KR20090101738A - 진공증착장치 및 그 제어방법 - Google Patents

진공증착장치 및 그 제어방법

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KR20090101738A
KR20090101738A KR1020080027059A KR20080027059A KR20090101738A KR 20090101738 A KR20090101738 A KR 20090101738A KR 1020080027059 A KR1020080027059 A KR 1020080027059A KR 20080027059 A KR20080027059 A KR 20080027059A KR 20090101738 A KR20090101738 A KR 20090101738A
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이영우
김기룡
조정민
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 적층 세라믹 캐패시터(MLCC)와 같은 칩부품의 대량생산을 위한 롤투롤(Roll to Roll) 방식의 제조에 있어서 칩부품의 정밀한 내부전극 패턴을 고속으로 만들면서도 매우 정확한 정밀도로 내부전극 패턴을 형성할 수 있도록 하는 진공증착장치 및 그 제어방법을 제공하기 위한 것이다.

Description

진공증착장치 및 그 제어방법{APPARATUS FOR VACUUM DEPOSITION AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 진공증착장치 및 그 제어방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 롤투롤 방식의 칩부품 생산에 있어서 정밀한 내부전극패턴의 형성이 가능한 진공증착장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 적층 세라믹 캐패시터(MultiLayer Ceramic Capacitor:MLCC), 칩인덕터 등과 같은 칩부품은 소정의 내부전극패턴이 형성된 다수의 세라믹시트를 적층하여 소정의 가공을 거쳐서 만들어진다.
이와 같은 칩부품들은 최근 전자제품의 초소형화, 초집적화, 그리고 다기능화의 경향에 따라 매우 작으면서도 용량은 극대화될 수 있는 부품에 대한 요구가 증가되고 있다.
대표적인 칩부품인 적층 세라믹 캐패시터(MLCC)는 이와 같은　대용량화를 위해 조성 변경을 통한 유전율 증가 또는 유전체 시트 두께를 줄이고 적층수를 높이는 방법을 사용하고 있다.
일반적인 적층 세라믹 캐패시터의 제조 방법은 내부전극층이 인쇄된 유전체 그린시트를 교대로 적층 압착 후 탈지와 고온 소성 과정을 거치고 외부전극을 도포하여 단자를 형성하고, 단자 전극부의 도금과정을 거치는 일련의 공정을 가진다.
적층 세라믹 캐패시터(MLCC)의 용량을 증가시키기 위해서 단위 부피당 적층수를 증가시키기 위해서는 유전체층과 내부전극층의 두께를 얇게 하는 방법이 있다.
그러나 유전체층의 두께 감소에 비해 내부전극층의 두께는 감소폭은 상대적으로 작은데, 이는 내부전극층을 형성하는 금속 나노입자의 크기, 형상, 물성 등의 인자들에 대한 개선이 어렵기 때문이다.
이에 스퍼터링이나 증착 또는 도금 등의 박막 제작법을 이용한 전극 형성이 제안되고 있고,　대량생산을 위한 롤투롤(Roll to Roll)　박막장치에서 정밀한 내부전극 패턴을 고속으로 만들어 내는 방법이 필요하게 되었다.
본 발명은 적층 세라믹 캐패시터(MLCC)와 같은 칩부품의 대량생산을 위한 롤투롤(Roll to Roll) 방식의 제조에 있어서 칩부품의 정밀한 내부전극 패턴을 고속으로 만들면서도 매우 정확한 정밀도로 내부전극 패턴을 형성할 수 있도록 하는 진공증착장치 및 그 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진공증착장치는, 박막소스가 구비되는 챔버; 상기 챔버 내에 구비되며, 소정의 패턴이 형성된 마스크를 소정의 장력으로 이송시키는 마스크 이송장치; 상기 박막소스에 의해 상기 마스크의 패턴대로 필름에 전극패턴이 형성되도록 상기 필름을 소정의 장력으로 이송시키는 필름 이송장치; 및 상기 필름에 전극패턴이 형성되는 구간에서 상기 필름이 상기 마스크에 대한 마찰력에 의해 실질적으로 동시에 이동되도록 상기 필름의 장력을 조절하는 장력 조절장치를 포함한다.
또한, 상기 필름 이송장치는, 감겨있는 필름을 풀어서 공급하는 권출롤러와, 상기 권출롤러로부터 공급되는 필름을 감는 권취롤러와, 상기 권출롤러 및 상기 권취롤러 사이에서 필름을 이송하며, 일측에서 상기 마스크와 상기 필름이 서로 밀착되어 소정의 마찰력에 의해 이송되도록 하는 냉각드럼을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마스크 이송장치는, 상기 마스크를 소정의 장력으로 이송시키도록 롤링하는 롤링장치와, 상기 롤링장치를 구동시키는 구동장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 롤링장치는, 상기 마스크를 이송시키는 구동력을 제공하는 구동롤러와, 상기 마스크의 이송을 안내하는 가이드롤러와, 상기 마스크와의 마찰력에 의해 회전하며 소정 간격 이동 가능하도록 구비됨으로써 상기 마스크의 장력을 조절하는 장력롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동롤러는, 상기 마스크의 일면에 접촉되어 회전하며 상기 마스크의 이송을 구동하도록 소정의 마찰력을 발생시키는 제1구동롤러와, 상기 마스크의 타면에 접촉되어 상기 제1구동롤러와 반대 방향으로 회전하며 상기 마스크와 소정의 마찰력을 발생시키는 제2구동롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동장치는, 구동력을 발생시키는 구동기어와, 상기 냉각드럼과 함께 회전하는 드럼기어와, 상기 제1구동롤러와 함께 회전하는 제1구동롤러기어와, 상기 제2구동롤러와 함께 회전하는 제2구동롤러기어와, 상기 구동기어, 상기 드럼기어, 상기 제1구동롤러기어 및 상기 제2구동롤러기어를 연결하여 상기 구동기어의 작동에 의해 함께 회전되도록 하는 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 장력조절장치는, 상기 필름의 장력을 감지하는 센싱부와, 상기 필름의 장력이 조절되도록 상기 필름 이송장치를 제어하는 클러칭부와, 상기 센싱부의 감지 결과에 따라 상기 클러칭부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 장력조절장치는, 상기 권출롤러와 상기 냉각드럼 사이에서 필름의 장력을 감지하는 제1센싱부와, 상기 냉각드럼과 상기 귄취롤러 사이에서 필름의 장력을 감지하는 제2센싱부와, 상기 필름의 장력이 조절되도록 상기 권출롤러를 제어하는 제1클러치와, 상기 필름의 장력이 조절되도록 상기 권취롤러를 제어하는 제2클러치와, 상기 제1센싱부 및 제2센싱부의 감지 결과에 따라 상기 제1클러치 및 제2클러치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1센싱부는 상기 권출롤러와 상기 냉각드럼 사이에서 필름의 이송을 가이드하면서 필름의 이송 속도를 감지하는 제1센싱롤러를 포함하고, 상기 제2센싱부는 상기 냉각드럼과 상기 귄취롤러 사이에서 필름의 이송을 가이드하면서 필름의 이송 속도를 감지하는 제2센싱롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1클러치 및 상기 권출롤러, 그리고 상기 제2클러치 및 상기 권취롤러는 각각 벨트/체인 부재에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1클러치 및 상기 권출롤러, 그리고 상기 제2클러치 및 상기 권취롤러는 각각 일체로 결합되어 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 드럼기어와 상기 제1구동롤러기어 또는 제2구동롤러기어의 외경비는 상기 냉각드럼과 상기 제1구동롤러 또는 제2구동롤러의 외경비와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공증착장치의 제어방법은, 구동롤러와 장력롤러를 포함하는 마스크 이송장치 및 권출롤러와 권취롤러, 그리고 냉각드럼을 포함하는 필름 이송장치를 각각 구동하는 구동단계; 마스크의 패턴대로 필름에 전극패턴이 형성되도록 하는 전극형성단계; 및 상기 전극형성단계에서 상기 필름이 상기 마스크에 대한 마찰력에 의해 실질적으로 동시에 이동되도록 상기 필름의 장력을 조절하는 장력조절단계를 포함한다.
또한, 상기 구동단계는, 상기 권출롤러 쪽 필름의 장력을 상기 권취롤러 쪽 필름의 장력 보다 더 크게 되도록 상기 필름 이송장치를 구동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동단계는, 상기 마스크 이송장치의 구동롤러와 상기 필름 이송장치의 냉각드럼이 동기구동이 되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 장력조절단계는, 상기 권출롤러 쪽 필름의 장력과 상기 권취롤러 쪽 필름의 장력의 차이 보다 상기 마스크의 장력이 더 크게 되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 장력조절단계는, 상기 필름 이송장치에 의해 이송되는 필름의 장력을 센싱부가 감지하는 감지단계; 상기 감지단계에서 감지된 장력을 설정값과 비교하는 비교단계; 및 상기 감지된 장력과 설정값의 차이를 보상하도록 클러칭부를 제어하여 상기 필름의 장력을 조절하는 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센싱부는 상기 권출롤러 쪽 필름의 장력을 감지하는 제1센싱부와 상기 권취롤러 쪽 필름의 장력을 감지하는 제2센싱부를 포함하고, 상기 감지단계는 상기 제1센싱부와 상기 제2센싱부에 의해 각각 필름의 장력이 감지되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1센싱부는 상기 권출롤러와 상기 냉각드럼 사이에서 필름의 이송을 가이드하면서 필름의 장력을 감지하는 제1센싱롤러를 포함하고, 상기 제2센싱부는 상기 냉각드럼과 상기 권취롤러 사이에서 필름의 이송을 가이드하면서 필름의 장력을 감지하는 제2센싱롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러칭부는 상기 권출롤러의 회전속도를 제어하는 제1클러치와, 상기 권취롤러의 회전속도를 제어하는 제2클러치를 포함하고, 상기 제어단계는, 상기 센싱부의 감지 결과에 따라 상기 제1클러치가 상기 권출롤러의 회전 속도를 제어하는 단계와, 상기 제2클러치가 상기 권취롤러의 회전속도를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마스크의 장력이 설정된 값의 범위를 벗어나는 경우, 상기 장력롤러가 마스크의 장력을 조절하도록 하는 마스크 장력 조절단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 진공증착장치 및 그 제어방법은 롤투롤 방식의 칩부품 제조에 있어서 칩부품의 내부전극 패턴을 고속으로 형성함과 동시에 마스크와 필름의 정확한 장력 조절을 통해 실질적인 동기구동이 가능하도록 하여 매우 정밀한 내부전극의 형성이 가능하다는 특징이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공증착장치에 관하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 실시예에 따른 진공증착장치의 구동장칭 관하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 실시예에 따른 진공증착장치의 제어계통에 관하여 나타낸 블록도이다.
본 발명에 따른 진공증착장치 및 그 제어방법에 관한 실시예를 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다.
먼저 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 진공증착장치에 관하여 구체적으로 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공증착장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예예 따른 진공증착장치는 챔버(10), 마스크 이송장치, 필름 이송장치 그리고 장력조절장치를 포함하여 이루어진다.
상기 챔버(10)의 일측에는 박막소스부(12)가 구비되며, 상기 박막소스부(12)는 챔버(10) 내부를 이동하는 필름(F)에 마스크(M)가 밀착되어 겹쳐진 상태에서 금속입자가 포함된 금속 박막용 소스(이하 '박막소스'라 한다)를 일정한 패턴으로 도포한다.
상기 박막소스부(12)는 박막소스를 제공하는 장치로서 필름에 박막을 증착하기 위한 가열 시스템 또는 스퍼터링을 위한 음극(Cathode) 장치 등을 포함한다.
이때 마스크(M)에는 원하는 전극 형상에 맞게 패턴이 형성되어 있기 때문에 상기 박막소스부(12)로부터 제공되는 금속입자가 상기 마스크(M)에 형성된 패턴대로 상기 필름(F) 상에 증착됨으로써 전극패턴이 형성된다. 이에 대한 좀 더 구체적인 사항은 추후 설명하기로 한다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 마스크 이송장치는 마스크(M)가 챔버(10) 내부를 무한궤도로 회전하도록 이송하며 상기 마스크(M)가 실질적으로 일정한 장력을 유지하면서 이송될 수 있도록 한다.
상기 마스크 이송장치는 롤링장치와 이를 구동시키기 위한 구동장치를 포함하여 이루어지는데, 상기 롤링장치의 일 예로서 도 1에서는 구동롤러(30)와, 가이드롤러(34), 그리고 장력롤러(40)를 포함하는 것에 관하여 도시하고 있다.
상기 롤링장치는 마스크(M)를 소정의 장력을 유지하면서 이송시키는 장치로서, 상기 구동롤러(30)는 상기 마스크(M)가 이송될 수 있는 구동력을 제공하는 장치이다.
상기 구동롤러(30)는 상기 구동장치에 의해 회전하면서 마스크(M)와의 마찰력에 의해 마스크(M)가 이동하도록 하며, 도 1에 도시된 바와 같이 제1구동롤러(31)와 제2구동롤러(32)를 포함하도록 할 수 있다.
상기 제1구동롤러(31)와 상기 제2구동롤러(32)는, 도 1에 도시된 바와 같이 마스크(M)의 일면과 타면에 각각 밀착되어 마스크(M)와 서로 마찰력을 유지한 채 회전한다.
상기 제1구동롤러(31)와 제2구동롤러(32)는 서로 반대 방향으로 회전하며 각각의 마찰력으로 말미암아 마스크(M)를 한쪽 방향으로 이송시키도록 한다.
상기 가이드롤러(34)는 상기 마스크(M)의 이송을 안내하는 장치로서 도 1에 도시된 바와 같이 필요에 따라 여러 곳에 구비될 수 있다. 상기 가이드롤러(34)는 구동력은 없도록 함이 바람직하고 마스크(M)와의 마찰력에 의해 회전한다.
상기 장력롤러(40)는 마스크(M)의 장력을 조절하는 기능을 하는 장치로서, 윗 방향이나 아래 방향으로 소정 간격 이동이 가능하며 마스크(M)와의 마찰력에 의해 회전한다.
즉 상기 장력롤러(40)는 윗 방향으로 소정 간격 이동한 상태로 고정됨으로써 이동하는 마스크(M)를 더욱 팽팽하게 되도록 하여 장력을 증가시키거나, 아래 방향으로 소정 간격 이동한 상태로 고정됨으로써 마스크(M)를 더욱 느슨하게 되도록 하여 장력을 감소시킬 수 있다.
이와 같은 장력롤러(40)의 작동은 제어부(미도시)에 의해 자동적으로 이루어지는 것도 가능하고 사용자가 수동으로 제어할 수도 있다.
마스크(M)에 인가되는 장력은 대략 0 ~ 10 kgf의 범위를 갖도록 함이 바람직하다.
그리고 마스크(M)와 구동롤러(30) 또는 마스크(M)와 가이드롤러(34) 사이에는 마찰력이 클수록 바람직한데, 그 마찰력을 증가시키기 위하여 구동롤러(30), 장력롤러(40) 또는 가이드롤러(34)에 마찰력이 큰 재료를 코팅하거나 그 자체를 마찰력이 큰 재료로써 만들도록 함이 바람직하다.
한편, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 진공증착장치의 필름 이송장치에 관하여 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 진공증착장치의 필름 이송장치는 권출롤러(51)와 권취롤러(61), 그리고 냉각드럼(20)을 포함하여 이루어진다.
상기 권출롤러(51)는 필름(F)이 롤 형태로 감긴 상태에서 하나씩 풀리도록 하는 기능을 하고, 상기 권취롤러(61)는 상기 권출롤러(51)에서 풀린 필름(F)을 다시 감는 기능을 하는 장치이다.
사용환경 등에 따라 귄출롤러(51)나 권취롤러(61) 중 적어도 어느 한 쪽에 필름(F)의 이송을 안내하도록 안내롤러(67)를 구비하는 것이 가능하다.
그리고 상기 권출롤러(51)에서 풀린 필름(F)은 냉각드럼(20)에 의해 안내되어 권취롤러(61)로 이송되는데, 이때 상기 냉각드럼(20)은 필름(F)과의 마찰력으로 말미암아 회전하면서 일측에서 마스크(M)와 필름(F)이 서로 밀착되도록 하는 기능을 한다.
상기 냉각드럼(20)에서 마스크(M)와 필름(F)이 서로 밀착되는 부분은 박막소스부(12)로부터 제공되는 금속입자를 포함하는 박막소스의 증착이 이루어지는 부분이다. 이때 상기 냉각드럼(20)은 증착 중에 가열된 상기 필름(F)을 냉각시키는 기능도 한다.
상기 냉각드럼(20)에서 필름(F)과 마스크(M)가 서로 밀착되어 이동하는 동안에는 상기 필름(F)과 마스크(M)의 이동 속도가 실질적으로 동일하게 되도록 하여야 한다.
만약 필름(F)과 마스크(M)의 이동 속도가 다르게 되면 증착이 이루어지는 부분에서 증착이 이루어지는 시간 동안의 속도 차이로 말미암아 마스크(M)의 패턴과 다른 박막패턴이 필름(F)에 형성되므로 바람직하지 않다.
본 발명에 따른 장력조절장치는 상기한 바와 같이 마스크(M)와 필름(F)의 이동 속도를 실질적으로 동일하게 유지하기 위하여 필름(F)의 장력을 조절하는 장치이다.
본 발명에 따른 진공증착장치는 기본적으로 마스크(M)의 장력을 실질적으로 일정하게 유지하도록 하고 필름(F)의 장력을 상기 장력조절장치에 의해 조절되도록 하여 증착이 이루어지는 부분에서 냉각드럼(20)에 밀착된 필름(F)과 마스크(M)가 실질적으로 동일한 속도로 이동될 수 있도록 하는 것이 특징이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 장력조절장치는 센싱부와 클러칭부, 그리고 제어부를 포함하여 이루어진다.
상기 센싱부는 상기 권출롤러와 상기 냉각드럼 사이에서 필름의 장력을 감지하는 제1센싱부와, 상기 냉각드럼과 상기 귄취롤러 사이에서 필름의 장력을 감지하는 제2센싱부를 포함한다.
도 1에서는 상기 제1센싱부의 일 예로서 제1센싱롤러(55)에 대해 도시하고 있고, 상기 제2센싱부의 일 예로서 제2센싱롤러(65)에 대해 도시하고 있다.
상기 제1센싱롤러(55)는 권출롤러(51)와 냉각드럼(20) 사이에 구비되어 필름(F)의 이송을 안내하며 필름(F)의 장력을 감지한다.
상기 제2센싱롤러(65)는 권취롤러(61)와 냉각드럼(20) 사이에 구비되어 필름(F)의 이송을 안내하며 필름(F)의 장력을 감지한다.
필름(F)의 장력은 대략 0 ~ 50 kgf의 범위를 갖도록 함이 바람직하다.
그리고 도 1에서는 상기 클러칭부의 일 예로서 권출롤러(51)를 제어하는 제1클러치(53)와, 권취롤러(61)를 제어하는 제2클러치(63)가 구비되는 경우에 관하여 도시하고 있다.
도 1에서는 상기 제1클러치(53)와 권출롤러(51)가 제1벨트/체인부재(52)로 서로 연결되고, 상기 제2클러치(63)와 권취롤러(61)가 제2벨트/체인부재(62)로 서로 연결되는 경우에 관하여 도시하고 있다.
그러나 본 발명에 따른 장력조절장치는 제1클러치(53)와 권출롤러(51), 그리고 제2클러치(63)와 권취롤러(61)는 반드시 벨트/체인부재에 의해 연결되는 경우에만 한정하지 않고 클러치가 롤러에 직접적으로 결합되어 제어하는 경우도 포함된다.
즉 제1클러치(53)가 권출롤러(51)에, 제2클러치(63)가 권취롤러(61)에 각각 직접적으로 결합하여 회전속도를 제어할 수 있도록 하는 것이 가능하다.
그리고 도 1에서는 생략되어 있으나 본 발명에 따른 장력조절장치는 센싱부와 클러칭부를 각각 연결하여 제어하는 제어부를 포함하도록 함이 바람직하다.
따라서 제1센싱롤러(55)가 권출롤러(51) 쪽 필름(F)의 장력을 감지하고 제2센싱롤러(65)가 권취롤러(61) 쪽 필름(F)의 장력을 감지하여 제어부가 그 감지된 장력을 미리 설정된 설정값과 비교하여 차이가 있다면 그 차이 나는 부분 만큼을 보상하도록 제1클러치(53) 및 제2클러치(63)를 작동시켜 각각 권출롤러(51)와 권취롤러(61)를 제어하도록 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 진공증착장치의 제어방법에 관한 구체적인 사항에 관하여는 후술하기로 한다.
한편, 도 2를 참조하여 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 진공증착장치의 구동장치에 관하여 설명한다. 도 2는 도 1에 도시된 실시예에 따른 진공증착장치의 구동장치에 관하여 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 진공증착장치의 구동장치는 마스크 이송장치의 구동롤러(31, 32)와 냉각드럼(20)을 실질적으로 동기구동하도록 한 것을 특징으로 한다.
즉 제1구동롤러(31)와 함께 회전하는 제1구동롤러기어(2)와 제2구동롤러(32)와 함께 회전하는 제2구동롤러기어(3), 그리고 냉각드럼(20)과 함께 회전하는 드럼기어(1)가 연결부재(6)에 의해 연결되어 동시에 구동된다.
여기서 연결부재(6)를 이송하는 구동력을 제공하는 것은 별도로 마련되는 구동기어(4)에 의해 이루어지도록 할 수 있는데, 반드시 이에 한하지 않고 상기 드럼기어(1)나 제1구동롤러기어(2) 또는 제2구동롤러기어(3) 등이 구동력을 제공하도록 구성하는 것도 가능하다.
그리고 도 2에 도시된 바와 같이, 동기구동에 필요한 사용상태에 따라 가이드기어(5)를 적절하게 배치하여 연결부재(6)의 이동을 안내하도록 하는 것도 가능하다.
그리고 상기 연결부재(6)는 여하한 종류의 벨트나 체인 등으로 구비될 수 있으나 미끄러짐을 방지한다는 측면에서 타이밍 벨트와 같은 것을 사용하도록 함이 바람직하다.
따라서 구동기어(4)가 연결부재(6)를 이송시키도록 구동력을 제공하면 연결부재(6)는 드럼기어(1)와 제1구동롤러기어(2) 및 제2구동롤러기어(3)를 실질적으로 일정한 속도로 회전시키게 되고, 이로 말미암아 냉각드럼(20), 제1구동롤러(31), 그리고 제2구동롤러(32)를 실질적으로 일정하게 회전시켜서 결국 마스크(M)를 실질적으로 일정한 장력으로 이송시키도록 할 수 있다.
여기서 제1구동롤러기어(2)와 제2구동롤러기어(3)는 실질적으로 동일한 직경을 갖도록 하고, 또 제1구동롤러(31)와 제2구동롤러(32)도 실질적으로 동일한 직경을 갖도록 함이 바람직하다.
그리고 상기 드럼기어(1)와 상기 제1구동롤러기어(2)(또는 제2구동롤러기어(3))의 외경비는 상기 냉각드럼(20)과 제1구동롤러(31)(또는 제2구동롤러(32))의 외경비와 실질적으로 동일하게 되도록 함이 바람직하다.
이와 같이 외경비를 실질적으로 동일하게 함으로써 상기 제1구동롤러(31)와 제2구동롤러(32)가 마스크(M)를 이송시키는 속도와 냉각드럼(20)에 밀착해서 이동하는 마스크(M)의 속도가 실질적으로 동일하게 된다.
한편, 도 1 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 진공증착장치의 제어방법에 관하여 설명한다. 도 3은 도 1에 도시된 실시예에 따른 진공증착장치의 제어계통을 나타낸 블록도이다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 진공증착장치의 제어계통은 제1센싱부(제1센싱롤러(55))와 제2센싱부(제2센싱롤러(65)), 그리고 제1클러치(53)와 제2클러치(63)가 제어부(100)에 연결되어 이루어진다.
이와 같은 각 센싱부와 클러치 그리고 제어부는 필름(F)에 전극이 형성되는 단계, 즉 증착이 이루어지는 단계에서 필름(F)과 마스크(M)가 실질적으로 동일한 속도로 이동할 수 있도록 필름 이송장치를 제어하기 위한 것이다.
이때 기본적으로 마스크 이송장치에 의한 마스크의 이송은 실질적으로 일정한 장력으로 고정된다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 진공증착장치의 제어방법은, 구동단계와, 전극형성단계, 그리고 장력조절단계를 포함하여 이루어진다.
상기 구동단계는 마스크 이송장치와 필름 이송장치를 각각 작동시켜서 마스크(M)와 필름(F)이 각각 이송되도록 하는 단계이다.
상기 전극형성단계는 냉각드럼(20)에서 마스크(M)와 필름(F)이 서로 겹쳐져서 밀착되어 이동될 때 박막소스부(12)에서 제공되는 박막소스에 포함된 금속입자가 마스크(M)에 형성된 패턴 대로 금속 박막이 필름에 증착되어 전극이 형성되는 단계이다.
상기 장력조절단계는 상기 전극형성단계에서 마스크(M)와 필름(F)이 실질적으로 동일한 속도로 이동하여 마스크(M)에 형성된 패턴 대로 정확하게 전극패턴이 필름(F)에 형성되도록 필름(F)의 장력을 조절하는 단계이다.
한편, 상기 구동단계는 권출롤러 쪽 필름의 장력을 권취롤러 쪽 필름의 장력 보다 더 크게 되도록 필름 이송장치를 구동하도록 함이 바람직하다.
이는 권취롤러 쪽 필름의 장력이 더 클 경우 필름이 냉각드럼에서 미끄러져서 이송될 수 있으므로 장력 조절이 힘들어지기 때문에 필름의 미끄러짐을 방지하고 필름의 장력조절이 용이하게 이루어질 수 있도록 하기 위한 것이다.
그리고 마스크 이송장치는 구동롤러와 냉각드럼이 동기구동되도록 함이 바람직한데 이에 관하여는 앞서 설명한 바 있으므로 중복을 피하기 위하여 구체적 설명을 생략하기로 한다.
상기한 바와 같이 권출롤러 쪽 필름의 장력과 권취롤러 쪽 필름의 장력의 차이는 마스크와 필름 사이의 마찰력에 의해 보상된다. 즉 권출롤러 쪽 필름의 장력과 권취롤러 쪽 필름의 장력의 차이에 해당하는 힘을 마스크와 필름 사이의 마찰력이 상쇄하여 마스크가 필름을 마찰력에 의해 끌고 동시에 이동할 수 있게 된다.
권출롤러 쪽 필름의 장력과 권취롤러 쪽 필름의 장력의 차이 보다 마스크와 필름 사이의 마찰력을 실질적으로 더 크게 함으로써 제1클러치(53) 및 제2클러치(63)의 제어가 미세하게 어긋나게 될 경우에도 마스크와 냉각드럼이 필름을 잡아주는 힘에 의해서 미세한 변화를 잡아 줄 수 있게 된다.
여기서 권출롤러 쪽 필름의 장력과 권취롤러 쪽 필름의 장력의 차이를 정확하게 제어하는 것은 제1센싱롤러(51) 및 제2센싱롤러(61)가 각각 권출롤러 쪽 필름 및 권취롤러 쪽 필름의 장력을 감지하여 제어부가 그 장력값을 설정값과 비교하여 차이가 있다면 그 차이만큼을 피드백하여 제1클러치(53) 및 제2클러치(63)가 각각 권출롤러(51)와 권취롤러(61)의 속도를 제어함으로써 이루어진다.
상기한 바와 같은 제어에 의해 권출롤러 쪽 필름의 장력과 권취롤러 쪽 필름의 장력이 정확하게 제어되어 마스크와 필름 사이의 마찰력에 의한 동시 이동이 실절적으로 정확하게 이루어질 수 있으며, 이로 말미암아 롤투롤 방식의 대량생산이 가능하면서도 정밀한 내부전극패턴의 형성이 가능하게 되는 것이다.

Claims (21)

  1. 박막소스가 구비되는 챔버;
    상기 챔버 내에 구비되며, 소정의 패턴이 형성된 마스크를 소정의 장력으로 이송시키는 마스크 이송장치;
    상기 박막소스에 의해 상기 마스크의 패턴대로 필름에 전극패턴이 형성되도록 상기 필름을 소정의 장력으로 이송시키는 필름 이송장치; 및
    상기 필름에 전극패턴이 형성되는 구간에서 상기 필름이 상기 마스크에 대한 마찰력에 의해 실질적으로 동시에 이동되도록 상기 필름의 장력을 조절하는 장력 조절장치를 포함하는 진공증착장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 필름 이송장치는,
    감겨있는 필름을 풀어서 공급하는 권출롤러와,
    상기 권출롤러로부터 공급되는 필름을 감는 권취롤러와,
    상기 권출롤러 및 상기 권취롤러 사이에서 필름을 이송하며, 일측에서 상기 마스크와 상기 필름이 서로 밀착되어 소정의 마찰력에 의해 이송되도록 하는 냉각드럼을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 마스크 이송장치는,
    상기 마스크를 소정의 장력으로 이송시키도록 롤링하는 롤링장치와,
    상기 롤링장치를 구동시키는 구동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 롤링장치는,
    상기 마스크를 이송시키는 구동력을 제공하는 구동롤러와,
    상기 마스크의 이송을 안내하는 가이드롤러와,
    상기 마스크와의 마찰력에 의해 회전하며 소정 간격 이동 가능하도록 구비됨으로써 상기 마스크의 장력을 조절하는 장력롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 구동롤러는,
    상기 마스크의 일면에 접촉되어 회전하며 상기 마스크의 이송을 구동하도록 소정의 마찰력을 발생시키는 제1구동롤러와,
    상기 마스크의 타면에 접촉되어 상기 제1구동롤러와 반대 방향으로 회전하며 상기 마스크와 소정의 마찰력을 발생시키는 제2구동롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 구동장치는,
    구동력을 발생시키는 구동기어와,
    상기 냉각드럼과 함께 회전하는 드럼기어와,
    상기 제1구동롤러와 함께 회전하는 제1구동롤러기어와,
    상기 제2구동롤러와 함께 회전하는 제2구동롤러기어와,
    상기 구동기어, 상기 드럼기어, 상기 제1구동롤러기어 및 상기 제2구동롤러기어를 연결하여 상기 구동기어의 작동에 의해 함께 회전되도록 하는 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 장력조절장치는,
    상기 필름의 장력을 감지하는 센싱부와,
    상기 필름의 장력이 조절되도록 상기 필름 이송장치를 제어하는 클러칭부와,
    상기 센싱부의 감지 결과에 따라 상기 클러칭부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치.
  8. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장력조절장치는,
    상기 권출롤러와 상기 냉각드럼 사이에서 필름의 장력을 감지하는 제1센싱부와,
    상기 냉각드럼과 상기 귄취롤러 사이에서 필름의 장력을 감지하는 제2센싱부와,
    상기 필름의 장력이 조절되도록 상기 권출롤러를 제어하는 제1클러치와,
    상기 필름의 장력이 조절되도록 상기 권취롤러를 제어하는 제2클러치와,
    상기 제1센싱부 및 제2센싱부의 감지 결과에 따라 상기 제1클러치 및 제2클러치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1센싱부는 상기 권출롤러와 상기 냉각드럼 사이에서 필름의 이송을 가이드하면서 필름의 이송 속도를 감지하는 제1센싱롤러를 포함하고,
    상기 제2센싱부는 상기 냉각드럼과 상기 귄취롤러 사이에서 필름의 이송을 가이드하면서 필름의 이송 속도를 감지하는 제2센싱롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1클러치 및 상기 권출롤러, 그리고 상기 제2클러치 및 상기 권취롤러는 각각 벨트/체인 부재에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 진공증착장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1클러치 및 상기 권출롤러, 그리고 상기 제2클러치 및 상기 권취롤러는 각각 일체로 결합되어 구비되는 것을 특징으로 하는 진공증착장치.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 드럼기어와 상기 제1구동롤러기어 또는 제2구동롤러기어의 외경비는 상기 냉각드럼과 상기 제1구동롤러 또는 제2구동롤러의 외경비와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 진공증착장치.
  13. 구동롤러와 장력롤러를 포함하는 마스크 이송장치 및 권출롤러와 권취롤러, 그리고 냉각드럼을 포함하는 필름 이송장치를 각각 구동하는 구동단계;
    마스크의 패턴대로 필름에 전극패턴이 형성되도록 하는 전극형성단계; 및
    상기 전극형성단계에서 상기 필름이 상기 마스크에 대한 마찰력에 의해 실질적으로 동시에 이동되도록 상기 필름의 장력을 조절하는 장력조절단계를 포함하는 진공증착장치의 제어방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 구동단계는,
    상기 권출롤러 쪽 필름의 장력을 상기 권취롤러 쪽 필름의 장력 보다 더 크게 되도록 상기 필름 이송장치를 구동하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치의 제어방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 구동단계는,
    상기 마스크 이송장치의 구동롤러와 상기 필름 이송장치의 냉각드럼이 동기구동이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치의 제어방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 장력조절단계는,
    상기 권출롤러 쪽 필름의 장력과 상기 권취롤러 쪽 필름의 장력의 차이 보다 상기 마스크의 장력이 더 크게 되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치의 제어방법.
  17. 제13항에 있어서, 상기 장력조절단계는,
    상기 필름 이송장치에 의해 이송되는 필름의 장력을 센싱부가 감지하는 감지단계;
    상기 감지단계에서 감지된 장력을 설정값과 비교하는 비교단계; 및
    상기 감지된 장력과 설정값의 차이를 보상하도록 클러칭부를 제어하여 상기 필름의 장력을 조절하는 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치의 제어방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 센싱부는 상기 권출롤러 쪽 필름의 장력을 감지하는 제1센싱부와 상기 권취롤러 쪽 필름의 장력을 감지하는 제2센싱부를 포함하고,
    상기 감지단계는 상기 제1센싱부와 상기 제2센싱부에 의해 각각 필름의 장력이 감지되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치의 제어방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1센싱부는 상기 권출롤러와 상기 냉각드럼 사이에서 필름의 이송을 가이드하면서 필름의 장력을 감지하는 제1센싱롤러를 포함하고,
    상기 제2센싱부는 상기 냉각드럼과 상기 권취롤러 사이에서 필름의 이송을 가이드하면서 필름의 장력을 감지하는 제2센싱롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치의 제어방법.
  20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 클러칭부는 상기 권출롤러의 회전속도를 제어하는 제1클러치와, 상기 권취롤러의 회전속도를 제어하는 제2클러치를 포함하고,
    상기 제어단계는, 상기 센싱부의 감지 결과에 따라 상기 제1클러치가 상기 권출롤러의 회전 속도를 제어하는 단계와, 상기 제2클러치가 상기 권취롤러의 회전속도를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치의 제어방법.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 마스크의 장력이 설정된 값의 범위를 벗어나는 경우, 상기 장력롤러가 마스크의 장력을 조절하도록 하는 마스크 장력 조절단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치의 제어방법.
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