KR20090053427A - 압전고분자 기판의 금속전극 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 압전고분자 기판의 금속전극 제조방법에 관한 것으로, 압전고분자 기판에 마크네트론 스퍼터링(Magnetron Sputtering)으로 금속 박막을 형성하고, 재차 전기도금을 사용하여 금속전극 후막을 형성시켜, 전극의 부식과 손상을 방지하여 내구성이 우수한 금속전극을 제조하는 방법에 관한 것이다.
구체적으로는 압전고분자 기판에 마크네트론 스퍼터링(Magnetron Sputtering) 시스템으로 구리,금,은 등의 금속 박막을 0.5 ~ 1 ㎛ 두께로 시드를 형성하는 단계; 상기 시드에 감광제 필름을 사용하여 패턴을 형성한 후 금속 식각액을 사용하여 시드를 식각하는 단계; 및 상기 식각된 시드 패턴을 가진 압전고분자 기판에 전기도금을 사용하여 금속전극 후막을 10 ㎛ 두께로 형성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
마크네트론 스퍼터링, 압전고분자,금속전극
Description
본 발명은 압전고분자 기판의 금속전극 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압전고분자 기판에 마크네트론 스퍼터링(Magnetron Sputtering)으로 금속 박막을 형성하고, 재차 전기도금을 사용하여 금속전극 후막을 형성시켜, 전극의 부식과 손상을 방지하여 내구성이 우수한 금속전극을 제조하는 방법에 관한 것이다.
압전 또는 초전체 고분자재료는 매우 유연하고 경량이며, 넓은 진동영역을 갖고 있어 평판 스피커,각종 스위치,의료용 센서, 우주 및 항공용 재료 등에 광범위한 실용화가 진전되고 있으나, 낮은 유전상수와 낮은 전기기계 결합계수를 가져 사용에 여러 제한성을 갖고 있기도 하다.
압전고분자 재료의 실용화에 압전고분자 기판에 금속전극을 형성하는 것은 매우 중요하며, 압전막 품질은 막을 형성하는데 사용되는 방법에 의해 큰 영향을 받는다.
지금까지 압전고분자 기판에 금속전극을 형성하는 방법으로 스크린프린터법이 사용되어왔는데, 스크린프린터법은 접착제에 미세한 금속분말을 섞어서 이를 스 크린 막 위에 뿌려 스퀴즈로 일정한 압력을 가하여 제조하는 방식으로,동 방식으로 제작된 금속전극은 염수, 사용자의 땀,기타 이물질에 의한 부식이나 손상으로 쉽게 단락되어 압전특성의 감도를 약화시키거나 전달되지 못하는 문제점이 있었다. 또한 제작된 금속전극이 형성된 압전고분자 기판을 사용자가 원하는 패턴으로 절단하는 과정에서, 미세 금속분말이 상하면을 연결하여 단락되는 현상이 빈번하게 발생되는 실정이었다.
또 다른 박막을 형성하는 방법으로 스퍼터링 증착 또는 반응성 스퍼터링 증착기법이 사용되어져 왔다. 스퍼터링 증착은 진공증착 공정을 포함하는데, 스퍼터링 타겟은 이온과 충돌하고 타겟재료의 원자는 타겟으로부터 기계적으로 방출되어 근처의 기판 상에 증착되는 된다. 반응성 스퍼터링 증착기법에 있어서는, 반응성 가스를 증착 챔버에 유입시켜, 타겟재료와 반응시켜서 기판 상에 직접 스퍼터링되거나, 자유 타겟재료와 재차 반응시켜 기판 상에 스퍼터링 되는 막을 형성하게 된다.
이와 달리, 마그네트론 스퍼터링 방식은 기계적으로 증강된 타겟을 사용하여 특정 통로를 따라 플라즈마 방출을 한정하고, 타겟재료의 유동성을 증강시키는 것으로 가장 효율적인 시스템으로 알려지고 있다.
본 발명은 종래의 방식의 문제점을 인식하고 가장 효율적인 방식인 마크네트론 스퍼터링(Magnetron Sputtering) 을 도입하여, 압전고분자 기판과 금속전극의 이종물질 간 접착력을 향상시키고 순도가 높은 금속 박막과 후막을 형성하여 전도성을 획기적으로 개선하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 압전고분자 기판의 금속전극 제조방법은,
압전고분자 기판에 마크네트론 스퍼터링(Magnetron Sputtering) 시스템으로 구리, 금, 은 등의 금속 박막을 0.5 ~ 1 ㎛ 두께로 시드를 형성하는 단계;
상기 시드에 감광제 필름을 사용하여 패턴을 형성한 후 금속 식각액을 사용하여 시드를 식각하는 단계; 및
상기 식각된 시드 패턴을 가진 압전고분자 기판에 전기도금을 사용하여 금속전극 후막을 10 ㎛ 두께로 형성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 의해 제조된 압전고분자 기판은 압전고분자 기판과 금속전극의 이종물질 간 접착력은 크게 향상되어 염수, 땀 ,기타 이물질로 인한 전극 부식이나 손상을 방지하고, 순도가 높은 금속 박막과 후막을 형성하여 전도성을 획기적으로 개선하였다.
또한 사용자가 제조된 압전기판을 원하는 크기와 페턴에 맞게 제작하기 위해 원판을 절단시 미세 금속분말이 상하면을 연결하여 단락되는 현상이 없어지고, 접착력이 크게 향상되어 외형의 변질이 없는 내구성이 우수한 제품을 제공할 수 있게 되었다. 나아가 사용자가 원하는 형태와 크기로 감광제 필름을 사용하여 만들수 있게 되어 공정작업의 효율화를 기할 수 있다.
본 발명의 상세한 내용을 도면을 참고로 하여 설명하면, 도 1은 본 발명의 압전고분자 기판구조를 나타내는 단면도이고, 도 2는 시드 박막 제조공정을 나타내는 구성도이며, 도 3은 금속 후막 제조공정을 나타내는 구성도이다.
본 발명에 의한 압전고분자 기판은 도1과 같이, 중심부에 압전고분자 시트가 배치되고 그 상하 단에 0.5 ~ 1 ㎛ 두께의 금속 박막이 시드로 형성되고, 금속 박막시드에 소정의 패턴이 식각되면 금속 도금막이 10 ㎛ 두께로 후막으로 형성되어 있는 구성이다.
상기 구성을 특징으로 하는 압전고분자 기판의 금속전극 제조방법을 도2 및 도3을 참조하여 상세히 설명하면,
먼저 압전고분자 기판에 마크네트론 스퍼터링(Magnetron Sputtering) 시스템으로 구리,금,은 등의 금속 박막을 0.5 ~ 1 ㎛ 두께로 시드를 형성하는 단계이다. 본 발명에서 시드로 사용되는 압전 또는 초전체 고분자 재료는, PVDF(Polyvinyliden Fluoride pyroelectric material),비닐리덴 플로라이드 트리플루오르에틸렌(VDF-TrFE),홑수 나일론(Odd nylon),비닐라이덴 시안나이드(VDCN),폴 리(비닐라이덴 시아닌-비닐아세테이트), 폴리(메틸 메타크라이레리트-폴리트리부틸레인),폴리트리플루에틸렌,폴리(비닐 플로라이드) 등 압전 또는 초전특성을 갖는 압전고분자와 그의 공중합체 물질이다.
본 발명의 스퍼터링 쳄버(10)의 구조는 막을 형성하기 위하여 금속타켓(30)으로부터의 스퍼터링된 또는 이온화된 타깃입자를 압전고분자 기판(20) 상에 증착할 수 있도록 하는 시스템을 구비한다. 상기 스퍼터링 쳄버(10)는 압전고분자 기판을 지지하기 위한 지지대(21) 및 금속타겟을 지지하기 위한 지지대(31)을 구비한다. 진공펌프(미도시)는 쳄버 내를 진공상태로 만들고,적정 가스 흐름 및 압력을 유지하기 위해 구비된다.
상기 압전고분자 기판에 금속박막을 증착시키기 위해서는, 마크네트론 스퍼터링(Magnetron Sputtering) 시스템의 진공조 (10)내에 위치된 압전고분자 시트(20)를 진공조 내에 상부에 위치시킨 후, 소정의 이온주입 에너지로 소정량의 이온빔을 생성하여,이를 압전고분자 시트 표면에 조사하면서, 진공조의 가스주입구(40)를 통하여 소정량의 반응성 가스를 주입함으로써, 상기 압전고분자 시트의 표면에 시드를 형성시키는 것을 특징으로 하여 구성된다.
상기 반응성 가스는 아르곤 가스를 특징으로 하고, 가스 주입량은 100~ 130 SCCM인 것을 특징으로 한다.
상기 반응조 (스퍼터링 쳄버) 내의 진공도는 5×10 ⁴TORR 인 것을 특징으로 한다.
상기 시드가 형성된 압전고분자 기판에 감광제 필름을 사용하여, 용도에 적 합하게 패턴을 형성하며, 이때 감광제 필름을 현상하여 용도에 적합하게 금속 식각액을 선택하여, 선택적 식각 공정을 거친다.
상기 선택적 식각 공정을 거쳐 식각된 시드 패턴을 가진 압전고분자 기판에 전기도금법을 사용하여 금속전극의 후막을 10 ㎛ 성장시킨다. 도3은 금속후막이 형성되는 공정을 설명하는 공정도로서 , 전기도금된 금속의 내구성과 접착력을 높이기 위하여 도금 금속의 최적의 특성에 맞는 펄스파 전압과 도금액 온도를 결정하는 것이 중요하다.
상기 공정단계를 거쳐 제조된 금속전극이 형성된 압전 고분자 기판은 사용자가 원하는 패턴으로 절단하여 사용한다.
도 1은 본 발명의 압전고분자 기판구조를 나타내는 단면도.
도 2는 시드 박막 제조공정을 나타내는 구성도.
도 3은 금속 후막 제조공정을 나타내는 구성도.
Claims (1)
- 압전고분자 기판에 마크네트론 스퍼터링(Magnetron Sputtering) 시스템으로 구리, 금, 은 등의 금속 박막을 0.5 ~ 1 ㎛ 두께로 시드를 형성하는 단계;상기 시드에 감광제 필름을 사용하여 패턴을 형성한 후 금속 식각액을 사용하여 시드를 식각하는 단계; 및상기 식각된 시드 패턴을 가진 압전고분자 기판에 전기도금을 사용하여 금속전극 후막을 10 ㎛ 두께로 형성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압전고분자 기판의 금속전극 제조방법.
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| EP3608439A4 (en) * | 2017-04-05 | 2020-12-02 | Richview Electronics Co., Ltd. | DIELECTRIC MICROWAVE COMPONENT AND MANUFACTURING METHOD FOR IT |
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2007
- 2007-11-23 KR KR1020070120279A patent/KR20090053427A/ko not_active Application Discontinuation
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