KR20180111248A - 진공 상온 분사 공정을 이용한 패터닝 방법 - Google Patents

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이창희
박형권
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 진공 상온 분사 공정을 이용한 패터닝 방법은 코팅 대상물 및 비적층 소재로 구현된 마스킹 부재를 준비하는 단계, 상기 코팅 대상물에 상기 마스킹 부재를 접합하는 단계, 상기 마스킹 부재가 접합된 코팅 대상물에 진공 상온 분사 공정을 이용하여 코팅층을 적층시키는 단계, 및 상기 마스킹 부재를 상기 코팅 대상물로부터 제거하는 단계를 포함한다.

Description

진공 상온 분사 공정을 이용한 패터닝 방법{PATTERNING METHOD OF VACUUM KINETIC SPRAY PROCESS}
본 발명은 진공 상온 분사 공정을 이용한 패터닝 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비적층 소재의 마스크를 사용하는 진공 상온 분사 공정을 이용한 패터닝 방법에 관한 것이다.
진공 상온 분사 코팅 기술은 상온에서 다양한 소재(세라믹, 유리, 금속, 고분자)를 적층할 수 있는 표면처리 기술로서, 수십 nm의 박막에서 수백 μm의 후막에 이르기까지 폭넓은 제어가 가능하고 비활성 가스의 사용으로 인해 환경 친화적이며, 낮은 수준의 진공을 활용하여 공정단가도 저렴하다.
이러한 장점으로 인해 다양한 목적(보호, 염료 감응형 태양전지, 고체 연료전지, 열전소자, 배터리 콘덴서, 가스 센서, 바이오 소재 등)에 부합하는 관련 연구 및 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있으며, 이와 관련된 공정 제어 기술이 꾸준히 개발되고 있는 상황이다. 그 중에서도 코팅 대상물의 원하는 부위만을 코팅할 수 있는 패터닝 기술은 진공 상온 분사 코팅 기술의 실제적인 산업 응용 저변을 보대 확대할 것이라 기대할 수 있다.
진공 상온 분사 코팅 기술의 기존 특허(Low temperature aerosol deposition of a plasma resistive layer, EP 1918420 A1)에 따르면, 패터닝 기술 구현을 위해 패터닝된 마스크를 이용하는 방식이 가능하다. 패터닝된 마스크를 분사 노즐과 코팅 대상물 사이에 위치시켜 원하는 패터닝을 형성할 수 있다.
여기에 사용되는 마스크 제작의 가장 기본적인 방식으로는 와이어 혹은 레이저 가공 방식을 이용한 금속 및 고분자 소재의 마스크를 제작하는 방식인데, 이 방식은 마스크를 여러 번 사용할 수 있다는 장점, 제작이 상대적으로 간편하다는 장점이 있으나, 다양한 응용 분야에서 요구되는 정밀하고 미세한 패턴은 구현할 수 없다는 기술적인 한계가 존재한다.
뿐만 아니라, 사용 횟수가 증가함에 따라, 금속 소재 마스크는 점차 마스크 상에 적층되는 현상으로 인해, 고분자 소재 마스크는 마모되는 현상으로 인해 해상도가 점차 감소하게 되므로, 신뢰성 확보에 어려움이 있다. 따라서, 마스크 상의 적층되는 현상 없이 간편하고 정밀한 패턴을 구현하기 위한 기술의 개발이 필요한 실정이다.
관련 선행기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-1073858호(발명의 명칭: 패터닝 방법, 공고일자: 2011년 10월 14일)가 있다.
본 발명의 일 실시예는 적층이 이루어지지 않는 소재로 제작된 마스크를 사용하여 코팅 대상물에 원하는 패턴을 형성하는 진공 상온 분사 공정을 이용한 패터닝 방법을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진공 상온 분사 공정을 이용한 패터닝 방법은 코팅 대상물 및 비적층 소재로 구현된 마스킹 부재를 준비하는 단계, 상기 코팅 대상물에 상기 마스킹 부재를 접합하는 단계, 상기 마스킹 부재가 접합된 코팅 대상물에 진공 상온 분사 공정을 이용하여 코팅층을 적층시키는 단계, 및 상기 마스킹 부재를 상기 코팅 대상물로부터 제거하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 상온 분사 공정을 이용한 패터닝 방법은 기계적 방식, 레이저 방식, 화학적 방식 중 적어도 하나를 이용하여 상기 마스킹 부재의 형상을 가공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 마스킹 부재는 하부에 테이프가 부착된 마스크로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 마스킹 부재는 일정한 두께를 가지되 고분자 소재로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 상온 분사 공정을 이용한 패터닝 방법은 상기 마스킹 부재의 하부에 접착층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 코팅층을 적층시키는 단계는 세라믹 분말, 금속 분말 및 고분자 분말 중 적어도 하나가 사용되는 상기 진공 상온 분사 공정을 이용하여 상기 코팅층을 적층시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 세라믹 분말, 상기 금속 분말 및 상기 고분자 분말 중 적어도 하나는 0.1 μm 내지 5.0 μm의 직경을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 상온 분사 공정을 이용한 패터닝 방법은 상기 코팅 대상물의 표면 조도를 소정 임계치 이상 저감시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제거하는 단계는 상기 코팅 대상물과 상기 마스킹 부재 간의 접합력 보다 강한 힘을 상기 마스킹 부재에 수직방향으로 가하거나, 특정 온도 이상의 열을 상기 마스킹 부재에 가하거나, 특정 물질을 사용하여 상기 마스킹 부재를 용해시킴으로써 상기 마스킹 부재를 상기 코팅 대상물로부터 제거할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 적층이 이루어지지 않는 소재로 제작된 마스크를 사용하여 코팅 대상물에 원하는 패턴을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 마스크와 코팅 대상물 간의 완벽한 접합을 이룸으로써 분사 코팅 공정에 의해 유발되는 해상도 저하를 극복할 수 있고, 빠르고 간단하게 패터닝 된 마스크를 제작 및 적용할 수 있으므로 진공 상온 분사 공정의 응용 기술 개발을 보다 확장할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 상온 분사 공정의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 상온 분사 공정의 패터닝 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3a는 본 발명에 있어서, 패터닝 방법의 일 실시예를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명에 있어서, 패터닝 방법의 다른 실시예를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 4a는 본 발명에 있어서, 마스크가 존재하지 않는 구리 기판을 도시한 도면이다.
도 4b는 본 발명에 있어서, 다용도 테이프를 이용한 마스크가 존재하는 구리 기판을 도시한 도면이다.
도 5a는 본 발명에 있어서, 마스크를 사용하지 않은 구리 기판에 적층된 코팅의 형상을 도시한 도면이다.
도 5b는 본 발명에 있어서, 다용도 테이프를 이용한 마스크를 사용하여 구리 기판에 적층된 코팅의 형상을 도시한 도면이다.
도 6은 다용도 테이프를 이용한 마스크를 사용하여 구리 기판에 적층된 코팅 대상물의 패턴 두께를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명 기술은 진공 상온 분사 공정 기술의 특성상 적층이 이루어지지 않는 소재를 이용해 제작한 마스킹 부재를 이용하여 패터닝을 구현하는 것이다. 본 실시예에서는, 마스킹 부재를 마스크와 같은 형태로 구현하여 코팅 대상물에 원하는 패턴을 보다 간편하고 빠르게 형성할 수 있다. 이하에서는, 마스킹 부재를 마스크로 지칭하여 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 상온 분사 공정의 개략도이다. 본 공정은 (1)공정 가스 탱크, (2)가스 유량 조절 장치, (3)분말 송급 장치(에어로졸 챔버), (4)가스 압력 제어 장치, (5)수렴 노즐, (6)진공 펌프(로터리 펌프 및 부스터 펌프), (7)진공 챔버(데포지션 챔버), (8)진공 밸브, (9)XYZ 스테이지를 사용하여 이루어질 수 있다.
분사 공정을 살펴보면 먼저, 응용 분야에 부합하는 분말을 분말 송급 장치에 넣고, 장치의 진동을 통하여 에어로졸 상태로 만들어 준다. 참고로, 진공 상온 분사 공정에서 사용되는 분말은 일반적으로 세라믹 분말을 사용하지만 금속 분말 및 고분자 분말도 세라믹 분말과의 혼합을 통해 적용 가능하며 에어로졸화가 잘 발생하는 5 μm 이하의 서브마이크론 크기의 분말이 유리하다.
이후에, 진공 펌프를 사용하여 챔버를 진공 상태로 만들어 준다. 본 실험에서는 진공 챔버의 압력을 나타내는 컴퓨터 계기판이 챔버가 6.0 × 10-2 Torr (저진공)을 나타낼 때 적층 공정을 실시하였다. 그 후, 공정가스를 가스 압력 제어 장치를 통하여 0.1 ~ 0.6 MPa 범위 내에서 특정한 압력으로 고정한 후, 가스 유량 조절 장치를 통하여 목적에 맞는 가스 유량으로 제어 후, 가스를 관으로 흘려준다. 그 후, 분말 송급 장치와 진공 챔버 사이에 있는 진공 벨브를 풀어주면 가압된 공정가스는 진공 챔버와 분말 송급 장치 사이의 압력 차이로 인해 가스 라인을 따라 분말 송급 장치를 거치며 분말 송급 장치 내에 형성된 에어로졸 상태의 분말을 이동시키게 된다.
그리고, 공정가스는 진공 챔버 내에 가스 라인과 연결된 수렴 노즐의 수렴부(converge)를 통과하는 동안 압축 상태가 되며, 수렴 노즐을 통하여 압축된 공정가스는 노즐을 통과하면서 팽창되는 과정을 통해 급격하게 가속되어 초음속 상태가 된다.
가속된 가스를 따라 비행하는 분말 입자는 운동에너지를 갖게 되며, 이 운동에너지를 통해 입자의 소성 변형 및 파괴를 유발시켜 코팅층을 형성할 수 있다. 공정가스는 질소, 산소, 공기 및 헬륨이 주로 사용될 수 있으며, 각 공정가스의 밀도 차이에 의해 같은 공정조건(온도, 압력)에서 다른 가스 속도를 나타낸다. 헬륨은 다른 가스보다 밀도가 상대적으로 낮기 때문에, 가벼운 헬륨은 더욱 높은 속도에 도달할 수 있다.
공정가스에 의해 가속된 입자는 주로 150 m/s ~ 600 m/s의 운동에너지 범위를 가지며, 공정가스의 선택과 공정조건의 조절을 통하여 가스의 속도 조절이 가능하다. 분말은 가스의 이동 방향에 따라 분사되고 모재와 충돌하여 코팅층을 형성하게 된다. 이때, 노즐과 모재 사이에 마스크를 위치시킴으로써 원하는 영역에만 코팅층을 형성시킬 수 있는 응용이 가능하며, 마스크는 다양한 방식으로 적용될 수 있다. XYZ 스테이지의 움직임을 제어함으로써 코팅층과 모재 사이의 거리, 코팅의 두께 및 길이를 제어할 수 있다. 코팅층의 두께는 스테이지의 이동 속도, 모재의 왕복 횟수, 가스 유량의 다양한 조건에 따라 제어가 가능하다.
예컨대, XYZ 스테이지의 이동 속도는 0.1 mm/s ~ 10.0 mm/s의 범위를 가질 수 있고, 분사되는 가스 유량은 1 L/min ~ 20 L/min의 범위를 가질 수 있으며, 분사 노즐과 XYZ 스테이지 간의 적층 거리는 5 mm ~ 15 mm의 범위를 가질 수 있다.
도 2는 진공 상온 분사 공정의 패터닝 방법을 나타낸 흐름도이다.
(A1)진공 상온 분사 공정 기술의 패터닝 방법은 연속적으로 이루어지는 과정이므로 공정을 시작하기에 앞서 코팅의 형상 및 미세구조에 대한 설계가 우선적으로 요구된다. 코팅 미세구조는 분말, 가스, 모재 등 다양한 공정변수에 의해 제어될 수 있으며, 기존에 설립된 데이터베이스를 기반으로 설계하는 것이 바람직하다. 진공 상온 분사 공정 기술은 가속된 가스에 의해 비행하는 입자의 운동에너지를 기반으로 코팅을 형성하기 때문에 코팅 대상물과 분말이 비행하는 방향 사이의 각도가 수직을 이루는 게 적합하다.
이때, 코팅 대상물의 표면의 조도(roughness)가 너무 높으면 가속된 분말 입자의 표면 충돌 시, 분말 입자가 튕겨나가거나 표면의 마모(erosion)를 유발하며 적층이 이루어지지 않으므로, 코팅 대상물의 표면 조도를 소정 임계치 이상 저감시키는 것이 유리하다. 또한, 이렇게 가속된 입자는 코팅 대상물의 표면에 충돌하면서 표면에 잔류하는 불순물을 제거하는 효과가 있다. 따라서, 표면의 오염 상태가 적층에 큰 영향을 미치지는 않으므로 다양한 공정 적용에 유리하다고 할 수 있다.
(A2)다음으로, 코팅 대상물 상에 원하는 패턴을 형성하기 위해 마스크 제작이 요구된다. 본 발명에서는 코팅 대상물 상에 마스크를 육성하는 기존의 방식과 달리 패터닝된 마스크를 따로 가공한다. 마스크의 소재는 적층이 잘 이루어지지 않는 다양한 소재들 예컨대, 고분자 소재로 사용이 가능하다. 참고로, 마스크의 형상은 기계적 방식, 레이저 방식, 화학적 방식 중 적어도 하나를 이용하여 가공될 수 있다.
(A3)다음으로, 패터닝된 비적층 소재 마스크는 접착제를 이용하여 원하는 코팅 대상물 상에 접합된다. 이때, 사용되는 접착제는 테이프와 같이 코팅 대상물과 마스크를 접합시킬 수 있는 모든 소재를 포함하며 코팅층 해상도에 영향을 미치지 않도록 사용되어야 한다. 코팅 대상물 및 마스크 간의 접합에 관해서는 도 3a 및 도 3b를 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
(A4)다음으로, 마스크가 부착된 코팅 대상물 상에 진공 상온 분사 코팅을 이용해 코팅층을 형성한다. 이때, 마스크가 부착된 부분은 코팅층이 형성되지 않고 마스크가 없는 부분에 코팅층이 형성되면서 원하는 패턴이 형성된다.
(A5)다음으로, 코팅 공정을 통해 원하는 패턴을 코팅 대상물 상에 적층한 후, 마스크를 제거하여 원하는 형상만을 남긴다. 마스크를 제거하기 위해서 기계적, 화학적, 열적 방식 등 다양한 방법을 이용할 수 있다.
도 3a는 진공 상온 분사 공정에 있어서, 패터닝 방법의 일 실시예를 설명하기 위해 도시한 도면이다. 본 실시예에서는, 마스크(B2)의 하부에 접착제가 이미 존재하는 테이프와 같은 소재를 사용할 수 있다.
코팅 대상물(B1)은 전술한 바와 같이 표면의 조도를 최소화한 상태로 준비하는 것이 유리하며, 코팅 대상물(B1)의 대상 면이 입자의 비행 방향과 최대한 수직을 이루는 범위 내에서 다양한 형상을 가질 수 있다. 마스크(B2)에는 코팅층(B3)이 잘 적층되지 않는 다양한 소재가 사용될 수 있으며, 가공 적합성 및 해상도를 확보할 수 있도록 최대한 균일한 두께를 갖는 것이 유리하다.
마스크(B2)는 가공된 상태로 코팅 대상물(B1) 상에 위치하여 접합이 이루어지게 된다. 진공 상온 분사 공정 도중 발생하는 마스크(B2)의 박리 혹은 마스크(B2)의 접합 불량으로 인한 해상도 저하를 방지하기 위하여 마스크(B2)와 코팅 대상물(B1)은 완전하게 접합이 이루어지는 게 바람직하다. 다음으로, 마스크(B2)가 접합된 코팅 대상물(B1) 상에 진공 상온 분사 공정을 이용하여 코팅층(B3)을 적층시킨다. 비적층 소재로 이루어진 마스크(B2)의 소재 특성으로 인해 코팅 대상물(B1) 상의 원하는 위치에만 국부적으로 코팅층(B3)을 형성할 수 있다.
마지막으로, 마스크(B2)를 제거하기 위해서 기계적, 화학적, 열적 방식을 사용할 수 있다. 기계적 방식은 마스크(B2)와 코팅 대상물(B1) 사이의 접합력보다 강한 힘을 수직하게 가함으로써 마스크(B2)를 코팅 대상물(B1)로부터 벗겨내는 방식이며, 화학적 방식은 마스크 소재(B2)를 용해시킬 수 있는 특정한 물질을 사용하여 마스크(B2)와 코팅 대상물(B1) 사이에 존재하는 접합을 제거할 수 있으며, 열적 방식은 열에 약한 고분자 소재의 특성을 이용하는 것으로, 특정 온도 이상의 높은 열을 가하여 마스크(B2)를 완전히 분해시켜 분리하는 방식이다. 마스크(B2)의 제거 방식은 적용 대상에 따라 상이하게 사용될 수 있으며, 전술한 방법 이외의 다양한 방법이 사용될 수 있다. 최종적으로는, 코팅 대상물(B1) 상에 원하는 부위에만 코팅층(B3)만이 존재하게 된다.
도 3b는 진공 상온 분사 공정에 있어서, 패터닝 방법의 다른 실시예를 설명하기 위해 도시한 도면이다. 본 실시예에서는, 마스크의 하부에 접착층(B3)을 별도로 형성하여 가공할 수 있는데 예를 들어, 접착제를 도포할 수 있다. 본 실시예에서는 마스크(B2)를 가공하는 방식에서 차이가 있으나, 전체적인 공정의 진행 방식은 도 3a에 나타난 과정과 거의 유사하므로 간략하게 서술한다.
코팅 대상물(B1)은 앞서 언급한 바와 같이 낮은 표면 조도를 갖도록 준비하는 게 유리하며, 분말의 비행 방향과 수직을 이룰수록 유리하다. 전술한 바와 같이 마스크(B2)에는 코팅층(B4)이 잘 적층되지 않는 다양한 소재가 사용 가능하며, 기계적 방식, 레이저 방식, 화학적 방식 등의 다양한 가공 방식을 통해서 원하는 형상으로 마스크(B2)를 가공할 수 있다. 가공된 마스크(B2)의 하단부에 접착제(B3)를 도포하게 되는데, 이 때 사용되는 접착제(B3)는 코팅 대상물(B1)과의 충분한 접합을 유도할 수 있는 다양한 종류의 소재를 사용할 수 있다. 접착제(B3)가 형성된 마스크(B2)는 그 상태로 접착제(B3)가 존재하는 하단부가 코팅 대상물(B1)에 안착되어 접합이 이루어진다.
진공 상온 분사 공정 도중 발생하는 마스크(B2)의 박리 혹은 마스크(B2)의 접합 불량으로 인한 해상도 저하를 방지하기 위하여 마스크 소재(B2)와 코팅 대상물(B1)은 완전하게 접합이 이루어지는 게 바람직하다. 진공 상온 분사 공정을 통해 비적층 소재로 이루어진 마스크(B2) 상에는 적층이 이루어지지 않고, 코팅 대상물(B1) 상에만 코팅층(B4)이 형성된다. 앞서 언급된 다양한 마스크 제거 방식을 이용하여 마스크(B2) 및 접착제(B3)를 제거하고 최종적으로 패터닝된 코팅층(B4)만이 코팅 대상물(B1) 상에 잔류하게 된다.
본 실시예서는, 구리 기판 상에 진공 상온 분사 공정 기술을 이용하여 패턴을 형성하는 실험을 실시하였다. 사용된 분말은 수백 nm의 크기를 갖는 구형의 Al2O3 세라믹 분말을 사용하였고, 분말은 공정을 진행하기에 앞서 에어로졸화가 잘 이루어지도록 약 100oC에서 2시간 동안 열처리하였다. 코팅 대상물로는 50 x 25 x 3 mm3의 크기로 가공된 구리 기판을 사용하였으며, 폴리싱 공정을 통해 낮은 표면 조도를 가질 수 있도록 준비하였다. 공정가스로는 헬륨 가스를 사용하였으며, 가스 압력은 0.6 MPa로 설정하였다. 노즐의 형상은 0.5 mm x 5 mm 크기의 노즐을 사용하였으며, 가스 유량은 18 L/min, 노즐 및 모재 간의 거리는 10 mm, 기판 이동 속도는 10 mm/s, 필름의 길이는 20 mm, 패스 수는 20 pass를 각각의 공정조건으로 설정하였다. 마스크의 소재는 상업적으로 사용되는 다용도 테이프를 사용하였다. 다용도 테이프는 진공 상온 분사 공정을 거치더라도 거의 적층이 이루어지지 않는 특성으로 인해 마스크로 사용될 수 있다.
도 4a는 마스크가 존재하지 않는 구리 기판을 나타내고, 도 4b는 다용도 테이프를 이용한 마스크가 존재하는 구리 기판을 나타낸다. 본 실험에서는 다양한 응용에 대한 실시예로서 단순한 형상의 패턴을 형성하였으며, 다용도 테이프를 기계적인 방식으로 가공하였으나, 전술한 바와 같이 다양한 가공 방식을 사용함에 따라 더욱 정밀하고 복잡한 패턴을 제작할 수 있으며, 마스크의 소재 또한 다용도 테이프로 한정 지을 수 없다. 도 4b에 나타난 바와 같이, 다용도 테이프를 이용하여 마스크를 간단하게 제작할 수 있었으며, 구리 기판 상에 마스크가 접합되어 있다. 마스크의 유무에 따른 비교 및 분석을 위해 모든 경우의 구리 기판을 대상으로 코팅 공정을 진행한 후, 다용도 테이프 마스크를 기계적으로 제거하였다.
도 5a 및 도 5b는 마스크를 사용하지 않은 구리 기판에 적층된 코팅의 형상과 다용도 테이프를 이용한 마스크를 사용하여 구리 기판에 적층된 코팅의 형상을 각각 도시한 도면이다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 마스크를 사용하지 않은 경우, 코팅의 형상은 노즐의 형상에 따라 결정된다. 본 실험에서 사용된 노즐은 기본적인 필름 형상 제작을 위해 사용되므로, 도 5a에서 나타낸 바와 같이 구리 기판 상에 필름 형상의 Al2O3 코팅이 적층된 것을 확인할 수 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 다용도 테이프를 이용한 마스크를 사용한 경우, 다용도 테이프 마스크가 존재하던 부분은 진공 상온 분사를 통해 적층된 코팅이 존재하지 않는 것을 볼 수 있다.
도 6은 다용도 테이프를 이용한 마스크를 사용하여 구리 기판에 적층된 코팅 대상물의 패턴 두께를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다. 도 6을 참조하면, 적층 영역과 비적층 영역이 뚜렷하게 구분이 되며, 적층 영역은 약 5 μm 두께를 갖는 것을 볼 수 있다. 뿐만 아니라, 적층 영역와 비적층 영역 사이의 계면이 깨끗한 것을 볼 수 있고, 이는 다용도 테이프 마스크가 제거되는 과정에서 어떠한 손상도 유발하지 않았음을 의미한다. 비적층 영역에 두께가 측정된 이유는 surface profiler 분석 장비의 한계점으로 인해 기인한 현상으로, 구리 기판의 미세한 기울기 차이로 인해 유발된 것이다. 따라서, 본 실험을 통해 비적층 소재의 일종인 다용도 테이프를 이용하여 기계적 방식으로 제작한 마스크가 진공 상온 분사 공정의 패터닝 방법을 사용 가능하다는 점을 확인할 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (9)

  1. 코팅 대상물 및 비적층 소재로 구현된 마스킹 부재를 준비하는 단계;
    상기 코팅 대상물에 상기 마스킹 부재를 접합하는 단계;
    상기 마스킹 부재가 접합된 코팅 대상물에 진공 상온 분사 공정을 이용하여 코팅층을 적층시키는 단계; 및
    상기 마스킹 부재를 상기 코팅 대상물로부터 제거하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 상온 분사 공정을 이용한 패터닝 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    기계적 방식, 레이저 방식, 화학적 방식 중 적어도 하나를 이용하여 상기 마스킹 부재의 형상을 가공하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 상온 분사 공정을 이용한 패터닝 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 마스킹 부재는 테이프로 구현되는 것을 특징으로 하는 진공 상온 분사 공정을 이용한 패터닝 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 마스킹 부재는 일정한 두께를 가지되 고분자 소재로 구현되는 것을 특징으로 하는 진공 상온 분사 공정을 이용한 패터닝 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 준비된 마스킹 부재의 하부에 접착층을 형성하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 상온 분사 공정을 이용한 패터닝 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 코팅층을 적층시키는 단계는
    세라믹 분말, 금속 분말 및 고분자 분말 중 적어도 하나가 사용되는 상기 진공 상온 분사 공정을 이용하여 상기 코팅층을 적층시키는 것을 특징으로 하는 진공 상온 분사 공정을 이용한 패터닝 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 세라믹 분말, 상기 금속 분말 및 상기 고분자 분말 중 적어도 하나는 0.1 ~ 5.0 μm의 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 진공 상온 분사 공정을 이용한 패터닝 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 준비하는 단계는
    상기 코팅 대상물의 표면 조도를 소정 임계치 이상 저감시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 상온 분사 공정을 이용한 패터닝 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제거하는 단계는
    상기 코팅 대상물과 상기 마스킹 부재 간의 접합력 보다 강한 힘을 상기 마스킹 부재에 수직방향으로 가하거나, 특정 온도 이상의 열을 상기 마스킹 부재에 가하거나, 특정 물질을 사용하여 상기 마스킹 부재를 용해시킴으로써 상기 마스킹 부재를 상기 코팅 대상물로부터 제거하는 것을 특징으로 하는 진공 상온 분사 공정을 이용한 패터닝 방법.
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