을 고려하여 한 개의 제2 플라즈마 처리부에 복수개의 제1 플라즈마 처리부를 포함하는 스크린 인쇄 장치를 조합할 수도 있다.

여기서, 플라즈마 처리란 인쇄 회로 기판 및 금속 와이어의 표면을 플라즈마 세척하는 것을 포함하는 개념이다. 이러한 플라즈마 처리에 의하여 인쇄 회로 기판 및 금속 와이어의 표면 특성을 적절하게 제어할 수 있고 이로부터 본 발명 특유의 효과가 도출되게 된다.

본 발명에서는 플라즈마 처리시에 대기압 플라즈마를 사용한다. 대기압 플라즈마(atmospheric pressure plasma)는 기존의 진공 시스템이 필요하지 않으며 대기압에서 반응 챔버 없이 기존의 생산 라인에 직접 적용이 가능하여 연속적인 공정으로 처리가 가능하다. 대기압 플라즈마의 종류는 코로나 방전(corona discharge), 유전체 장벽 방전(dielectric barrier discharge) 및 대기압 글로우 방전(atmospheric pressure glow discharge)이 있다.

유전체 장벽 방전은 고전압 전극과 접지 전극 사이에 유전체를 삽입하고 고전압 전극에 교류 전압을 인가하면 전자들이 두 전극 사이의 전기장 영역에서 가속되어 주입된 가스를 이온화시켜 플라즈마를 발생시키는 기술이다. 이렇게 형성된 플라즈마는 이온, 전자뿐만 아니라 고밀도의 활성화된 라디칼(radical) 등으로 이루어져 있어서 다른 분자와 쉽게 반응하기 때문에 유기 오염물의 세정 및 표면 개질 등의 공정에 유용하게 사용할 수 있다.

도 6에 본 발명에 따른 대기압 플라즈마 처리부의 구성을 나타내었다.

도 6a는 제1 플라즈마 처리부(300)로 인쇄 회로 기판(1)을 플라즈마 처리하는 상태를 나타내는 도면이고, 도 6b는 제2 플라즈마 처리부(700)로 금속 와이어(7)를 플라즈마 처리하는 상태를 나타내는 도면이다.

도시한 바와 같이, 제1 및 제2 플라즈마 처리부(300, 700)는 기본적으로 프레임(17a, 17b)에 의해 형성된 반응 챔버(18a, 18b) 내에 위치되는 플러스 전극(12a, 12b)과 접지 전극(16a, 16b)으로 구성된다.

플러스 전극(12a, 12b)은 고전압(11)이 인가되는 부분으로서, 유전체 장벽 방전(DBD 방전)을 통한 대기압 플라즈마 형성을 위한 세라믹 소재의 유전체(122a, 122b), 실제 고전압이 인가되는 전극(124a, 124b) 및 고전압 인가시에 아크 등을 방지하는 실드(126a, 126b)를 포함한다. 접지 전극(16a, 16b)은 프레임(17a, 17b)의 하부 벽 일부와 일체로 연결된 상태에서 접지(13)와 연결된다.

상기와 같은 전극 구성 상태에서 반응 챔버(18a, 18b)의 내부로 가스 공급 수단(미도시)을 통해 플라즈마 발생용 가스를 공급하고, 플러스 전극(12a, 12b)에는 고전압을 인가하면 플라즈마가 발생하게 된다. 반응 챔버(18a, 18b) 내에서 발생된 플라즈마(19a, 19b)는 프레임(17a, 17b)의 하부에 복수개로 형성되어 있는 홀(162a, 162b)을 통과한 후 인쇄 회로 기판(1) 또는 금속 와이어(7) 상에 도달하여 인쇄 회로 기판(1) 또는 금속 와이어(7)의 표면을 세정한다.

이때, 플라즈마 발생용 가스로 공급되는 가스는 기본가스(제1 가스)로 질소를 사용할 수 있다. 이는 질소가 플라즈마 발생이 용이하고 또한 가격이 저렴하다는 장점이 있기 때문이다. 또한, 플라즈마의 밀도, 플라즈마 처리 효율 등을 고려 하여 경우에 따라 보조가스(제2 가스)로는 N₂, SF₆, CF₄, O₂, Ar, NH₃, NF₃ 등 또는 이들의 조합을 을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 도 6a 및 도 6b에서는 플라즈마 처리물에 해당하는 인쇄 회로 기판 또는 금속 와이어가 플라즈마와 직접 접촉하지 않는 스프레이(spray) 방식에 대해 설명하고 있지만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 플라즈마 처리물이 플라즈마와 직접 접촉하는 다이렉트(direct) 방식을 이용할 수도 있다. 또한, 대기압 플라즈마 대신에 통상적인 진공 플라즈마를 이용하여 인쇄 회로 기판 또는 금속 와이어를 플라즈마 처리하는 것도 가능하다.

상기와 같은 스크린 인쇄 장치를 이용한 본 발명에 따른 스크린 인쇄 방법은 다음과 같다.

먼저, 초음파 세정 등의 방법으로 회로 패턴이 형성될 인쇄 회로 기판(즉, 전사 기판)의 표면에 묻어 있는 유기물, 오일 등의 이물질을 제거하는 것이 바람직하다. 초음파 세정 단계는 필수적으로 거쳐야 하는 단계는 아니지만 초음파 세정 에 의해 전사 기판에 묻어 있는 상당 양의 이물질을 제거할 수 있으며, 이는 향후 진행될 전사 기판의 플라즈마 처리 부담을 어느 정도 줄일 수 있다.

다음으로, 전사 기판(1)은 기판 로딩부(200)에 로딩된다. 기판 로딩 과정은 종래 기술과 큰 차이가 없으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

다음으로, 제1 플라즈마 처리부(300)에서 전사 기판(1)을 플라즈마 세정한다. 즉, 이송 수단(미도시)에 의해 이송되어 제1 플라즈마 처리부(300)의 프레 임(17a) 바로 아래쪽에 전사 기판(1)이 위치하면, 반응 챔버(18a) 내에서 발생된 대기압 플라즈마가 접지 전극(16a)에 형성된 복수개의 플라즈마 홀(162a)을 통해 방출되어 전사 기판(1)에 대한 세정을 수행한다.

한편, 별도의 독립된 과정으로 스크린 인쇄용 마스크(5)가 준비되는데, 본 발명에서 사용되는 마스크의 기본적인 구성은 종래의 마스크와 큰 차이가 없다(도 4 참조). 즉, 마스크(5)는 나무와 같은 틀(6)에 복수개의 금속 재질의 와이어를 가로와 세로로 엇갈리게 설치하여 그물 형상으로 형성된 금속 메쉬(7)를 설치하여 구성된다.

이때, 메쉬의 수(즉, 그물의 크기)와 회로 패턴의 정밀도는 밀접한 관계가 있다. 다시 말하여, 고정세 패턴을 위해서는 메쉬의 수를 높게 해야 하며, 구체적으로는 #500 이상의 고정세 메쉬를 사용하여야 한다. 다만, 메쉬의 수가 높아지면 메쉬의 크기가 작아져 전사물의 토출성이 저하되는 점을 고려해야 한다.

스크린 인쇄용 마스크(5) 제조를 위해서는 금속 메쉬(7) 상에 소정의 패턴을 형성하여야 한다. 여기서 소정의 패턴이란 전사 기판(1)에 스크린 인쇄에 의해 전사될 패턴으로서 궁극적으로 전사 기판(1)에 형성되는 회로 패턴과 실질적으로 동일하다.

금속 메쉬 상에 패턴을 형성하는 방법은 상술한 바와 같은 금속 메쉬 상에 감광성 물질인 유제를 도포한 후 노광, 현상, 건조 과정을 거치는 통상적인 사진 식각 방식을 이용한다. 여기서, 금속 메쉬 상에 유제를 도포하는 개념에는 금속 메쉬 상에 감광성 물질로 이루어진 필름을 붙이는 경우도 포함하는 것이다.

최종적으로 마스크(7) 상에 소정의 패턴이 완성되면 마스크는 유제가 현상되어 금속 메쉬(7)의 와이어가 노출된 부분과 유제가 여전히 도포되어 있는 부분으로 구분된다. 결국, 금속 와이어가 노출된 부분이 마스크의 개구부가 되고 이 개구부를 통하여 전사물이 토출됨으로써 전사 기판 상에 패턴이 형성된다.

위와 같은 스크린 인쇄용 마스크 제조 과정에서 두 단계로 나누어 금속 메쉬(7)의 와이어를 제2 플라즈마 처리부(700)에 의해 플라즈마 처리한다.

첫째 단계는 유제를 도포하기 전에 금속 메쉬(7)의 와이어를 플라즈마 처리하는 것이고, 둘째 단계는 유제를 현상한 후에 노출된 금속 메쉬(7)의 와이어를 플라즈마 처리하는 것이다. 이때, 상기 두 단계 중 어느 한 단계만 수행하여도 되지만 고정세 회로 패턴을 형성하기 위해서는 가능하면 두 단계를 모두 수행하는 것이 바람직하다.

제2 플라즈마 처리부(700)에 의해 금속 메쉬(7)의 와이어를 플라즈마 처리하는 과정은 제1 플라즈마 처리부(300)에 의해 전사 기판(1)을 플라즈마 처리하는 과정과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.

다음으로, 스크린 인쇄부(400)에서 전사물을 스크린 인쇄한다.

스크린 인쇄 과정은 종래 기술과 큰 차이가 없다. 즉, 금속 메쉬(7) 상에 개구부(8) 형성된 스크린 인쇄용 마스크(5)를 전사 기판(1)에 정렬하여 접촉시킨 후, 스퀴지(11)의 단부를 마스크(5)의 상부 면에 밀착시킨 상태에서 스퀴지(11)를 A 방향으로 이동시키면, 전사물(10)이 스퀴지(11)에 의해 밀리면서 개구부(8)로부터 토출되어 전사 기판(1) 상에 회로 패턴(12)이 형성된다(도 7 참조). 마스크(5) 상에 유제(9)가 도포되어 있는 영역에 대해서는 전사물(10)의 토출이 억제된다.

스크린 인쇄 과정 중에서 전사물(10)은 전사물 공급부(600)에 의해 공급된다. 전사물 공급 과정은 종래 기술과 큰 차이가 없으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 직접 스크린 인쇄 방식인 경우의 전사물은 도전성 페이스트가 되고, 간접 스크린 인쇄 방식인 경우의 전사물은 식각 레지스트가 된다. 따라서, 직접 스크린 인쇄 방식인 경우에는 전사물의 스크린 인쇄가 끝나면 전사 기판 상에 회로 패턴이 형성되지만, 간접 스크린 인쇄 방식인 경우에 전사물의 스크린 인쇄 후에도 도전층 식각, 식각 레지스트 스트립 등의 후속 공정을 거쳐야 전사 기판 상에 회로 패턴이 형성된다.

한편, 도 5를 참조할 때, 본 발명에 따른 스크린 인쇄 장치(100)에 있어서 제1 플라즈마 처리부(300)와 스크린 인쇄부(400)가 일체형으로 설치되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 전체적인 스크린 인쇄 과정을 고려하여 제1 플라즈마 처리부(300)와 스크린 인쇄부(400)가 서로 분리되어 설치될 수도 있다. 또한, 처리율(throughput) 향상을 위하여 하나의 스크린 인쇄부에 복수개의 제1 플라즈마 처리 수단이 결합되는 스크린 인쇄 장치를 상정할 수도 있다.

끝으로, 스크린 인쇄가 완료된 전사 기판은 기판 언로딩부(500)으로 이송된다. 기판 언로링 과정 역시 종래 기술과 큰 차이가 없으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 스크린 인쇄 단계에서, 금속 메쉬(7) 상에 감광성 물질을 도포하기 전에 금속 메쉬(7)의 와이어를 플라즈마 처리하는 단계, 패 턴이 형성된 후에 금속 메쉬(7)의 와이어를 플라즈마 처리하는 단계, 전사 기판(1) 상에 패턴을 전사하기 전에 전사 기판(1)을 플라즈마 처리하는 단계 중 적어도 하나의 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 3 단계의 플라즈마 처리 과정을 통하여 본 발명에 따른 스크린 인쇄 방법은 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 금속 메쉬(7) 상에 감광성 물질을 도포하기 전에 금속 메쉬(7)의 와이어를 플라즈마 세정하게 되면 금속 와이어에 대한 유제의 젖음성(wettability) 및 접착성이 향상된다.

종래에는 금속 메쉬 제조 후에 습식 세정을 하였으나, 습식 세정에 따라 발생하는 잔사가 금속 메쉬에 잔존하여 유제 도포 시에 젖음성 및 접착력의 문제점이 있었다. 이에 본 발명에서는 유제 도포 전에 금속 와이어를 대기압 플라즈마 세정함으로써 유제의 젖음성을 향상시켜 유제가 공공(void) 없이 금속 와이어에 도포되어 유제 표면의 평활도를 높일 수 있다. 또한, 유제와 금속 와이어간의 접착력을 향상시켜 마스크의 수명을 길게 할 수 있다.

도 8은 유제 도포 전에 금속 메쉬(7)의 플라즈마 세정 처리 여부에 따라 전사된 패턴(12)의 상태를 비교한 도면이다. 도시된 바와 같이, 플라즈마 처리 전에는 유제 표면의 평활도가 나빠서 금속 메쉬에 도포되어 있는 유제의 표면에 요철이 형성되거나 유제면의 조도가 불규칙하여 그 결과 형성된 패턴의 폭이 일정하지 않음을 알 수 있다(도 8의 (a)).

반면, 금속 메쉬의 플라즈마 처리 후에는 유제 표면의 평활도가 향상되어 금 속 메쉬에 도포되어 있는 유제의 표면이 평탄하고 유제면의 조도가 일정하여 그 결과 폭이 일정한 패턴이 형성되는 것을 알 수 있다(도 8의 (b)).

둘째, 패턴이 형성된 후에 금속 메쉬(7)의 와이어를 플라즈마 세정하게 되면 금속 와이어에 대한 전사물의 젖음성 및 토출성이 향상된다.

종래에는 사진 식각 방식에 의해 금속 메쉬 상에 패턴을 형성하였으나, 사진 식각 공정에 따라 발생하는 유제 잔사가 금속 메쉬에 잔존하여 스크린 인쇄시에 전사물이 불균일하게 토출되어 고정세 패턴을 형성하기가 어려운 문제점이 있었다. 이에 본 발명에서는 패턴이 형성된 마스크 중에서 노출되어 있는 금속 메쉬의 와이어를 대기압 플라즈마 세정함으로써 유제 잔사를 제거하고 전사물의 젖음성 및 토출성을 향상시킬 수 있다.

도 9는 패턴이 형성된 후에 금속 메쉬(7)의 플라즈마 세정 처리 여부에 따라 마스크(5)의 상태를 비교한 도면이다. 도시한 바와 같이, 플라즈마 처리 전에는 유제 잔사에 의해 마스크의 표면에 얼룩이 있지만, 플라즈마 처리 후에는 마스크 표면의 얼룩이 제거된 것을 알 수 있다.

셋째, 전사 기판(1) 상에 패턴을 전사하기 전에 전사 기판(1)을 플라즈마 세정하게 되면 패턴 형상이 균일해지고 접착성이 향상된다.

일반적으로 전사물, 특히 식각 레지스트는 스크린 인쇄 시에 전사 기판과의 젖음성 및 접착성이 좋지 않기 때문에 패턴의 단락 현상 및 스퀴지의 인쇄 압력에 패턴 폭이 원하는 폭보다 넓어지는 패턴 붕괴 현상이 발생하는 문제점이 있었다. 이에 본 발명에서는 스크린 인쇄 전에 전사 기판을 대기압 플라즈마 세정함으로써 카본과 같은 유기 이물질을 제거하고 전사 기판에 대한 전사물의 결합력 증대를 가져오는 관능기(function group) 및 표면 에너지를 증가시켜 패턴의 접착성을 향상시킬 수 있다. 또한, 패턴의 단락 및 붕괴를 방지하여 고정세 패턴을 형성할 수 있다.

도 10은 전사 기판(1)의 플라즈마 세정 처리 여부에 따라 전사된 패턴(12)의 상태를 비교한 도면이다. 특히, 도 10은 전사 기판(1)으로 연성 동박 적층 필름(Flexible Copper Clad Laminaters; FCCL) 상에 식각 레지스트(12)를 스크린 인쇄하는 경우에 해당된다. 도시한 바와 같이, 플라즈마 처리 전에는 패턴(12)의 단면 형상이 불균일하고 패턴(12)이 절단되어 있는 경우가 발생하였지만, 플라즈마 처리 후에는 패턴의 형상이 균일하고 패턴의 절단 형상이 나타나지 않는 것을 알 수 있다.

본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.

본 발명에 따르면, 스크린 인쇄 과정에서 마스크 또는 전사 기판을 플라즈마 처리하는 단계를 도입함으로써 패턴의 균일성 및 패턴의 접착성이 향상되어 인쇄 회로 기판에 회로 패턴 형성시 고정세의 회로 패턴을 제조할 수 있다는 효과가 있 다.

Claims (12)

1. 금속 메쉬 상에 감광성 물질을 도포하여 소정의 패턴을 형성한 후 상기 금속 메쉬를 전사 기판에 대고 스퀴지(squeezee)를 이용하여 상기 금속 메쉬로부터 전사물을 토출시켜 상기 전사 기판 상에 상기 패턴을 전사하는 스크린 인쇄 방법으로서,

   상기 전사 기판 상에 상기 패턴을 전사하기 전에 상기 전사 기판을 플라즈마 처리하는 단계, 상기 금속 메쉬 상에 상기 감광성 물질을 도포하기 전에 상기 금속 메쉬의 와이어를 플라즈마 처리하는 단계 중 적어도 하나의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 금속 메쉬 상에 상기 패턴이 형성된 후에 상기 금속 메쉬의 와이어에 대해서도 플라즈마 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 플라즈마 처리에 의해 상기 전사 기판 또는 상기 금속 메쉬의 와이어가 세정되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 플라즈마는 대기압 플라즈마인 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 플라즈마는 진공 플라즈마인 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 플라즈마 발생시 기본 가스로 제1 가스를 보조가스로 제2 가스를 사용하며, 상기 제1 가스는 N₂이고 상기 제2 가스는 SF₆, CF₄, O₂, Ar, NH₃, NF₃ 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
7. 금속 메쉬 상에 감광성 물질을 도포하여 소정의 패턴을 형성한 후 상기 금속 메쉬를 전사 기판에 대고 스퀴지(squeezee)를 이용하여 상기 금속 메쉬로부터 전사물을 토출시켜 상기 전사 기판 상에 상기 패턴을 전사하는 스크린 인쇄 장치로서,

   상기 전사 기판 상에 상기 패턴을 전사하기 전에 상기 전사 기판을 플라즈마 처리하는 제1 플라즈마 처리 수단, 상기 금속 메쉬 상에 상기 감광성 물질을 도포하기 전에 상기 금속 메쉬의 와이어를 플라즈마 처리하는 제2 플라즈마 처리 수단 중 적어도 하나의 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 제2 플라즈마 처리 수단은 상기 금속 메쉬 상에 상기 패턴이 형성된 후에 상기 금속 메쉬의 와이어에 대해서도 플라즈마 처리 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제7항 또는 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 플라즈마 처리 수단에 의해 상기 전사 기판 또는 상기 금속 메쉬의 와이어가 세정되는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제7항 또는 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 플라즈마 처리 수단은 대기압 플라즈마를 사용하는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제7항 또는 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 플라즈마 처리 수단은 진공 플라즈마를 사용하는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제7항 또는 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 플라즈마 발생시 기본 가스로 제1 가스를 보조가스로 제2 가스를 사용하며, 상기 제1 가스는 N₂이고 상기 제2 가스는 SF₆, CF₄, O₂, Ar, NH₃, NF₃ 중 적어 도 하나인 것을 특징으로 하는 장치.

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