KR20110120638A - 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 장치 및 방법 - Google Patents

인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 장치 및 방법 Download PDF

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KR20110120638A
KR20110120638A KR1020100040131A KR20100040131A KR20110120638A KR 20110120638 A KR20110120638 A KR 20110120638A KR 1020100040131 A KR1020100040131 A KR 1020100040131A KR 20100040131 A KR20100040131 A KR 20100040131A KR 20110120638 A KR20110120638 A KR 20110120638A
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최현호
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Abstract

본 발명은 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 장치 및 방법을 제공한다. 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 장치는 인쇄드럼과 인쇄플레이트를 가지는 인쇄용 롤러와 인쇄용 롤러의 인쇄층에 도포된 전도성 잉크 패턴을 인쇄회로기판으로 전사하는 전사용 롤러를 포함한다. 인쇄플레이트는 인쇄드럼의 외주면을 감싸도록 인쇄드럼에 부착되며, 패턴에 대응되는 영역과 나머지 영역이 상이한 성질을 갖는록 제공된다. 그리고, 롤러 구동부는 인쇄용 롤러와 전사용 롤러 중 적어도 어느 하나를 회전시킨다.

Description

인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FORMING CONDUCTIVITY PATTERN ON PRINTED CIRCUIT BOARD}
본 발명은 인쇄회로기판을 제조하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 인쇄회로기판(PCB) 혹은 플렉시블 인쇄회로기판(Flexible PCB)에 배선을 형성하는 공정은 인쇄회로기판에 동박 적층판과 드라이 필름(Dry Film)을 순착적으로 형성하고, 패턴이 형성된 마스터 필름(Master Film)을 드라이 필름에 밀착한 상태에서 광을 조사한다. 그리고, 노광된 인쇄회로기판을 현상하여 광이 조사된 영역 또는 광이 조사되지 않은 드라이 필름 영역을 선택적으로 제거하고, 드라이 필름 사이로 노출된 동박 적층판을 에칭한다. 동박 적층판의 에칭이 완료되면, 동박 적층판에 남아있는 드라이 필름이 제거된다.
상술한 배선형성 공정은 한 층의 배선을 형성하기 위해서는 다수의 공정들이 순차적으로 진행되어야 하므로, 배선 형성에 소요되는 공정시간이 증가한다. 그리고, 인쇄회로기판에 동박 적층판과 드라이 필름을 형성이 요구되고, 상술한 공정들을 수행하기 위핸 복수개의 설비들이 요구되므로 제조비용이 증가한다. 그리고, 드라이 필름 제거에 사용되는 알카리 용액 및 동박 적층판 에칭에 사용되는 에칭액은 비친화적인 폐기물을 발생시킨다.
본 발명은 새로운 방법으로 전도성 패턴을 형성할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 전도성 패턴을 형성하는 공정을 단순화할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 전도성 패턴의 제조비용을 감소시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 연속하여 형성할 수 잇는 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 장치를 제공한다. 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 장치는 인쇄드럼과, 상기 인쇄드럼의 외주면을 감싸도록 상기 인쇄드럼에 부착되며, 상기 패턴에 대응되는 영역과 나머지 영역이 상이한 성질을 가지도록 제공된 인쇄 플레이트를 가지는 인쇄용 롤러; 상기 인쇄층에 전도성 잉크를 공급하는 전도성 잉크 도포부; 상기 인쇄드럼과 나란하게 배치되며, 그 외주면이 상기 인쇄층과 접촉되는, 그리고 상기 인쇄층에 도포된 전도성 잉크를 상기 인쇄회로기판으로 전사하는 전사용 롤러; 및 상기 인쇄용 롤러와 상기 전사용 롤러 중 적어도 어느 하나를 회전시키는 롤러 구동부를 포함한다.
상기 패턴에 대응되는 영역은 친유성을 띄고, 상기 나머지 영역은 친수성을 띄며, 상기 전도성 잉크는 상기 패턴에 대응되는 영역에 도포되고 상기 나머지 영역에는 도포되지 않는다.
상기 인쇄 플레이트에는 상기 패턴에 대응되는 영역과 상기 나머지 영역이 상이한 성질을 가지는 인쇄층이 형성된다.
상기 인쇄 플레이트에는 상기 패턴에 대응되는 영역에 인쇄층이 형성되고, 상기 나머지 영역은 노출된다.
상기 인쇄 플레이트는 상기 인쇄층과 상기 인쇄드럼의 사이에 위치되며 상기 인쇄층이 형성된 베이스판을 가지되, 상기 전사용 롤러의 외주면은 상기 베이스판과 상기 인쇄회로기판보다 유연한 재질로 제공된다.
상기 베이스판은 금속재질로 제공되고, 상기 전사 플레이트는 실리콘 재질로 제공된다.
상기 전도성 잉크 도포부는 상기 인쇄드럼과 나란하게 배치되며, 그 외주면이 상기 인쇄층과 접촉되는 적어도 하나의 메인도포롤러; 상기 메인도포롤러와 나란하게 배치되며, 그 외주면이 상기 도포롤러와 접촉하는 보조도포롤러; 및 내부에 전도성 잉크가 저장되는 공간이 형성되며, 상기 보조도포롤러의 외주면으로 전도성 잉크를 공급하는 전도성 잉크 공급부를 포함한다.
상기 인쇄용 롤러의 회전축과 상기 전사용 롤러의 회전축은 상하방향으로 상이한 평면상에 위치하며, 상기 장치는 상기 인쇄용 롤러의 외주면과 상기 전사용 롤러의 외주면 간의 간격이 조절되도록 상기 인쇄용 롤러 또는 상기 전사용 롤러를 이동시키는 롤러 구동기를 더 포함한다.
상기 롤러 구동기는 상기 인쇄용 롤러 또는 상기 전사용 롤러를 수평방향으로 직선이동시킨다.
또한, 본 발명은 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 방법을 제공한다. 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 방법은 상기 패턴에 대응되는 상기 인쇄회로기판 영역에 전도성 잉크를 인쇄하되, 상기 전도성 잉크의 인쇄는 인쇄 플레이트의 인쇄층 영역에 광을 조사하여 상기 패턴에 대응하는 영역의 성질을 나머지 영역의 성질과 상이하게 하고, 인쇄드럼의 외주면을 감싸도록 상기 인쇄 플레이트를 부착하며, 상기 인쇄층 영역에 상기 전도성 잉크를 공급하여 상기 패턴에 대응하는 영역에 상기 전도성 잉크를 도포하고, 상기 인쇄층과 전사용 롤러의 외주면이 접촉된 상태에서 상기 인쇄드럼과 상기 전사용 롤러가 서로 나란한 회전축을 중심으로 회전하고, 회전하는 상기 전사용 롤러의 외주면이 직선이동되는 상기 인쇄회로기판과 접촉되어 상기 패턴에 대응하는 영역에 도포된 상기 전도성 잉크를 상기 인쇄회로기판으로 전사한다.
상기 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 방법은 인쇄된 상기 전도성 잉크를 건조시키는 단계를 더 포함한다.
상기 패턴에 대응하는 영역은 친유성을 띄고, 상기 나머지 영역은 친수성을 띠며, 상기 전도성 잉크는 상기 패턴에 대응하는 영역에 도포되고, 상기 나머지 영역에는 도포되지 않는다.
상기 인쇄 플레이트가 상기 인쇄 드럼의 외주면에 부착되기 전, 상기 나머지 영역을 제거하는 단계를 더 포함한다.
상기 인쇄 플레이트의 인쇄층 영역에 광의 조사는 원통 드럼의 외주면을 감싸도록 상기 인쇄 플레이트를 상기 원통 드럼에 부착하고, 상기 원통 드럼을 회전시키고, 상기 광을 조사하는 광원이 상기 원통 드럼의 길이방향을 따라 직선이동하며, 상기 패턴에 대응하는 영역으로 광을 조사한다. 상기 광은 레이저 광이다.
상기 패턴에 대응하는 영역에 상기 전도성 잉크의 도포는 상기 인쇄드럼의 회전축과 나란한 축을 중심으로 회전되는 보조도포롤러에 상기 전도성 잉크를 공급하고, 공급된 상기 전도성 잉크가 상기 보조도포롤러의 외주면과 상기 인쇄층에 접촉하여 회전되는 메인도포롤러의 외주면를 통해 상기 인쇄층으로 공급되므로써, 상기 패턴에 대응하는 영역에 상기 전도성 잉크가 도포된다. 광이 조사되지 않은 상기 인쇄층 영역에는 물이 공급된다.
상기 전사용 롤러의 외주면은 상기 인쇄플레이트와 상기 인쇄회로기판보다 부드러운 재질을 가진다.
상기 전사용 롤러의 외주면은 실리콘 재질로 제공되며, 상기 인쇄플레이트는 금속재질로 제공된다.
상기 인쇄회로기판은 플렉시블 인쇄회로기판이고,상기 인쇄회로기판으로 상기 전도성 잉크의 전사는 동일한 상기 패턴을 연속적으로 그리고 반복적으로 수행된다.
본 발명에 의하면, 전도성 잉크 패턴이 직접 인쇄회로기판에 인쇄되므로 전도성 패턴을 형성하는 공정이 단순화되고, 공정시간이 짧아진다.
또한, 본 발명에 의하면, 동박 적층판 및 드라이 필름의 형성, 노광공정, 현상공정, 에칭공정, 그리고 애싱공정이 요구되지 않으므로, 전도성 패턴의 제조비용이 감소된다.
또한, 본 발명에 의하면, 인쇄용 롤러와 전사용 롤러의 회전에 의해 일정한 주기로 전도성 패턴이 인쇄회로기판에 형성되므로, 전도성 패턴이 인쇄회로기판에 연속하여 형성된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 일부 구성들을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 인쇄용 롤러 및 전사용 롤러를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 2의 전도성 잉크 도포부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1의 물 공급부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 7은 도 6의 인쇄 단계를 상세하게 나타내는 순서도이다.
도 8은 도 7의 인쇄플레이트의 인쇄층에 광을 조사하는 단계를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 7의 인쇄회로기판에 전도성 잉크 패턴을 인쇄하는 공정을 나타내는 도면이다.
도 10는 본 발명의 실시예에 따른 전도성 패턴이 형성된 인쇄회로기판을 나타내는 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄플레이트를 형성하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄플레이트를 형성하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 13은 도 11a 및 도 12a에서 인쇄 플레이트에 광을 조사하는 과정을 간략하게 나타내는 도면이다.
도 14은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 장치를 간략하게 나타내는 도면이다.
도 15는 도 14의 장치에 의해 전도성 패턴이 형성된 인쇄회로기판을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 제조하는 장치를 간략하게 나타내는 사시도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 제조하는 장치를 간략하게 나타내는 사시도이다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 제조하는 장치를 간략하게 나타내는 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 18을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 일부 구성들을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 1 및 2를 참조하면, 인쇄회로기판(11)에 전도성 패턴을 형성하는 장치(1)는 직선이동되는 인쇄회로기판(11)에 연속적으로 전도성 패턴을 형성할 수 있다. 인쇄회로기판(11)에 전도성 패턴을 형성하는 장치(1)는 권출부(111), 권취부(112), 지지롤러(113), 복수개의 가이드 롤러(114 내지 116)들, 그리고 전도성 패턴 인쇄부(200)를 포함한다.
권출부(111)는 인쇄회로기판(11)이 감기는 릴을 가지며, 인쇄회로기판을 전도성 패턴 인쇄부(200)로 송출한다. 권취부(112)는 권출부(111)와 이격하여 배치되며, 권출부(111)로부터 송출된 인쇄회로기판(11)이 감기는 릴을 가진다. 인쇄회로기판(11)은 권출부(111)부터 연속적으로 송출되어 권취부(112)의 릴에 감겨진다.
권출부(111)와 권취부(112) 사이에는 지지롤러(113) 및 가이드 롤러(114 내지 116)들이 위치한다. 지지롤러(113)는 원통형상으로 제공된다. 지지롤러(113)는 인쇄회로기판(11)의 이송경로의 하부에서 권출부(111)와 나란하게 배치된다. 지지롤러(113)는 전사용 롤러(220)의 하부에 위치하며, 전사용 롤러(220)와 접촉되는 인쇄회로기판(11) 영역을 지지한다. 지지롤러(113)는 회전가능하게 제공되며, 인쇄회로기판(11)의 이송과 함께 회전된다.
가이드 롤러(114 내지 116)들은 인쇄회로기판(11)의 이송 경로상에 복수개 배치되며, 인쇄회로기판(11)의 이송을 안내한다. 실시예에 의하면, 가이드 롤러들 중 일부(115)는 권출부(111)와 지지롤러(112) 사이에 제공된다. 가이드 롤러(115)는 인쇄회로기판(11)의 이송경로상의 상부에 위치하며, 하단이 전사용 롤러(220)의 하단과 동일한 높이를 가진다. 가이드 롤러(115)는 이송되는 인쇄회로기판(11)의 상면과 접촉하여 인쇄회로기판(11)의 이송을 안내한다. 이와 달리, 가이드 롤러(115)는 인쇄회로기판(11)의 이송경로상의 하부에 제공될 수 있으며, 또는 인쇄회로기판(11)의 이송경로상의 상부 및 하부에 각각 제공될 수 있다.
그리고, 가이드 롤러들 중 다른 일부(116)는 지지롤러(113)와 권취부(112) 사이에 제공된다. 가이드 롤러(116)는 인쇄회로기판(11)의 이송경로상의 하부에 위치하며, 상단이 지지롤러(116)의 상단과 동일한 높이를 가진다. 가이드 롤러(116)는 이송되는 인쇄회로기판(11)의 하면과 접촉하여 인쇄회로기판의 이송을 안내한다. 인쇄회로기판(11)의 상면에 인쇄된 전도성 잉크 패턴이 이송과정에서 완전히 건조되지 않는 경우가 발생될 수 있으므로, 가이드 롤러(116)는 이송경로의 하부에서 인쇄회로기판(11)을 이송한다.
전도성 패턴 인쇄부(200)는 인쇄회로기판(11)에 전도성 패턴을 인쇄한다. 전도성 패턴 인쇄부(200)는 인쇄용 롤러(210), 전사용 롤러(220), 전도성 잉크 도포부(230), 그리고 물 공급부(240)를 포함한다.
인쇄용 롤러(210)는 전도성 패턴에 대응하는 인쇄층(214) 영역을 가지고, 전사용 롤러(220)는 인쇄용 롤러(210)에 도포된 전도성 잉크를 인쇄회로기판(11)으로 전사한다. 그리고, 전도성 잉크 도포부(230)는 인쇄용 롤러(210)의 인쇄층(214)으로 전도성 잉크를 공급하고, 물 공급부(240)는 인쇄용 롤러(210)의 인쇄층(214)으로 물을 공급한다. 실시예에 의하면, 전도성 잉크는 은(Ag), 구리(Cu), 그리고 금(Au)과 같은 전기 전도성이 우수한 금속들 중 적어도 어느 하나를 함유한다. 상기 금속들은 나노 입자 형태로 전도성 잉크에 포함되며, 전도성 잉크가 전기적 성질을 가지도록 한다. 이하 각 구성에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 도 1의 인쇄용 롤러 및 전사용 롤러를 나타내는 사시도이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 인쇄용 롤러(210)는 인쇄드럼(211) 및 인쇄 플레이트(212)를 포함한다.
인쇄드럼(211)은 인쇄회로기판(11)의 이송경로상의 상부에 위치한다. 인쇄드럼(211)은 원통형상으로 제공되며 지지롤러(113)와 나란하게 배치된다. 인쇄드럼(211)은 롤러 구동부(250)에 의하여 회전가능도록 제공된다.
인쇄 플레이트(212)는 인쇄드럼(211)의 외주면을 감싸도록 인쇄드럼(211)에 부착된다. 인쇄 플레이트(212)는 베이스 판(213)과 인쇄층(214)을 가진다. 베이스 판(213)은 인쇄층(214)과 인쇄드럼(211) 사이에 위치되며, 얇은 판 형상으로 제공된다. 베이스 판(213)은 인쇄 플레이트(212)가 인쇄드럼(211)의 외주면을 감싸도록 유연한 금속재질로 제공된다. 실시예에 의하면, 베이스 판(213)은 알루미늄(Al) 재질로 제공될 수 있다.
베이스 판(213)에는 인쇄층(214)이 형성된다. 인쇄층(214)에는 인쇄 플레이트(212)가 인쇄드럼(211)에 부착되기 전에 전도성 패턴에 대응되는 영역으로 광이 조사된다. 조사된 광에 의하여 인쇄층(214)은 영역에 따라 상이한 성질을 갖는다. 광은 레이저 광이 사용될 수 있다. 실시예에 의하면, 광이 조사된 인쇄층 영역(214a)은 나머지 영역(214b)과 상이한 성질을 갖는다. 광이 조사된 인쇄층 영역(214a)은 친유성을 띄고, 나머지 영역(214b)은 친수성을 뛸 수 있다. 실시예에 의하면, 전도성 잉크는 친유성을 띈 인쇄층 영역(214a)에 도포되고, 친수성을 띈 나머지 영역(214b)에는 도포되지 않는다.
전사용 롤러(220)는 인쇄드럼(211)의 하부에 위치하며, 인쇄드럼(211)과 나란하게 배치된다. 전사용 롤러(220)의 외주면은 인쇄층(214)과 접촉되며, 동시에 인쇄회로기판(11)과 접촉된다. 전사용 롤러(220)는 롤러 구동부(250)에 의해 회전가능하도록 제공된다. 전사용 롤러(220)는 인쇄용 드럼(210)과 함께 회전하여 인쇄층(214) 영역에 도포된 전도성 잉크를 인쇄회로기판(11)으로 전사한다.
전사용 롤러(220)의 외주면은 베이스 판(211)과 금속판(12)보다 유연한 재질로 제공된다. 실시예에 의하면, 전사용 롤러(220)의 외주면은 실리콘 재질로 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전사용 롤러(220)는 전사드럼(221)과 전사 플레이트(222)가 결합되어 제공된다. 전사 드럼(221)은 원통형상으로 제공되며, 인쇄드럼(221)과 이격하여 나란하게 배치된다. 전사 드럼(221)은 인쇄드럼(211)과 동일한 반경 및 길이를 가진다. 이에 의해, 전사 드럼(221)과 인쇄 드럼(211)은 같은 속도로 회전되며, 전도성 패턴이 인쇄회로기판(11)에 일정한 간격으로 형성된다. 전사 플레이트(222)는 전사드럼(221)의 외주면을 감싸도록 전사드럼(221)에 부착된다. 전사 플레이트(222)의 외주면은 인쇄층(214)과 인쇄회로기판(11)에 동시에 접촉된다. 전사 플레이트(222)는 전사 드럼(221)의 회전에 의해 전사 드럼(221)과 함께 회전되어 인쇄층(214) 영역에 도포된 전도성 잉크를 인쇄회로기판(11)으로 전사한다. 전사 플레이트(222)는 외주면이 인쇄회로기판(11)과 접촉되므로 전사 플레이트(222)의 외주면은 마찰로 인한 손상이 발생한다. 전사 플레이트(222)의 외주면에 손상이 발생되면, 전사드럼(221)으로부터 전사 플레이트(222)를 탈착하여 전사 플레이트(222)를 교체할 수 있다. 전사 플레이트(222)는 베이스 판(213)과 인쇄회로기판(11)보다 유연한 재질로 제공된다. 실시예에 의하면, 전사 플레이트(222)는 실리콘 재질로 제공될 수 있다.
전도성 패턴 인쇄 공정은 전사용 롤러(220)가 인쇄회로기판(11)을 소정 압력으로 가압한 상태에서 회전하므로, 전사용 롤러(220)의 외주면이 유연하지 못한 재질, 예컨데 금속재질로 제공될 경우, 전사용 롤러(220)와의 마찰에 의해 인쇄회로기판(11)에 스크레치가 발생될 수 있다. 본 발명은 전사용 롤러(220)의 외주면이 유연한 재질로 제공되므로, 전사용 롤러(220)와의 마찰로 인한 인쇄회로기판(11)의 스크레치 발생이 예방될 수 있다.
또한, 본 발명은 인쇄 플레이트(212)에 도포된 전도성 잉크가 전사용 롤러(220)를 통해 인쇄회로기판(11)으로 전사되므로, 인쇄용 롤러(210)가 인쇄회로기판(11)과 직접 접촉되는 것이 예방된다. 베이스 판(213)은 금속 재질로 제공되므로, 인쇄용 롤러(210)가 전도성 잉크를 직접 인쇄회로기판(11)에 인쇄할 경우, 베이스 판(213)과 인쇄회로기판(11)의 마찰로 인한 스크레치가 인쇄회로기판(11)에 발생될 수 있다. 그러나, 본 발명은 외주면이 유연한 재질을 갖는 전사용 롤러(220)를 통해 전도성 잉크가 인쇄회로기판(11)으로 전사되므로 마찰로 인한 인쇄회로기판(11)의 스크레치 발생이 예방된다.
전도성 잉크 도포부(230)는 인쇄층(214)에 전도성 잉크를 공급한다.
도 4는 도 2의 전도성 잉크 도포부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 2 및 4를 참조하면, 전도성 잉크 도포부(230)는 전도성 잉크 공급부(231), 보조 도포 롤러(232), 메인 도포 롤러(233), 그리고 도포 롤러 간격 조절부(236)를 포함한다.
전도성 잉크 공급부(231)는 인쇄용 롤러(210)와 이격하여 일측에 위치한다. 전도성 잉크 공급부(231)는 내부에 전도성 잉크가 저장되는 공간(234)과 전도성 잉크를 보조 도포 롤러(232)로 공급하는 개구(235)를 가진다. 실시예에 의하면, 개구(235)는 전도성 잉크 공급부(231)의 저면에 형성된다. 전도성 잉크 공급부(231)에 공급된 전도성 잉크는 내부공간(234)에 머무른 후 개구(235)를 통해 보조 도포 롤러(232)로 공급된다.
보조 도포 롤러(232)는 인쇄용 롤러(210)와 전도성 잉크 공급부(231) 사이에 위치하며, 인쇄 드럼(211)과 이격하여 나란하게 배치된다. 보조 도포 롤러(232)는 외주면이 개구(235)와 소정간격을 유지하도록 전도성 잉크 공급부(231)에 인접하여 위치한다. 보조 도포 롤러(232)는 인쇄 드럼(211)의 회전축과 나란한 축을 중심으로 회전가능하게 제공된다.
메인 도포 롤러(233)는 인쇄용 롤러(210)와 보조 도포 롤러(232) 사이에 적어도 하나 제공되며, 인쇄드럼(211)과 나란하게 배치된다. 메인 도포 롤러(233)는 보조 도포 롤러(232)보다 작은 반경을 가진다. 메인 도포 롤러(233)는 외주면이 인쇄층(214)과 보조 도포 롤러(232)의 외주면과 접촉된다. 메인 도포 롤러(233)는 인쇄 드럼(211)의 회전축과 나란한 축을 중심으로 회전가능하게 제공된다. 실시예에 의하면, 인쇄용 롤러(210)의 반경방향을 따라 두 개의 메인 도포 롤러(233)가 서로 이격하여 제공된다. 각각의 인쇄용 롤러(233)의 외주면은 서로 상이한 위치에서 인쇄용 롤러(210)의 인쇄층(214)과 접촉된다.
도포 롤러 간격 조절부(236)는 메인 도포 롤러(233)의 외주면과 보조 도포 롤러(232)의 외주면의 간격을 조절한다. 보조 도포 롤러(232)는 그 외주면이 하나의 메인 도포 롤러(233)의 외주면과의 간격 및 다른 하나의 메인 도포 롤러(233)의 외주면과의 간격이 일정하게 유지되며 이동된다. 실시예에 의하면, 보조 도포 롤러(232)는 보조 도포 롤러(232)의 중심과 인쇄드럼(211)의 중심을 잇는 선(L)을 따라 이동된다. 보조 도포 롤러(233)의 이동으로 메인 도포 롤러(233)의 외주면에 도포되는 전도성 잉크의 두께가 조절된다. 보조 도포 롤러(232)의 외주면과 메인 도포 롤러(233)의 외주면간의 간격이 클수록 메인 도포 롤러(233)의 외주면에 도포되는 전도성 잉크의 두께가 두꺼워 진다.
또한, 도포 롤러 간격 조절부(236)는 메인 도포 롤러(233)를 이동시킨다. 각각의 메인 도포 롤러(233)는 그 외주면과 보조 도포 롤러(232)의 외주면과의 간격, 그리고 인쇄층(214)과의 간격이 일정하게 유지되며 이동한다. 실시예에 의하면, 메인 도포 롤러(233)는 보조 도포 롤러(232)의 중심과 인쇄드럼(211)의 중심을 잇는 선(L)에 수직한 방향을 따라 이동한다. 메인 도포 롤러(233)의 이동으로 인쇄층(214)에 도포되는 전도성 잉크의 두께가 조절된다. 메인 도포 롤러(233)의 외주면과 인쇄층(214)간의 간격이 클수록 인쇄층(214)에 도포되는 전도성 잉크의 두께가 두꺼워진다.
상술한 바와 달리, 도포 롤러 간격 조절부(236)은 선택적으로 보조 도포 롤러(232) 또는 메인 도포 롤러(233)를 이동시킬 수 있다.
상술한 전도성 잉크 도포부(230)의 구조에 의해, 전도성 잉크 공급부(231)로부터 보조 도포 롤러(232)의 외주면으로 전도성 잉크가 공급되고, 보조 도포 롤러(232)와 메인 도포 롤러(233)가 함께 회전되어 전도성 잉크가 인쇄층(214)으로 공급된다. 전도성 잉크는 친유성을 띄는 인쇄층 영역(214a)에만 도포되고, 친수성을 띄는 나머지 영역(214b)에는 도포되지 않는다.
보조 도포 롤러(232)로 전도성 잉크가 공급되는 과정에서 전도성 잉크의 점성차이 등 공정 조건에 따라 보조 도포 롤러(232)의 외주면에 전도성 잉크가 불균일하게 공급될 수 있다. 그러나, 전도성 잉크는 메인 도포 롤러(233)의 외주면에 균일하게 공급된 후 인쇄층(214)으로 공급되므로 인쇄층(214)으로 전도성 잉크가 균일하게 공급될 수 있다. 더욱이, 메인 도포 롤러(233)는 보조 도포 롤러(232)에 비하여 상대적으로 반경이 작게 제공되므로, 메인 도포 롤러(233)의 외주면에 전도성 잉크가 충분히 공급된 후, 인쇄층(214)으로 전도성 잉크가 공급될 수 있다.
상술한 실시예에서는 전도성 잉크 공급부(231)와 메인 도포 롤러(233) 사이에 하나의 보조 도포 롤러(232)가 제공되는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 보조 도포 롤러(232)는 복수개가 서로 나란하게 배치되어 제공될 수 있다. 이에 의해, 전도성 잉크 공급부(231)에서 어느 하나의 보조 도포 롤러(232)로 공급된 전도성 잉크는 순차적으로 다른 보조 도포 롤러에 공급된 후, 인쇄층으로 공급된다.
도 5는 도 1의 물 공급부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 1 및 5를 참조하면, 물 공급부(240)는 전도성 잉크 도포부(230)에 대향하여 인쇄용 롤러(210)의 일측에 위치하며, 도포층(214)으로 물을 공급한다. 물 공급부(240)는 물 저장조(241), 침지롤러(242), 공급롤러(243), 그리고 롤러 간격 조절부(245)를 포함한다.
물 저장조(241)는 인쇄용 롤러(210)와 이격하여 일측에 위치한다. 물 저장조(241)는 상부가 개방된 내부공간을 가지며, 내부공간에는 물이 저장된다.
침지 롤러(242)는 물 저장부(241)의 상부에 위치하며, 일부가 물에 침지된다. 침지 롤러(242)는 인쇄 드럼(211)과 나란하도록 배치되며, 인쇄 드럼(211)의 회전축과 나란한 축을 중심으로 회전가능하게 제공된다.
공급 롤러(243)는 인쇄용 롤러(210)와 침지 롤러(242) 사이에 위치하며, 인쇄 드럼(211)과 나란하게 배치된다. 공급 롤러(243)는 침지 롤러(242)보다 작은 반경을 가진다. 공급 롤러(243)는 외주면이 인쇄층(214)과 침지 롤러(242)의 외주면과 접촉된다. 공급 롤러(243)는 침지 롤러(242)의 회전축과 나란한 축을 중심으로 회전가능하게 제공된다.
롤러 간격 조절부(245)는 침지 롤러(242)의 외주면과 공급롤러(243)의 외주면의 간격을 조절되도록 침지 롤러(242)를 이동시킨다. 침지 롤러(242)의 이동으로 공급롤러(243)에 물의 양이 조절된다. 실시예에 의하면, 침지 롤러(242)의 외주면과 공급롤러(243)의 외주면 간격이 커지면, 물이 공급롤러(243)의 외주면에 두껍게 도포된다.
또한, 롤러 간격 조절부(245)는 공급 롤러(243)를 이동시킨다. 공급 롤러(243)는 침지롤러(242)와의 간격과 인쇄층(214)과의 간격이 일정하게 유지되도록 이동한다. 실시예에 의하면, 공급롤러(243)는 침지롤러(242)의 중심과 인쇄드럼(211)의 중심을 잇는 선(L)에 수직한 방향으로 이동한다. 공급롤러(242)의 이동으로 인쇄층(214)에 도포되는 물의 양이 달라진다. 공급롤러(242)의 외주면과 인쇄층(214)간의 간격이 클수록 인쇄층(214)에 물이 두껍게 도포된다.
상술한 바와 달리, 롤러 간격 조절부(245)는 선택적으로 침지롤러(242) 또는 공급롤러(243)를 이동시킬 수 있다.
상술한 물 공급부(240)의 구조에 의하여, 물 저장조(241)에 저장된 물이 침지롤러(242)의 회전으로 공급롤러(243)의 외주면으로 공급되고, 공급롤러(243)의 회전으로 인쇄층(214)에 공급된다. 물은 친유성을 띄는 인쇄층 영역(214a)에 머무르지 못하고, 친수성을 띄는 나머지 영역(214b)에만 머무른다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 장치를 사용하여 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 6을 참조하면, 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 방법은 전도성 잉크를 패턴에 대응되는 인쇄회로기판 영역에 인쇄하는 인쇄 단계(S100) 및 인쇄된 전도성 잉크를 건조하는 건조 단계(S200)를 포함한다. 인쇄 단계 및 건조 단계는 순차적으로 연속하여 수행된다.
도 7은 도 6의 인쇄 단계를 상세하게 나타내는 순서도이다.
도 7을 참조하면, 인쇄회로기판에 전도성 잉크를 인쇄하는 공정은 인쇄플레이트의 인쇄층에 광을 조사하는 단계(S110), 광이 조사된 인쇄 플레이트를 인쇄드럼에 부착하는 단계(S120), 인쇄층에 전도성 잉크를 공급하는 단계(S130), 인쇄드럼과 전사용 롤러를 회전하는 단계(S140), 그리고 인쇄회로기판에 전도성 잉크 패턴을 전사하는 단계(S150)를 포함한다.
도 8은 도 7의 인쇄플레이트의 인쇄층에 광을 조사하는 단계를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 베이스판(213)에 도포된 인쇄층(214)에 광이 조사된다. 광은 패턴에 대응되는 인쇄층(214) 영역으로 조사된다. 조사된 광에 의해 인쇄층(214)은 전도성 패턴에 대응하는 영역(214a)과 나머지 영역(214b)의 성질이 상이하게 된다. 광은 특정 범위의 파장을 갖는 레이저 광이 사용될 수 있다. 광의 조사된 인쇄층 영역(214a)은 친유성을 띄고, 광이 조사되지 않은 나머지 영역(214b)은 친수성을 띈다.
광이 조사된 인쇄플레이트(212)는 인쇄드럼(211)의 외주면을 감싸도록 베이스판(213)이 인쇄드럼의 외주면에 부착된다.
도 9는 도 7의 인쇄회로기판에 전도성 잉크 패턴을 인쇄하는 공정을 나타내는 도면이다.
인쇄회로기판(11)은 권출부에서 송출되어 전도성 인쇄 패턴을 인쇄하는 공정에 제공된다. 인쇄회로기판(11)은 가이드 롤러 및 지지롤러에 지지되어 권취부로 직선이송된다. 인쇄회로기판(11)의 이송경로상에서 전도성 잉크 패턴이 인쇄된다.
전도성 잉크 패턴이 인쇄되는 과정을 상세하게 살펴보면, 먼저 인쇄층(214)으로 전도성 잉크와 물이 공급된다. 전도성 잉크는 전도성 잉크 공급부(231)의 개구를 통하여 보조 도포 롤러(232)의 외주면으로 공급된다. 공급된 전도성 잉크는 보조 도포 롤러(232)의 회전에 의해 메인 도포 롤러(233)의 외주면으로 공급된다. 그리고, 메인 도포 롤러(233)의 회전에 의해 인쇄층(214)으로 공급된다. 전도성 잉크는 유성을 띄므로, 친유성을 띄는 인쇄층 영역(214a)에 도포되고, 친수성을 띄는 나머지 영역(214b)에는 도포되지 않는다.
물은 침지롤러(242)의 회전에 의해 물 저장조(241)에 저장된 물이 공급롤러(243)의 외주면으로 공급된다. 그리고, 공급롤러(243)의 회전에 의해 인쇄층(214)으로 물이 공급된다. 물은 친유성을 띄는 인쇄층 영역(214a)에 도포되지 못하고, 친수성을 띄는 나머지 영역(214b)에 도포된다. 이러한 물의 도포에 의해 패턴에 대응하는 인쇄층 영역(214a)과 나머지 영역(214b)의 경계를 분명히 하여 전도성 잉크가 인쇄층에 도포될 수 있다.
인쇄층(214)에 도포된 전도성 잉크는 인쇄드럼(211)과 전사용 롤러(220)의 회전에 의하여 전사용 롤러(220)의 외주면에 인쇄된다. 그리고, 전사용 롤러(220)는 이송되는 인쇄회로기판(11)을 소정의 압력으로 가압한 상태에서 회전하여 전도성 잉크 패턴을 인쇄회로기판(11)으로 전사한다.
상술한 전도성 잉크 및 물의 공급, 그리고 인쇄드럼과 전사용 롤러의 회전이 지속적으로 수행되어 이송되는 인쇄회로기판에는 전도성 잉크 패턴의 전사가 연속적으로 이루어진다. 전사된 전도성 잉크 패턴은 인쇄회로기판(11)이 권취부로 이송되는 동안 건조된다.
상술한 공정에 의해, 도 10과 같이 전도성 패턴이 인쇄회로기판에 형성되며, 전도성 패턴은 인쇄회로기판과 전기적으로 연결된다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄플레이트를 형성하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 11a 및 도 11b 를 참조하면, 베이스 판(213)에는 인쇄층(214)이 형성되어 제공된다. 실시예에 의하면, 인쇄층(214)은 친유성을 띄는 감광액 층이다. 감광액은 네가티브 감광액(negative photoresist solution)이 사용된다. 베이스 판(213)의 상면은 인쇄층(214)이 형성되기 전, 전해연마(electrolytic polishing)처리되어 상면에 다수의 기공이 형성된다. 전해연마에 의해 베이스 판(213)의 상면은 친수성을 띈다. 전도성 패턴에 대응하는 인쇄층(214) 영역으로 광이 조사된다. 조사된 광에 의해 인쇄층(214)은 광이 조사된 영역(214a)과 광이 조사되지 않은 영역(214b)의 성질이 상이하게 된다. 이 후, 인쇄 플레이트(212)는 현상액에 침지된다. 현상액에 의해 광이 조사되지 않은 영역(214b)이 제거된다. 인쇄드럼(211)에는 광이 조사되지 않은 영역(214b)이 제거된 인쇄 플레이트(212)가 부착된다. 인쇄회로기판(11)에 전도성 패턴을 형성하는 과정에서 인쇄층(214)이 제거된 베이스판(213) 영역으로 물이 공급되며, 물은 베이스판 (213)상면에 형성된 기공에 머무른다. 전도성 잉크는 전도성 패턴에 대응되는 인쇄층(214a) 영역에 도포되어 인쇄회로기판의 금속막으로 전사된다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄플레이트를 형성하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 12a 및 도 12b 를 참조하면, 상기 도 11a 및 11b의 실시예에 달리, 감광액은 포지티브 감광액(positive photoresist solution)이 사용된다. 광은 전도성 패턴에 대응하는 인쇄층 영역(214b)을 제외한 나머지 영역(214a)으로 제공된다. 조사된 광에 의해 광이 조사된 영역(214a)은 광이 조사되지 않은 나머지 영역(214b)과 성질이 상이하게 된다. 이 후, 인쇄플레이트(212)는 현상액에 침지된다. 현상액에 의해 광이 조사된 영역(214a)이 제거된다. 인쇄드럼(211)에는 광이 조사된 영역(214a)이 제거된 인쇄플레이트(212)가 부착된다. 인쇄회로기판(212)에 전도성 패턴을 형성하는 과정에서 인쇄층이 제거된 베이스판(213) 영역으로 물이 공급되며, 물은 베이스판(213) 상면에 형성된 기공에 머무른다. 전도성 잉크는 광이 조사되지 않은 인쇄층 영역(214b)에 도포되어 인쇄회로기판의 금속막으로 전사된다.
도 13은 도 11a 및 도 12a에서 인쇄 플레이트에 광을 조사하는 과정을 간략하게 나타내는 도면이다.
도 13을 참조하면, 인쇄 플레이트(212)는 원통 드럼(310)의 외주면을 감싸도록 원통 드럼(310)에 부착된다. 인쇄 플레이트(212)는 인쇄층(214)이 외부에 노출되도록 원통 드럼(310)에 부착된다. 실시예에 의하면, 인쇄 플레이트(212)는 원통 드럼(310)의 외주면에 형성된 진공홀의 감압으로 원통 드럼(310)의 외주면에 진공흡착될 수 있다. 그리고, 원통 드럼(310)의 길이방향과 나란한 인쇄 플레이트(212)의 양단은 클램프에 의해 기구적으로 고정될 수 있다.
인쇄 플레이트(212)가 원통 드럼(310)에 부착되면 광원(320)이 인쇄층(214)으로 광을 조사한다. 광원(320)은 원통 드럼(310)의 회전축에 대응하는 높이에서 광을 조사한다. 광이 조사되는 동안, 원통 드럼(310)은 회전한다. 원통 드럼(310)의 회전에 의해 원통 드럼(310)의 원주방향으로 광이 조사될 수 있다. 그리고, 광원(320)은 원통 드럼(310)의 길이방향과 나란하게 배치된 가이드 레일(321)을 따라 직선이동하며 광을 조사한다. 광원(320)의 이동에 의해 원통 드럼(310)의 길이방향으로 광이 조사될 수 있다. 이러한, 원통 드럼(310)의 회전 및 광원(320)의 직선이동, 그리고 이들의 조합에 의해 광은 인쇄층(214)의 각 영역으로 조사될 수 있다. 실시예에 의하면, 광은 레이지 광이 사용될 수 있으며, 레이저 광은 광원(320)으로부터 조사되어 패턴에 대응하는 인쇄층(214) 영역으로 직접 조사된다. 조사된 광에 의해 패턴에 대응하는 인쇄 플레이트(212) 영역과 나머지 영역의 성질이 상이하게 변한다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 장치를 간략하게 나타내는 도면이다.
도 14를 참조하면, 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 장치(1)는 권출부(111), 권취부(112), 복수개의 가이드 롤러(113,115), 상부 패턴 형성부(200a), 하부 패턴 형성부(200b)를 포함한다. 권출부(111), 권취부(112), 그리고 가이드 롤러(113, 115)들은 상기 도 1의 실시예에서 설명한 구성과 동일한 구조로 제공되므로 상세한 설명은 생략한다.
상부 패턴 형성부(200a)는 인쇄회로기판(11)의 이송경로의 상부에 위치하며, 이송되는 인쇄회로기판(11)의 상면에 전도성 패턴을 형성한다. 상부 패턴 형성부(200a)는 상부 인쇄용 롤러(210), 상부 전사용 롤러(220), 상부 전사용 잉크 도포부(230), 그리고 상부 물 공급부(240)를 포함한다.
상부 인쇄용 롤러(210)는 제1인쇄드럼(211)과 상기 제1인쇄드럼(211)의 외주면을 감싸도록 제1인쇄드럼(211)에 부착되는 제1인쇄 플레이트(212)를 가진다. 제1인쇄플레이트(212)에는 제1인쇄층(214)이 형성된다. 제1인쇄층(214)은 광 조사에 의하여 전도성 패턴에 대응되는 영역(214a)과 나머지 영역( 214b)이 상이한 성질을 갖는다. 실시예에 의하면, 전도성 패턴에 대응되는 영역(214a)은 친유성을 띄고, 나머지 영역(214b)은 친수성을 띈다.
상부 전사용 롤러(220)는 제1인쇄드럼(211)과 나란하게 배치된다. 상부 전사용 롤러(220)는 외주면이 제1인쇄 플레이트(212)와 접촉된다. 상부 전사용 롤러(230)의 외주면은 제1베이스판(213) 및 인쇄회로기판(11)보다 유연한 재질로 제공된다. 실시예에 의하면, 상부 전사용 롤러(220)의 외주면은 실리콘 재질로 제공된다. 상부 전사용 롤러(220)는 외주면이 제1인쇄층(214)과 접촉된 상태에서 상부 인쇄용 롤러(210)와 함께 회전하여 제1인쇄층(214a)에 도포된 전도성 잉크 패턴을 인쇄회로기판(11)의 상면으로 전사한다.
상부 전도성 잉크 도포부(230)는 제1인쇄층(214)에 전도성 잉크를 공급하고, 상부 물 공급부(240)는 제1인쇄층(214)에 물을 공급한다. 상부 전도성 잉크 도포부(230) 및 상부 물 공급부(240)는 상기 도 1의 실시예에서 설명한 구성과 동일한 구조로 제공되므로 상세한 설명은 생략한다.
하부 패턴 형성부(200b)는 인쇄회로기판(11)의 이송경로의 하부에 위치하며, 이송되는 인쇄회로기판(11)의 하면에 전도성 패턴을 형성한다. 하부 패턴 형성부(200b)는 하부 인쇄용 롤러(250), 하부 전사용 롤러(260), 하부 전도성 잉크 도포부(270), 그리고 하부 물 공급부(280)를 포함한다.
하부 인쇄용 롤러(250)는 제2인쇄드럼(251)과 제2인쇄 플레이트(252)를 가진다. 제2인쇄드럼(251)은 상부 전사용 롤러(220)의 하부에 위치하며, 제1인쇄드럼(210)과 나란하게 배치된다. 제2인쇄플레이트(252)는 제2인쇄드럼(251)의 외주면을 감싸도록 제2인쇄드럼(251)에 부착된다. 제2인쇄플레이트에(252)는 제2인쇄층(미도시)이 형성된다. 제2인쇄층은 광 조사에 의해 전도성 패턴에 대응되는 영역과 나머지 영역이 상이한 성질을 가진다. 실시예에 의하면, 전도성 패턴에 대응되는 영역은 친유성을 띄고, 나머지 영역은 친수성을 띈다.
하부 전사용 롤러(260)는 상부 전사용 롤러(220)와 하부 인쇄용 롤러 (250)사이에 위치하며, 제2인쇄드럼(251)과 나란하게 배치된다. 또한, 하부 전사용 롤러(260)는 상부 전상용 롤러(220)에 대응하여 그 하부에 위치하며, 상부 전사용 롤러(220)와 접촉되는 인쇄회로기판(11) 영역을 지지한다. 하부 전사용 롤러(260)는 외주면이 제2인쇄 플레이트와 접촉된다. 하부 전사용 롤러(260)의 외주면은 제2베이스판(253) 및 인쇄회로기판(11)보다 유연한 재질로 제공된다. 실시예에 의하면, 하부 전사용 롤러(260)의 외주면은 실리콘 재질로 제공된다. 하부 전사용 롤러(260)는 외주면이 제2인쇄층(254)과 접촉된 상태에서 하부 인쇄용 롤러(250)와 함께 회전하며, 제2인쇄층(254)에 도포된 전도성 잉크 패턴을 인쇄회로기판(11)의 하면으로 전사한다.
하부 전도성 잉크 도포부(270)는 제2인쇄층(254)에 전도성 잉크를 공급하고, 하부 물 공급부(280)는 제2인쇄층(254)에 물을 공급한다. 하부 전도성 잉크 도포부(270) 및 하부 물 공급부(280)는 인쇄회로기판(11)의 이송경로를 중심으로 상부 전도성 잉크 도포부(230) 및 상부 물 공급부(240)에 대칭되어 인쇄회로기판(11)의 이송경로 하부에 위치한다. 하부 전도성 잉크 도포부(270) 및 하부 물 공급부(280)는 상부 전도성 잉크 도포부(230) 및 상부 물 공급부(240) 구성과 동일한 구조로 제공되므로 상세한 설명은 생략한다.
상술한 인쇄회로기판(11)에 전도성 패턴을 형성하는 장치(1)에 의하여, 도 15와 같이 이송되는 인쇄회로기판(11)의 상면 및 하면에 동시에 전도성 패턴이 형성될 수 있다.
상기 실시예에서는 롤러 구동부(250)가 인쇄용 롤러(210)와 전사용 롤러(220)를 함께 회전시키는 것으로 설명하였으나, 롤러 구동부는 인쇄용 롤러 또는 전사용 롤러를 선택적으로 회전시킬 수 있다. 어느 하나의 롤러가 회전되면, 서로 접촉되는 외주면의 마찰력에 의해 다른 하나의 롤러가 회전가능하다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 제조하는 장치를 간략하게 나타내는 사시도이다.
도 16을 참조하면, 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 제조하는 장치는 기판 이송부 및 패턴 형성부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 제공되는 인쇄회로기판(11)은 사각형상의 판으로 제공되며, 단단한 재질로 이루어진다. 인쇄회로기판(11)은 전사용 롤러(220)가 소정 압력으로 가압하여도 형태를 유지될 수 있을 정도의 강도를 가진다. 인쇄회로기판(11)은 복수매가 순차적으로 전도성 패턴 형성공정에 제공된다.
기판 이송부(110)는 인쇄회로기판(11)을 일방향으로 이송한다. 기판 이송부(110)는 이송 플레이트(111) 및 플레이트 구동부(112)를 포함한다. 이송 플레이트(111)는 인쇄회로기판(11)의 이송경로상의 양측에 서로 마주하여 나란하게 한 쌍 배치된다. 각각의 이송 플레이트(111)들은 인쇄회로기판(11)의 측부를 지지한다. 그리고, 이송 플레이트(111)들은 인쇄회로기판의 이송경로를 따라 복수개 제공된다. 이송 플레이트(111)들에는 인쇄회로기판(11)을 고정하는 고정수단(미도시)이 제공될 수 있다. 고정 수단은 인쇄회로기판(11)을 이송 플레이트(111)에 진공흡착할 수 있다. 이와 달리, 고정 수단은 인쇄회로기판(11)을 이송 플레이트(111)에 기구적으로 고정시킬 수 있다.
플레이트 구동부(112)는 이송 플레이트(111)를 일 방향으로 이동시킨다. 플레이트 구동부(112)는 인쇄회로기판(11)의 이송방향으로 인접한 이송 플레이트(111)들의 간격을 일정하게 유지하며 이송 플레이트(111)를 이동시킨다. 플레이트 구동부(112)는 전사용 롤러(220)가 인쇄회로기판(11)에 전도성 패턴을 전사하는 주기에 따라 이송 플레이트(111)들의 간격을 조절한다.
인쇄회로기판(11)의 이송경로의 상부에는 패턴 형성부(200)가 제공된다. 패턴 형성부(200)는 이송되는 인쇄회로기판(11)에 전도성 패턴을 형성한다. 패턴 형성부(200)는 일정한 주기로 연속하여 인쇄회로기판(11)에 전도성 패턴을 형성한다. 패턴 형성부(200)는 도 1에 도시된 패턴 형성부(200)와 동일한 구조로 제공되므로 상세한 설명은 생략한다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 제조하는 장치를 간략하게 나타내는 사시도이다.
도 17을 참조하면, 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 제조하는 장치는 이송 플레이트(111)를 제외한 나머지 구성들이 도 15에 도시된 구성과 동일한 구조로 제공된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 한 쌍의 이송 플레이트(111)들은 전사용 롤러(220)의 길이방향 폭보다 큰 간격을 두고 서로 나란하게 배치된다. 이송 플레이트(111)들은 길이방향이 인쇄회로기판(11)의 이송방향과 나란하도록 배치된다. 이송 플레이트(111)들은 상단이 전사용 롤러(220)의 하단보다 높게 위치하도록 배치된다. 이송 플레이트(111)들의 서로 마주보는 일측면에는 홈(111a)이 형성된다. 홈(111a)은 이송 플레이트(111)의 길이방향을 따라 이송 플레이트(111)의 일단에서부터 타단까지 형성된다. 인쇄회로기판(11)은 일단이 하나의 이송플레이트(111)의 홈(111a)에 삽입되고 타단이 다른 하나의 이송플레이트(111)의 홈(111a)에 삽입된다. 상술한 구조에 의하여, 인쇄회로기판(11)는 이송 플레이트(111)들에 지지 및 고정될 수 있다. 홈(111a)에 삽입된 인쇄회로기판(11)의 상면은 이송 플레이트(111)들의 상면보다 낮은 높이에 위치된다. 인쇄회로기판(11)은 이송 플레이트(111)들의 이동에 의하여 패턴 형성부(200)로 이송된다. 전사용 드럼(220)은 한 쌍의 이송 플레이트(111)들 사이에서 회전하여 전도성 잉크 패턴(2)을 인쇄회로기판(11)으로 전사한다.
상술한 실시예에서는 전사용 롤러가 인쇄회로기판을 소정 압력으로 가압하여 전도성 패턴을 전사하는 것으로 설명하였으나, 전사용 롤러는 전사 플레이트에 인쇄된 전도성 잉크 패턴의 두께에 따라 인쇄회로기판과 소정 간격 이격되어 전도성 패턴을 인쇄회로기판으로 전사할 수 있다. 또한, 전사용 롤러는 전사되는 전도성 패턴의 두께에 따라 인쇄회로기판과의 간격이 조절될 수 있다. 실시예에 의하면, 전사용 롤러와 인쇄회로기판의 간격이 커지면, 인쇄회로기판에 전도성 패턴이 두텁게 전사될 수 있다.
그리고, 인쇄용 롤러는 인쇄층 영역에 도포된 전도성 잉크의 두께에 따라 전사용 롤러와의 간격을 조절할 수 있다. 실시예에 의하면, 인쇄용 롤러가 전사용 롤러와의 간격이 커지도록 이동하면, 전사 플레이트에 전도성 잉크 패턴이 두텁게 인쇄될 수 있다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 제조하는 장치를 간략하게 나타내는 사시도이다.
도 18을 참조하면, 인쇄회로기판에 전도성 패턴 제조하는 장치는 전사용 롤러가 배치되는 위치를 제외한 나머지 구성들이 도 9에 도시된 구성과 동일한 구조로 제공된다. 전사용 롤러(220)는 그 회전축이 인쇄용 롤러(210)의 회전축으로부터 인쇄회로기판(11)의 이송방향을 따라 기 설정된 거리(d)만큼 이격된 지점의 하부에 위치한다. 전사용 롤러(220)의 회전축은 인쇄용 롤러(210)의 회전축과 상하방향으로 상이한 평면상에 위치한다. 전사용 롤러(220)는 그 외주면이 인쇄층(214)과 접촉된 상태에서 인쇄용 롤러(210)와 함께 회전하여, 인쇄층(214)에 도포된 전도성 잉크 패턴(2)을 인쇄회로기판(11)으로 전사한다.
상술한 전사용 롤러(220)의 배치에 의하여, 장치가 차지하는 공간의 상하방향 폭이 감소된다. 도 9와 같이, 전사용 롤러(220)의 회전축이 인쇄용 롤러(210)의 회전축과 상하방향으로 동일 평면상에 위치되는 경우, 장치는 전사용 롤러(220)의 지름과 인쇄용 롤러(210)의 지름을 합한 만큼의 공간이 요구된다. 그러나, 도 19와 같이, 전사용 롤러(220)의 회전축이 인쇄용 롤러(210)의 회전축과 상하방향으로 상이한 평면상에 위치되는 경우, 도 9 보다 작은 공간이 요구되므로 장치가 차지하는 공간을 줄일 수 있다.
롤러 구동부(260)는 인쇄용 롤러(210)의 외주면과 전사용 롤러(220)의 외주면 간의 간격을 조절한다. 롤러 구동부(260)는 인쇄용 롤러(210) 또는 전사용 롤러(220)를 수평 방향으로 직선이동시킨다. 수평 방향은 인쇄회로기판(11)의 이송방향과 나란한 방향이다. 롤러 구동부(260)는 인쇄층(214) 영역에 도포된 전도성 잉크의 두께에 따라 인쇄층(214)과 전사용 롤러(220)의 외주면 간격이 조절되도록 인쇄용 롤러(210) 또는 전사용 롤러(220)를 이동시킨다. 실시예에 의하면, 전사용 롤러(220)가 인쇄회로기판(11)의 이송방향으로 이동한다. 이에 의해 전사용 롤러(220)의 외주면과 인쇄층(214)간의 간격이 커져 전사 플레이트(222)에 전도성 잉크가 두텁게 인쇄될 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나태 내고 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당 업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
2: 전도성 잉크 3: 물
11: 인쇄회로기판 111: 권출부
112: 권취부 113: 지지롤러
210: 인쇄용 롤러 211: 인쇄 드럼
212: 인쇄 플레이트 213: 베이스 판
214: 인쇄층 220: 전사용 롤러
221: 전사 드럼

Claims (15)

  1. 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 장치에 있어서,
    인쇄드럼과, 상기 인쇄드럼의 외주면을 감싸도록 상기 인쇄드럼에 부착되며 상기 패턴에 대응되는 영역과 나머지 영역이 상이한 성질을 가지도록 제공된 인쇄 플레이트를 가지는 인쇄용 롤러;
    상기 인쇄 플레이트에 전도성 잉크를 공급하는 전도성 잉크 도포부;
    상기 인쇄드럼과 나란하게 배치되며, 그 외주면이 상기 인쇄층과 접촉되는, 그리고 상기 인쇄층에 도포된 전도성 잉크를 상기 인쇄회로기판으로 전사하는 전사용 롤러; 및
    상기 인쇄용 롤러와 상기 전사용 롤러 중 적어도 어느 하나를 회전시키는 롤러 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인쇄 플레이트에는
    상기 패턴에 대응되는 영역과 상기 나머지 영역이 상이한 성질을 가지는 인쇄층이 형성된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 인쇄 플레이트에는
    상기 패턴에 대응되는 영역에 인쇄층이 형성되고, 상기 나머지 영역은 노출되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 인쇄 플레이트는
    상기 인쇄층과 상기 인쇄드럼의 사이에 위치되며 상기 인쇄층이 형성된 베이스판을 가지되,
    상기 전사용 롤러의 외주면은 상기 베이스판과 상기 인쇄회로기판보다 유연한 재질로 제공되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 베이스판은 금속재질로 제공되고,
    상기 전사 플레이트는 실리콘 재질로 제공되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 전도성 잉크 도포부는
    상기 인쇄드럼과 나란하게 배치되며, 그 외주면이 상기 인쇄층과 접촉되는 적어도 하나의 메인도포롤러;
    상기 메인도포롤러와 나란하게 배치되며, 그 외주면이 상기 도포롤러와 접촉하는 보조도포롤러;
    내부에 전도성 잉크가 저장되는 공간이 형성되며, 상기 보조도포롤러의 외주면으로 전도성 잉크를 공급하는 전도성 잉크 공급부; 및
    상기 메인도포롤러의 외주면과 상기 보조도포롤러의 외주면 간의 간격이 조절되도록 상기 메인도포롤러 또는 상기 보조 도포롤러를 이동시키는 롤러 간격 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 인쇄용 롤러의 회전축과 상기 전사용 롤러의 회전축은 상하방향으로 상이한 평면상에 위치하며,
    상기 장치는
    상기 인쇄용 롤러의 외주면과 상기 전사용 롤러의 외주면 간의 간격이 조절되도록 상기 인쇄용 롤러 또는 상기 전사용 롤러를 이동시키는 롤러 구동기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 롤러 구동기는
    상기 인쇄용 롤러 또는 상기 전사용 롤러를 수평방향으로 직선이동시키는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 장치.
  9. 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 방법에 있어서,
    상기 패턴에 대응되는 상기 인쇄회로기판 영역에 전도성 잉크를 인쇄하되,
    상기 전도성 잉크의 인쇄는
    인쇄 플레이트의 인쇄층 영역에 광을 조사하여 상기 패턴에 대응하는 영역의 성질을 나머지 영역의 성질과 상이하게 하고,
    인쇄드럼의 외주면을 감싸도록 상기 인쇄 플레이트를 부착하며,
    상기 인쇄층 영역에 상기 전도성 잉크를 공급하여 상기 패턴에 대응하는 영역에 상기 전도성 잉크를 도포하고,
    상기 인쇄층과 전사용 롤러의 외주면이 접촉된 상태에서 상기 인쇄드럼과 상기 전사용 롤러가 서로 나란한 회전축을 중심으로 회전하고,
    회전하는 상기 전사용 롤러의 외주면이 직선이동되는 상기 인쇄회로기판과 접촉되어 상기 패턴에 대응하는 영역에 도포된 상기 전도성 잉크를 상기 인쇄회로기판으로 전사하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 패턴에 대응하는 영역은 친유성을 띄고, 상기 나머지 영역은 친수성을 띠며,
    상기 전도성 잉크는 상기 패턴에 대응하는 영역에 도포되고, 상기 나머지 영역에는 도포되지 않는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 인쇄 플레이트가 상기 인쇄 드럼의 외주면에 부착되기 전,
    상기 나머지 영역을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 인쇄 플레이트의 인쇄층 영역에 광의 조사는
    원통 드럼의 외주면을 감싸도록 상기 인쇄 플레이트를 상기 원통 드럼에 부착하고,
    상기 원통 드럼을 회전시키고, 상기 광을 조사하는 광원이 상기 원통 드럼의 길이방향을 따라 직선이동하며, 상기 패턴에 대응하는 영역으로 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 광은 레이저 광인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 패턴에 대응하는 영역에 상기 전도성 잉크의 도포는
    상기 인쇄드럼의 회전축과 나란한 축을 중심으로 회전되는 보조도포롤러에 상기 전도성 잉크를 공급하고,
    공급된 상기 전도성 잉크가 상기 보조도포롤러의 외주면과 상기 인쇄층에 접촉하여 회전되는 메인도포롤러의 외주면를 통해 상기 인쇄층으로 공급되므로써, 상기 패턴에 대응하는 영역에 상기 전도성 잉크가 도포되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 방법.
  15. 제 9 항 내지 제 14 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 플렉시블 인쇄회로기판이고,
    상기 인쇄회로기판으로 상기 전도성 잉크의 전사는 동일한 상기 패턴을 연속적으로 그리고 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 전도성 패턴을 형성하는 방법.
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