KR20130096461A - Manufacturing method of porous thin film using electroplating - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A porous thin film manufacturing method using electroplating is provided to form a mask pattern forming a plurality of pores even though an etching process capable of causing damage to an electrode base for plating is excluded. CONSTITUTION: A porous thin film manufacturing method using electroplating includes the following steps of: forming a mask pattern (30) composed of a metal composite pattern on the surface of an electrode base (20); forming the porous metal thin film by extracting the metal thin film on the surface of the electrode base; and separating the porous metal thin film from the electrode base. The electrode base for plating is formed of one selected from Ti, Cr, Ni, Au, Pt, Pd, Rh, Ir, and Co or an alloy thereof.

Description

전기 도금을 이용한 다공성 박막의 제조방법{Manufacturing method of porous thin film using electroplating}Manufacturing method of porous thin film using electroplating

본 발명은 다공성 박막의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기 도금 방식으로 다공성의 금속 박막을 제조할 수 있는 전기 도금을 이용한 다공성 박막의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a porous thin film, and more particularly, to a method for manufacturing a porous thin film using electroplating, which can produce a porous metal thin film by an electroplating method.

일반적으로, 금속 박막은 전기, 전자 산업분야에서 다양한 용도로 사용되는 것으로써, 주로 이차전지의 음극 전극을 구성하는 전지 박막이나, PCB(Printed Circuit Board: 인쇄회로기판)의 기초재료로서 널리 사용되고 있다.In general, the metal thin film is used in various fields in the electric and electronic industries, and is widely used as a battery thin film constituting a negative electrode of a secondary battery or a basic material of a printed circuit board (PCB). .

이러한 금속 박막은 음극드럼 및 상기 음극드럼에 대해 소정 간격을 갖고 전해조 내에 수장되는 애노드 전극을 포함하는 구조의 제박기에 의해 주로 제조된다. 이러한 제박기의 회전하는 음극드럼 및 애노드 전극에 전류를 인가하면, 음극드럼과 애노드 전극 사이에는 전해석출이 발생되어 금속 박막이 음극드럼의 표면에 전착된다. 그리하여, 음극드럼의 표면에 전착된 금속 박막은 박리되어 보빈에 권취됨으로써, 권취 드럼 형태의 제품으로 제조된다.Such metal thin films are mainly manufactured by a milling machine having a structure including a cathode drum and an anode electrode stored in an electrolytic cell at a predetermined interval with respect to the cathode drum. When a current is applied to the rotating cathode drum and the anode electrode of the mill, electrolytic deposition occurs between the cathode drum and the anode electrode and the metal thin film is electrodeposited on the surface of the cathode drum. Thus, the metal thin film electrodeposited on the surface of the cathode drum is peeled off and wound on the bobbin, thereby producing a product in the form of a winding drum.

도 1은 종래의 금속 박막을 제조하는 제박기의 구성을 도시하는 도면이다. 도 1을 참조하면, 금속 박막을 제조하는 제박기는, 음극인 회전드럼(2)과 회전드럼(2)과 대향 배치되는 납계 양극(4)과의 사이에 황산동 용액과 같은 전해액을 흘리고 전해 반응을 이용하여 동을 음극인 회전드럼(2)의 표면에 석출시킨다. 상기 전해액은 하부에서부터 회전드럼(2)과 양극(4) 사이의 공간으로 공급된다. 석출된 동은 박(1) 상태로 되어 회전드럼(2) 표면으로부터 연속적으로 박리되어 와인더(6)에 권취된다. 상기 회전드럼(2)은 그 회전축(미도시)이 지면과 평행하도록 설치된다. 회전드럼(2)의 표면에는 전해액의 황산동으로부터 석출된 동이 형성된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the structure of the mill which manufactures the conventional metal thin film. Referring to FIG. 1, a mill for manufacturing a metal thin film is formed by flowing an electrolytic reaction such as a copper sulfate solution between a rotating drum 2, which is a cathode, and a lead-based anode 4 disposed to face the rotating drum 2. Copper is deposited on the surface of the rotating drum (2) as a cathode using. The electrolyte is supplied to the space between the rotating drum 2 and the anode 4 from the bottom. The precipitated copper is in the foil 1 state, is continuously peeled off from the surface of the rotating drum 2, and wound up on the winder 6. The rotary drum 2 is installed such that its axis of rotation (not shown) is parallel to the ground. Copper precipitated from copper sulfate of the electrolyte is formed on the surface of the rotating drum 2.

한편, 최근에는 다수의 기공이 형성되는 금속 박막에 대한 관심이 높아지고 있다. 이는 이차전지의 용량 밀도 및 비에너지를 향상시킬 수 있는 전극에 이용되거나, 전기, 전자 제품에서 전자파차폐 특성을 가지면서 기기에서 발생되는 열에 대한 통풍기능을 가질 수 메쉬(Mesh) 형태의 박막으로 이용되고 있다.On the other hand, in recent years, the interest in the metal thin film in which a plurality of pores are formed. It is used for electrodes that can improve capacity density and specific energy of secondary batteries, or as a mesh-type thin film that can have the ability to ventilate heat generated in the device while having electromagnetic shielding characteristics in electric and electronic products. It is becoming.

이와 같은 다공성의 금속 박막을 제조하는 방법으로는 펀칭(punching) 롤이나 그라비아 인쇄(Gravure printing) 롤을 이용하여 금속 박막에 다수의 기공을 형성하는 방법이나, 종래의 제박기의 회전드럼 표면을 에칭하고, 그 에칭 부분에 절연물을 충진하여 해당 위치에 금속이 전착되지 않도록 하여 다공성의 금속 박막을 형성하는 방법이 이용되어 왔다.As a method of manufacturing such a porous metal thin film, a method of forming a plurality of pores in the metal thin film using a punching roll or a gravure printing roll, or etching a rotating drum surface of a conventional milling machine In addition, a method of forming a porous metal thin film by filling an insulator in the etching portion to prevent electrodeposition of metal at a corresponding position has been used.

그런데, 종래의 펀칭 롤이나 그라비아 인쇄 롤을 이용한 방법의 경우, 제조된 금속 박막을 다수의 기공을 형성하기 위한 공정을 재차 거치게 되는 방식으로 제조 공정이 복잡하여 생산성이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 제박기의 회전드럼을 에칭하고, 절연물을 충진하는 방법의 경우, 고가의 회전드럼이 에칭에 의해 손상될 수 있어 회전드럼의 수명 저하를 야기하는 문제점이 발생하게 된다.By the way, in the conventional method using a punching roll or gravure printing roll, there is a problem in that the manufacturing process is complicated and the productivity is lowered in such a manner that the process of forming a plurality of pores is again performed in the manufactured metal thin film. In addition, in the case of etching the rotating drum of the mill and filling the insulator, an expensive rotating drum may be damaged by etching, causing a problem of deteriorating the life of the rotating drum.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 전기 도금에 의해 금속 박막을 형성하기 위한 도금용 전극 기재의 손상을 가져올 수 있는 에칭 공정을 배제하면서도 다수의 기공을 형성할 수 있도록 하는 마스크 패턴을 형성할 수 있고, 이를 이용하여 양질의 다공성 금속 박막을 제조할 수 있는 전기 도금을 이용한 다공성 금속 박막의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the problems of the prior art as described above, and can form a plurality of pores while excluding an etching process that may cause damage to a plating electrode substrate for forming a metal thin film by electroplating. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a porous metal thin film using electroplating, which can form a mask pattern, and can produce a high quality porous metal thin film using the same.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 다공성 금속 박막의 제조방법은, 다수의 기공을 갖는 다공성 금속 박막을 제조하는 방법에 있어서, (a) 도금용 전극 기재의 표면에 상기 다수의 기공에 대응하고, 상기 도금용 전극 기재보다 상대적으로 높은 저항을 갖는 금속화합물 패턴으로 이루어진 마스크 패턴을 형성하는 단계; (b) 전해 도금법을 이용하여 상기 마스크 패턴에 의해 마스킹되어 노출된 상기 도금용 전극 기재의 표면에 금속 박막을 석출시켜 상기 마스크 패턴에 대응하는 다수의 기공을 갖는 다공성 금속 박막을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 다공성 금속 박막을 상기 도금용 전극 기재로부터 박리시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Method for producing a porous metal thin film according to an aspect of the present invention for achieving the above technical problem, in the method for producing a porous metal thin film having a plurality of pores, (a) a plurality of the surface of the electrode substrate for plating Forming a mask pattern formed of a metal compound pattern corresponding to pores and having a resistance higher than that of the plating electrode substrate; (b) forming a porous metal thin film having a plurality of pores corresponding to the mask pattern by depositing a metal thin film on the surface of the plating electrode substrate which is masked by the mask pattern using an electroplating method; And (c) peeling the porous metal thin film from the plating electrode substrate.

바람직하게, 상기 도금용 전극 기재는 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 이리듐(Ir) 및 코발트(Co) 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금이다.Preferably, the electrode base for plating is titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), iridium (Ir) and cobalt (Co) is any one selected or alloys thereof.

바람직하게, 상기 (a) 단계에서, 상기 마스크 패턴은 레지스트, 롤 인쇄 또는 롤 레이저 패터닝에 의해 형성한다.Preferably, in step (a), the mask pattern is formed by resist, roll printing or roll laser patterning.

바람직하게, 상기 마스크 패턴은 알루미늄화합물, 은화합물, 실리콘화합물 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 혼합물이다.Preferably, the mask pattern is any one selected from aluminum compounds, silver compounds, silicon compounds or a mixture thereof.

바람직하게, 상기 다공성 금속 박막은 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 텅스텐(W), 철(Fe), 팔라듐(Pd) 및 로듐(Rh) 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금이다.Preferably, the porous metal thin film is any one selected from copper (Cu), nickel (Ni), cobalt (Co), tungsten (W), iron (Fe), palladium (Pd), and rhodium (Rh) or an alloy thereof. to be.

바람직하게, 상기 도금용 전극 기재는 원통형의 드럼 형태로 제공된다.Preferably, the electrode electrode for plating is provided in the form of a cylindrical drum.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 다공성 금속 박막의 제조방법은, 다수의 기공을 갖는 다공성 금속 박막을 제조하는 방법에 있어서, (a) 도금용 전극 기재의 표면에 상기 다수의 기공에 대응하는 금속 패턴을 형성하는 단계; (b) 상기 금속 패턴과 선택적으로 반응하는 산화제를 이용하여 상기 금속 패턴의 표면에 절연성의 금속화합물을 피복시켜 마스크 패턴을 형성하는 단계; (c) 전해 도금법을 이용하여 상기 마스크 패턴에 의해 마스킹되어 노출된 상기 도금용 전극 기재의 표면에 금속 박막을 석출시켜 상기 마스크 패턴에 대응하는 다수의 기공을 갖는 다공성 금속 박막을 형성하는 단계; 및 (d) 상기 다공성 금속 박막을 상기 도금용 전극 기재로부터 박리시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Method for producing a porous metal thin film according to another aspect of the present invention for achieving the above technical problem, in the method for producing a porous metal thin film having a plurality of pores, (a) a plurality of the surface of the electrode substrate for plating Forming a metal pattern corresponding to the pores; (b) forming a mask pattern by coating an insulating metal compound on the surface of the metal pattern using an oxidant selectively reacting with the metal pattern; (c) forming a porous metal thin film having a plurality of pores corresponding to the mask pattern by depositing a metal thin film on a surface of the plating electrode substrate that is masked and exposed by the mask pattern using an electrolytic plating method; And (d) peeling the porous metal thin film from the plating electrode substrate.

바람직하게, 상기 도금용 전극 기재는 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 이리듐(Ir) 및 코발트(Co) 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금이다.Preferably, the electrode base for plating is titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), iridium (Ir) and cobalt (Co) is any one selected or alloys thereof.

바람직하게, 상기 (a) 단계에서, 상기 금속 패턴은 레지스트, 롤 인쇄 또는 롤 레이저 패터닝에 의해 형성한다.Preferably, in the step (a), the metal pattern is formed by resist, roll printing or roll laser patterning.

바람직하게, 상기 금속 패턴은 알루미늄(Al), 은(Ag) 및 실리콘(Si) 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금이다.Preferably, the metal pattern is any one selected from aluminum (Al), silver (Ag), and silicon (Si) or an alloy thereof.

바람직하게, 상기 마스크 패턴의 금속화합물은 알루미나(Al2O3), 알루미늄화합물, 은화합물, 실리콘화합물 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 혼합물이다.Preferably, the metal compound of the mask pattern is any one selected from alumina (Al 2 O 3 ), aluminum compound, silver compound, silicon compound or a mixture thereof.

바람직하게, 상기 다공성 금속 박막은 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 텅스텐(W), 철(Fe), 팔라듐(Pd) 및 로듐(Rh) 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금이다.Preferably, the porous metal thin film is any one selected from copper (Cu), nickel (Ni), cobalt (Co), tungsten (W), iron (Fe), palladium (Pd), and rhodium (Rh) or an alloy thereof. to be.

바람직하게, 상기 도금용 전극 기재는 원통형의 드럼 형태로 제공된다.Preferably, the electrode electrode for plating is provided in the form of a cylindrical drum.

본 발명에 따르면, 전기 도금에 의해 금속 박막을 형성하기 위한 도금용 전극 기재에 고저항의 금속화합물 패턴을 형성하는 것에 의해 기존의 에칭 공정을 배제하면서도 다수의 기공을 형성할 수 있도록 하는 마스크 패턴을 형성할 수 있다. 이러한 마스크 패턴은 종래의 절연물 충진에 의한 마스크 패턴이 아니므로 열팽창 계수 차이로 인한 마스크 패턴의 박리 현상을 방지할 수 있고, 기재의 손상을 가져올 수 있는 에칭 공정을 배제할 수 있게 되어 도금용 전극 기재의 수명을 연장시킬 수 있는 효과를 제공한다. 또한, 마스크 패턴의 두께와 크기를 용이하게 줄이는 것이 가능하므로 이를 통해 기공의 크기를 줄일 수 있게 되어 밀집도가 높은 다공성 금속 박막을 제조하는 것이 가능하다.According to the present invention, by forming a high-resistance metal compound pattern on the electrode substrate for forming a metal thin film by electroplating, a mask pattern for forming a plurality of pores while eliminating the conventional etching process Can be formed. Since the mask pattern is not a mask pattern due to a conventional insulator filling, it is possible to prevent the peeling phenomenon of the mask pattern due to the difference in thermal expansion coefficient, and to eliminate an etching process that may cause damage to the substrate, thereby forming an electrode substrate for plating. Provides the effect of extending the life of the. In addition, since it is possible to easily reduce the thickness and size of the mask pattern it is possible to reduce the size of the pores it is possible to manufacture a porous metal thin film having a high density.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래의 금속 박막을 제조하는 제박기의 구성을 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 다공성 금속 박막을 제조하는 과정을 도시한 공정 단면도들이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 다공성 금속 박막을 제조하는 과정을 도시한 공정 단면도들이다.
도 8은 본 발명에 따른 다공성 금속 박막을 제조하기 위한 장치의 일 예를 도시한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention. And should not be construed as limiting.
1 is a view showing the configuration of a milling machine for manufacturing a conventional metal thin film.
2 to 4 are process cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a porous metal thin film according to a first embodiment of the present invention.
5 to 7 are process cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a porous metal thin film according to a second embodiment of the present invention.
8 is a view showing an example of an apparatus for manufacturing a porous metal thin film according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 다공성 금속 박막을 제조하는 과정을 도시한 공정 단면도들이다.2 to 4 are process cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a porous metal thin film according to a first embodiment of the present invention.

본 발명의 제1실시예에 따른 다공성 금속 박막의 제조방법은, 먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 전해 도금법에 의해 금속 박막이 전착될 수 있도록 형성된 도금용 전극 기재(20)를 준비하고, 그 표면에 다수의 기공(도 4의 11 참조)을 갖는 다공성 금속 박막(10)을 형성하기 위하여 상기 다수의 기공(11)에 대응하는 형태로 배열된 금속 패턴으로 이루어진 마스크 패턴(30)을 형성한다.In the method of manufacturing the porous metal thin film according to the first embodiment of the present invention, first, as shown in FIG. 2, a plating electrode substrate 20 formed to be electrodeposited by the electroplating method is prepared, and In order to form the porous metal thin film 10 having a plurality of pores (see 11 in FIG. 4) on the surface thereof, a mask pattern 30 formed of a metal pattern arranged in a shape corresponding to the plurality of pores 11 is formed. do.

상기 도금용 전극 기재(20)의 표면에 마스크 패턴(30)을 형성하는 방법으로는 상기 도금용 전극 기재(20)에 손상을 가져올 수 있는 에칭 공정을 배제하면서 금속 패턴을 형성할 수 있는 다양한 패턴 형성 방법이 이용될 수 있다. 예를 들어, 레지스트를 이용하거나, 마스크 패턴(30)의 재료가 되는 금속 페이스트를 스크린 인쇄(롤 인쇄 또는 롤 레이저 패터닝)하여 형성하는 방법 등이 이용될 수 있다.As a method of forming the mask pattern 30 on the surface of the electrode substrate 20 for plating, various patterns capable of forming a metal pattern while excluding an etching process that may cause damage to the electrode substrate 20 for plating. Forming methods can be used. For example, a method of using a resist or screen printing (roll printing or roll laser patterning) of a metal paste serving as a material of the mask pattern 30 may be used.

한편, 상기 도금용 전극 기재(20)는 금속의 전착과 전착된 금속의 박리가 용이하게 이루어질 수 있는 도전성을 갖는 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 그 재질로는 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 이리듐(Ir) 및 코발트(Co) 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금 등이 사용될 수 있다. 상기 마스크 패턴(30)은 상기 도금용 전극 기재(20)의 금속 재질과는 이종의 재질이며, 도금용 전극 기재(20)의 금속 재질보다 상대적으로 높은 저항을 갖는 금속화합물 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 마스크 패턴(30)을 구성하는 금속화합물 재질로는 산화 알루미늄이나 질화 알루미늄과 같은 알루미늄 화합물, 황화 은과 같은 은화합물, 산화 실리콘이나 질화 실리콘과 같은 실리콘화합물 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다.On the other hand, the electrode electrode for plating 20 is preferably made of a metallic material having a conductivity that can be easily electrodeposition of the metal and peeling of the electrodeposited metal, the material is titanium (Ti), chromium (Cr) Nickel (Ni), gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), iridium (Ir), cobalt (Co), or any one thereof, or an alloy thereof may be used. The mask pattern 30 may be a different material from the metal material of the electrode base 20 for plating, and may be made of a metal compound material having a relatively higher resistance than the metal material of the electrode base 20 for plating. . As the metal compound material constituting the mask pattern 30, any one selected from aluminum compounds such as aluminum oxide or aluminum nitride, silver compounds such as silver sulfide, silicon compounds such as silicon oxide or silicon nitride, or a mixture thereof may be used. Can be used.

다음으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 전해 도금법을 이용하여 상기 도금용 전극 기재(20)의 표면에 다공성 금속 박막(10)을 형성한다. 상기 다공성 금속 박막(10)은 상기 마스크 패턴(30)에 의해 마스킹되어 노출된 상기 도금용 전극 기재(20)의 표면에만 금속 박막이 석출되게 되어 상기 마스크 패턴(30)에 대응하는 다수의 기공(11)이 형성되게 된다. 이는 상기 마스크 패턴(30)이 상기 도금용 전극 기재(20)의 금속 재질보다 상대적으로 높은 저항을 갖는 금속화합물 재질로 이루어졌기 때문에 상기 도금용 전극 기재(20)와 마스크 패턴(30) 간에는 저항 차이가 발생하게 되고, 이러한 저항 차이는 전해 도금이 이루어지는 과정에서 상기 도금용 전극 기재(20)보다 상대적으로 높은 저항을 갖는 마스크 패턴(30)의 표면에서 전해 도금이 이루어지지 않거나, 도금되는 시간이 지연되게 할 수 있다. 이에 따라, 상기 도금용 전극 기재(20)의 표면에는 상기 마스크 패턴(30)에 대응하는 다수의 기공(11)을 갖는 다공성 금속 박막(10)이 형성되는 것이다.Next, as shown in FIG. 3, the porous metal thin film 10 is formed on the surface of the electrode base 20 for plating using the electrolytic plating method. The porous metal thin film 10 has a plurality of pores corresponding to the mask pattern 30 because the metal thin film is deposited only on the surface of the plating electrode substrate 20 exposed by being masked by the mask pattern 30 ( 11) is formed. This is because the mask pattern 30 is made of a metal compound material having a relatively higher resistance than the metal material of the plating electrode base material 20, the resistance difference between the plating electrode base material 20 and the mask pattern 30. This resistance difference is caused by the electrolytic plating is not performed on the surface of the mask pattern 30 having a relatively higher resistance than the plating electrode substrate 20 during the electroplating process, or the plating time is delayed It can be done. Accordingly, the porous metal thin film 10 having a plurality of pores 11 corresponding to the mask pattern 30 is formed on the surface of the electrode substrate 20 for plating.

상술한 공정을 거쳐 상기 도금용 전극 기재(20)에 다공성 금속 박막(10)이 형성되면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 기공(11)이 형성된 다공성 금속 박막(10)을 상기 도금용 전극 기재(20)로부터 박리시켜 다공성 금속 박막(10)의 제조를 완료하게 된다.When the porous metal thin film 10 is formed on the plating electrode substrate 20 through the above-described process, as shown in FIG. 4, the porous metal thin film 10 having the plurality of pores 11 formed thereon is plated. Peeling from the electrode substrate 20 for the manufacture of the porous metal thin film 10 is completed.

한편, 상술한 제1실시예에서는 다수의 기공(11)을 형성하기 위한 마스크 패턴(30)이 상기 도금용 전극 기재(20)보다 높은 저항을 갖는 금속화합물 재질로 이루어지고, 이러한 도금용 전극 기재(20)와 마스크 패턴(30) 간의 저항 차이에 의하여 상기 마스크 패턴(30)에 의해 마스킹되어 노출된 상기 도금용 전극 기재(20)의 표면에만 다공성 금속 박막(10)이 형성되는 것으로 설명하였다. 하지만, 본 발명이 이에 한하는 것은 아니며, 제2실시예의 형태로 구성될 수 있다. 이하, 본 발명의 제2실시예를 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다.Meanwhile, in the above-described first embodiment, the mask pattern 30 for forming the plurality of pores 11 is made of a metal compound material having a higher resistance than the plating electrode substrate 20, and the plating electrode substrate It has been described that the porous metal thin film 10 is formed only on the surface of the plating electrode substrate 20 that is masked and exposed by the mask pattern 30 due to the difference in resistance between the mask pattern 30 and the mask pattern 30. However, the present invention is not limited thereto, and may be configured in the form of the second embodiment. Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 7.

도 5 내지 도 7은 발명의 제2실시예에 따른 다공성 금속 박막을 제조하는 과정을 도시한 공정 단면도들이다.5 to 7 are process cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a porous metal thin film according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제2실시예에 따른 다공성 금속 박막의 제조방법은, 먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 전해 도금법에 의해 금속 박막이 전착될 수 있도록 형성된 도금용 전극 기재(20)를 준비하고, 그 표면에 다수의 기공(도 4의 11 참조)을 갖는 다공성 금속 박막(10)을 형성하기 위하여 상기 다수의 기공(11)에 대응하는 형태로 배열된 금속 패턴(31)을 형성한다.Method for manufacturing a porous metal thin film according to a second embodiment of the present invention, first, as shown in Figure 5, to prepare a plating electrode substrate 20 formed so that the metal thin film can be electrodeposited by the electroplating method, In order to form the porous metal thin film 10 having a plurality of pores (see 11 in FIG. 4) on the surface thereof, a metal pattern 31 arranged in a shape corresponding to the plurality of pores 11 is formed.

상기 도금용 전극 기재(20)의 표면에 금속 패턴(31)을 형성하는 방법으로는 상기 도금용 전극 기재(20)에 손상을 가져올 수 있는 에칭 공정을 배제하면서 금속 패턴(31)을 형성할 수 있는 다양한 패턴 형성 방법이 이용될 수 있다. 예를 들어, 레지스트를 이용하거나, 금속 패턴(31)의 재료가 되는 금속 페이스트를 스크린 인쇄(롤 인쇄 또는 롤 레이저 패터닝)하여 형성하는 방법 등이 이용될 수 있다.In the method of forming the metal pattern 31 on the surface of the electrode base 20 for plating, the metal pattern 31 may be formed while excluding an etching process that may cause damage to the electrode base 20 for plating. Various pattern forming methods can be used. For example, a method of using a resist or screen printing (roll printing or roll laser patterning) of a metal paste serving as a material of the metal pattern 31 may be used.

한편, 상기 도금용 전극 기재(20)는 금속의 전착과 전착된 금속의 박리가 용이하게 이루어질 수 있는 도전성을 갖는 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 그 재질로는 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 이리듐(Ir) 및 코발트(Co) 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 금속 패턴(31)은 상기 도금용 전극 기재(20)의 금속 재질과는 이종의 금속 재질이며, 산화 반응에 의해 절연성의 금속화합물이 형성될 수 있는 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 금속 패턴(31)을 구성하는 금속 재질로는 알루미늄(Al), 은(Ag), 실리콘(Si) 등이 사용될 수 있다.On the other hand, the electrode electrode for plating 20 is preferably made of a metallic material having a conductivity that can be easily electrodeposition of the metal and peeling of the electrodeposited metal, the material is titanium (Ti), chromium (Cr) Nickel (Ni), gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), iridium (Ir), cobalt (Co), or any one thereof, or an alloy thereof may be used. In addition, the metal pattern 31 is a metal material different from the metal material of the electrode base 20 for plating, and preferably made of a metal material capable of forming an insulating metal compound by an oxidation reaction. Aluminum (Al), silver (Ag), silicon (Si), or the like may be used as the metal material constituting the metal pattern 31.

다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 금속 패턴(31)과 선택적으로 산화 반응하는 산화제를 이용하여 상기 금속 패턴(31)의 표면에 절연성의 금속화합물(32)을 피복시켜 마스크 패턴(30)을 형성한다.Next, as illustrated in FIG. 6, an insulating metal compound 32 is coated on the surface of the metal pattern 31 using an oxidant selectively oxidizing with the metal pattern 31 to form a mask pattern 30. ).

상기 금속 패턴(31)의 표면에 상기 금속화합물(32)을 형성하는 방법으로는 상기 금속 패턴(31)을 이전의 금속 성질을 비전도성의 절연성을 갖는 물질로 변형시킬 수 있는 다양한 금속화합물의 생성 방법이 이용될 수 있다. 즉, 상기 도금용 전극 기재(20)와는 반응하지 않으면서 상기 금속 패턴(31)과 선택적으로 반응될 수 있는 산화제를 이용하여 상기 금속 패턴(31)의 표면에 상기 금속화합물(32)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 알루미늄(Al)인 금속 패턴(31)을 산화시켜 그 표면에 절연성의 성질을 갖는 알루미나(Al2O3)를 금속화합물(32)로 형성하는 방법 등이 이용될 수 있다.In the method of forming the metal compound 32 on the surface of the metal pattern 31, various metal compounds may be formed to transform the metal pattern 31 into a non-conductive insulating material. The method can be used. That is, the metal compound 32 may be formed on the surface of the metal pattern 31 by using an oxidant that may react selectively with the metal pattern 31 without reacting with the plating electrode substrate 20. Can be. For example, a method of oxidizing the metal pattern 31, which is aluminum (Al), to form alumina (Al 2 O 3 ) having an insulating property on the surface of the metal pattern 32 may be used.

그런 다음, 도 7에 도시된 바와 같이, 전해 도금법을 이용하여 상기 도금용 전극 기재(20)의 표면에 다공성 금속 박막(10)을 형성한다. 상기 다공성 금속 박막(10)은 상기 금속 패턴(31)에 금속화합물(32)을 피복하여 이루어진 마스크 패턴(30)에 의해 마스킹되어 노출된 상기 도금용 전극 기재(20)의 표면에만 금속 박막이 석출되게 되어 상기 마스크 패턴(30)에 대응하는 다수의 기공(11)이 형성되게 된다. 이는 상기 마스크 패턴(30)이 절연성의 성질을 갖는 금속화합물(32)로 피복되어 있기 때문에 상기 마스크 패턴(30) 상에는 전기의 흐름이 차단되게 되고, 이러한 마스크 패턴(30)의 절연 특성은 전해 도금이 이루어지는 과정에서 상기 마스크 패턴(30)의 표면에서 전해 도금이 이루어지지 않게 할 수 있다. 이에 따라, 상기 도금용 전극 기재(20)의 표면에는 상기 마스크 패턴(30)에 대응하는 다수의 기공(11)을 갖는 다공성 금속 박막(10)이 형성되는 것이다.Then, as illustrated in FIG. 7, the porous metal thin film 10 is formed on the surface of the electrode substrate 20 for plating using the electrolytic plating method. The porous metal thin film 10 is deposited only on the surface of the plating electrode substrate 20 exposed by being masked by a mask pattern 30 formed by coating the metal pattern 32 on the metal pattern 31. As a result, a plurality of pores 11 corresponding to the mask pattern 30 are formed. This is because the mask pattern 30 is coated with a metal compound 32 having an insulating property, the flow of electricity is blocked on the mask pattern 30, the insulating property of the mask pattern 30 is electroplating In this process, the electroplating may not be performed on the surface of the mask pattern 30. Accordingly, the porous metal thin film 10 having a plurality of pores 11 corresponding to the mask pattern 30 is formed on the surface of the electrode substrate 20 for plating.

상술한 공정을 거쳐 상기 도금용 전극 기재(20)에 다공성 금속 박막(10)이 형성되면, 앞서 제1실시예에서와 같이, 상기 다수의 기공(11)이 형성된 다공성 금속 박막(10)을 상기 도금용 전극 기재(20)로부터 박리시켜 다공성 금속 박막(10)의 제조를 완료하게 된다.When the porous metal thin film 10 is formed on the plating electrode substrate 20 through the above-described process, as in the first embodiment, the porous metal thin film 10 having the plurality of pores 11 formed thereon Peeling from the electrode substrate 20 for plating is completed to manufacture the porous metal thin film 10.

그러면, 이하에서는 본 발명에 따른 다공성 금속 박막의 제조방법이 적용될 수 있는 장치의 일 예와 이를 적용하여 다공성 금속 박막을 형성하는 방법을 도 8을 참고하여 설명한다.Next, an example of an apparatus to which the method for manufacturing a porous metal thin film according to the present invention may be applied and a method of forming the porous metal thin film by applying the same will be described with reference to FIG. 8.

도 8은 본 발명에 따른 다공성 금속 박막을 제조하기 위한 장치의 일 예를 도시한 도면이다.8 is a view showing an example of an apparatus for manufacturing a porous metal thin film according to the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 다공성 금속 박막의 제조방법이 적용될 수 있는 다공성 금속 박막의 제조장치는, 상기 도금용 전극 기재(20)가 원통형의 드럼 형태로 제공되는 것으로, 전해액이 지속적으로 공급되는 용기(50) 안에 원통형의 드럼 형태로 형성되며, 음극으로 기능하는 상기 도금용 전극 기재(20)와 애노드(40)가 설치된다. 상기 도금용 전극 기재(20)는 화살표 방향으로 회전하고, 도금용 전극 기재(20)와 애노드(40)는 전해액이 개재될 수 있도록 이격된다.Referring to FIG. 8, in the apparatus for manufacturing a porous metal thin film to which the method of manufacturing a porous metal thin film according to the present invention is applied, the electrode base 20 for plating is provided in a cylindrical drum form, and an electrolyte solution is continuously provided. The plating electrode substrate 20 and the anode 40 which are formed in a cylindrical drum shape and function as cathodes are installed in the container 50 to be supplied. The plating electrode base 20 rotates in the direction of the arrow, and the plating electrode base 20 and the anode 40 are spaced apart from each other so that an electrolyte solution may be interposed therebetween.

본 발명에서는 상기 도금용 전극 기재(20)의 표면에 도금용 전극 기재(20)보다 상대적으로 높은 저항을 갖는 금속화합물 물질로 이루어지거나, 금속 물질의 표면에 절연성의 금속화합물이 피복된 형태로 제공되는 마스크 패턴(30)이 형성되게 된다.In the present invention, the surface of the plating electrode substrate 20 is made of a metal compound material having a relatively higher resistance than the plating electrode base 20, or provided in the form of an insulating metal compound coated on the surface of the metal material The mask pattern 30 is formed.

이러한 구성을 갖는 다공성 금속 박막 제조장치에 의하면, 다공성 금속 박막의 제조시 상기 도금용 전극 기재(20)와 애노드(40) 사이에 전류를 인가하게 된다. 이때, 도금용 전극 기재(20)는 화살표 방향으로 회전하고 있는 상태이다. 이에 따라, 도금용 전극 기재(20)의 표면에 금속 박막(10)이 전착되게 되고, 전착된 금속 박막(10)은 도금용 전극 기재(20)로부터 박리된 후 와인더(60)에 권취된다.According to the porous metal thin film manufacturing apparatus having such a configuration, when the porous metal thin film is manufactured, a current is applied between the plating electrode substrate 20 and the anode 40. At this time, the electrode base material 20 for plating is rotating in the arrow direction. Accordingly, the metal thin film 10 is electrodeposited on the surface of the electrode base 20 for plating, and the electrodeposited metal thin film 10 is peeled off from the electrode base 20 for plating and then wound up on the winder 60. .

본 발명에서는 상기 도금용 전극 기재(20)의 표면상에 상기 마스크 패턴(30)이 형성되어 있기 때문에 상기 도금용 전극 기재(20)의 표면에 전착된 금속 박막(10)에는 다수의 기공(11)이 형성된 다공성 금속 박막(10)으로 제조되게 된다.In the present invention, since the mask pattern 30 is formed on the surface of the electrode substrate 20 for plating, a plurality of pores 11 are formed in the metal thin film 10 electrodeposited to the surface of the electrode substrate 20 for plating. ) Is made of a porous metal thin film 10 formed.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

10 : 다공성 금속 박막 20 : 도금용 전극 기재
30 : 마스크 패턴10: porous metal thin film 20: electrode substrate for plating
30: mask pattern

Claims (13)

다수의 기공을 갖는 다공성 금속 박막을 제조하는 방법에 있어서,
(a) 도금용 전극 기재의 표면에 상기 다수의 기공에 대응하고, 상기 도금용 전극 기재보다 상대적으로 높은 저항을 갖는 금속화합물 패턴으로 이루어진 마스크 패턴을 형성하는 단계;
(b) 전해 도금법을 이용하여 상기 마스크 패턴에 의해 마스킹되어 노출된 상기 도금용 전극 기재의 표면에 금속 박막을 석출시켜 상기 마스크 패턴에 대응하는 다수의 기공을 갖는 다공성 금속 박막을 형성하는 단계; 및
(c) 상기 다공성 금속 박막을 상기 도금용 전극 기재로부터 박리시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다공성 금속 박막의 제조방법.In the method of manufacturing a porous metal thin film having a plurality of pores,
(a) forming a mask pattern on the surface of the electrode substrate for plating, the mask pattern including a metal compound pattern corresponding to the plurality of pores and having a relatively higher resistance than the electrode substrate for plating;
(b) forming a porous metal thin film having a plurality of pores corresponding to the mask pattern by depositing a metal thin film on a surface of the plating electrode substrate which is masked by the mask pattern using an electroplating method; And
(c) peeling the porous metal thin film from the plating electrode substrate. 제1항에 있어서,
상기 도금용 전극 기재는 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 이리듐(Ir) 및 코발트(Co) 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금인 것을 특징으로 하는 다공성 금속 박막의 제조방법.The method of claim 1,
The electrode base for plating is titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), iridium (Ir) and cobalt (Co) Method for producing a porous metal thin film, characterized in that any one selected from among them or their alloys. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계에서,
상기 마스크 패턴은 레지스트, 롤 인쇄 또는 롤 레이저 패터닝에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 다공성 금속 박막의 제조방법.The method according to claim 1, wherein, in the step (a)
The mask pattern is a method of manufacturing a porous metal thin film, characterized in that formed by resist, roll printing or roll laser patterning. 제1항에 있어서,
상기 마스크 패턴은 알루미늄화합물, 은화합물, 실리콘화합물 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 다공성 금속 박막의 제조방법.The method of claim 1,
The mask pattern is a method of manufacturing a porous metal thin film, characterized in that any one selected from aluminum compounds, silver compounds, silicon compounds or mixtures thereof. 제1항에 있어서,
상기 다공성 금속 박막은 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 텅스텐(W), 철(Fe), 팔라듐(Pd) 및 로듐(Rh) 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금인 것을 특징으로 하는 다공성 금속 박막의 제조방법.The method of claim 1,
The porous metal thin film is any one or an alloy thereof selected from copper (Cu), nickel (Ni), cobalt (Co), tungsten (W), iron (Fe), palladium (Pd), and rhodium (Rh). Method for producing a porous metal thin film. 제1항에 있어서,
상기 도금용 전극 기재는 원통형의 드럼 형태로 제공되는 것을 특징으로 하는 다공성 금속 박막의 제조방법.The method of claim 1,
The plating electrode substrate is a method of manufacturing a porous metal thin film, characterized in that provided in the form of a cylindrical drum. 다수의 기공을 갖는 다공성 금속 박막을 제조하는 방법에 있어서,
(a) 도금용 전극 기재의 표면에 상기 다수의 기공에 대응하는 금속 패턴을 형성하는 단계;
(b) 상기 금속 패턴과 선택적으로 반응하는 산화제를 이용하여 상기 금속 패턴의 표면에 절연성의 금속화합물을 피복시켜 마스크 패턴을 형성하는 단계;
(c) 전해 도금법을 이용하여 상기 마스크 패턴에 의해 마스킹되어 노출된 상기 도금용 전극 기재의 표면에 금속 박막을 석출시켜 상기 마스크 패턴에 대응하는 다수의 기공을 갖는 다공성 금속 박막을 형성하는 단계; 및
(d) 상기 다공성 금속 박막을 상기 도금용 전극 기재로부터 박리시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다공성 금속 박막의 제조방법.In the method of manufacturing a porous metal thin film having a plurality of pores,
(a) forming a metal pattern corresponding to the plurality of pores on the surface of the electrode substrate for plating;
(b) forming a mask pattern by coating an insulating metal compound on the surface of the metal pattern using an oxidant selectively reacting with the metal pattern;
(c) forming a porous metal thin film having a plurality of pores corresponding to the mask pattern by depositing a metal thin film on the surface of the plating electrode substrate that is masked and exposed by the mask pattern using an electroplating method; And
(d) peeling the porous metal thin film from the plating electrode substrate. 제7항에 있어서,
상기 도금용 전극 기재는 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 이리듐(Ir) 및 코발트(Co) 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금인 것을 특징으로 하는 다공성 금속 박막의 제조방법.The method of claim 7, wherein
The electrode base for plating is titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), iridium (Ir) and cobalt (Co) Method for producing a porous metal thin film, characterized in that any one selected from among them or their alloys. 제7항에 있어서, 상기 (a) 단계에서,
상기 금속 패턴은 레지스트, 롤 인쇄 또는 롤 레이저 패터닝에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 다공성 금속 박막의 제조방법.The method of claim 7, wherein in step (a),
The metal pattern is a method of manufacturing a porous metal thin film, characterized in that formed by resist, roll printing or roll laser patterning. 제7항에 있어서,
상기 금속 패턴은 알루미늄(Al), 은(Ag) 및 실리콘(Si) 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금인 것을 특징으로 하는 다공성 금속 박막의 제조방법.The method of claim 7, wherein
The metal pattern is a method of manufacturing a porous metal thin film, characterized in that any one selected from aluminum (Al), silver (Ag) and silicon (Si) or an alloy thereof. 제7항에 있어서,
상기 마스크 패턴의 금속화합물은 알루미나(Al2O3), 알루미늄화합물, 은화합물, 실리콘화합물 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 다공성 금속 박막의 제조방법.The method of claim 7, wherein
The metal compound of the mask pattern is a method of producing a porous metal thin film, characterized in that any one selected from alumina (Al 2 O 3 ), aluminum compounds, silver compounds, silicon compounds or mixtures thereof. 제7항에 있어서,
상기 다공성 금속 박막은 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 텅스텐(W), 철(Fe), 팔라듐(Pd) 및 로듐(Rh) 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금인 것을 특징으로 하는 다공성 금속 박막의 제조방법.The method of claim 7, wherein
The porous metal thin film is any one or an alloy thereof selected from copper (Cu), nickel (Ni), cobalt (Co), tungsten (W), iron (Fe), palladium (Pd), and rhodium (Rh). Method for producing a porous metal thin film. 제7항에 있어서,
상기 도금용 전극 기재는 원통형의 드럼 형태로 제공되는 것을 특징으로 하는 다공성 금속 박막의 제조방법.The method of claim 7, wherein
The plating electrode substrate is a method of manufacturing a porous metal thin film, characterized in that provided in the form of a cylindrical drum.
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