KR20190005432A - 전주가공에 사용되는 수직성장 마스터와 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평면기판의 상부면에 감광층을 형성하고 노광, 현상공정을 통하여 감광층에 돌출부와 공간부를 형성한다. 상기 돌출부를 바탕으로 하여 다양한 3차원 표면을 갖는 골격마스타와 수직성장 마스터를 제작한다.
본 발명은 상기 다양한 마스타를 활용하여 전주도금에서 금속성장을 가능케 하는 전주금형과 다양한 형태의 전주가공물을 제작하는 방법을 설명한다.
본 발명의 수직성장 마스타를 통하여 전주가공을 실행하면, 전주가공물은 수평성장은 거의 하지 않고, 수직성장이 되게 하는 것이 특징이다. 전주가공물이 수직성장이 됨에 따라 정체영역도 상부로 함께 상승한다.
본 발명은 피치의 크기가 수십 마이크로미터, 선 폭의 크기가 수 마이크로미터가 되는 3차원 전주가공물 또는 회로, 플렉시블 회로기판, 메쉬, 필터, 3차원 멤스 부품, 3차원 회로, 3차원 초정밀 구조물, 투명 열선, 칩온 필름, 전자파 차단시트 등에 응용이 될 수가 있다.

Description

전주가공에 사용되는 수직성장 마스터와 그 제조방법{Method and workpiece of electroforming}

본 발명은 전주가공법에 의하여 제작되는 수직성장 마스터와 그 제조방법 그리고 그 수직성장 마스터를 사용하여 제작된 전주가공물에 대한 것이다.

본 발명에서의 마스터란 필요로 하는 형상이 제작된 금형을 의미한다.

본 발명의 수직성장 마스터는 본 발명의 골격마스터에 비도전성 물질을 코팅하거나 충진하거나 도포하거나 증착시킨 것으로 정의한다.

본 발명에서 골격마스터는 도전성 기판의 상부면에 다수의 돌출부가 무수히 형성된 것이다. 상기 돌출부와 돌출부 사이에는 공간부가 형성된다.

수직성장 마스터는 상기 골격마스터의 공간부의 측면과 공간부의 하부면에 비도전성물질이 코팅되거나 충진되거나 도포되거나 증착함으로서 제작되어 진다. 수직성장 마스터에서 돌출부의 상부표면에는 비도전성 물질이 존재하지 않는다.

본 발명에서 골격마스타의 제작은 평판기판에 감광재를 도포하고, 상기 감광재에 노광 및 현상을 하는 작업을 통하여 시작된다.

본 발명의 골격마스타는 감광재에 의하여 만들어진 3차원 형태를 기반으로 한다.

상기 감광재에 의하여 형성된 3차원 형태의 구조에 전주가공을 실시하여 도금된 금속에 의해 골격마스타가 제작된다.

본 발명에서의 골격마스타는 도전성 평면기판 형태로 주로 이루어진다. 경우에 따라서는 휨이 있는 평판의 경우도 있다. 상기 평면기판의 상부면에는 무수한 돌출부와 오목부가 형성된다. 상기 돌출부는 이형을 위한 목적에서 테이퍼 지게 형성된다. 테이퍼 진 돌출부를 가져야만 탈형이 용이하다.

본 발명의 골격마스타는 본 발명의 수직성장 마스터를 만들기 위한 용도로 사용된다. 그러나 수직성장 마스터를 제작하기 위한 목적뿐만 아니라, 본 발명의 골격마스타를 통하여 다양한 형태의 형틀을 만드는 것에도 사용할 수가 있다.

본 발명의 수직성장 마스터를 통하여, 전주가공물을 수직으로 성장시켜 두께가 두꺼운 메쉬를 만들거나 3차원 초정밀 가공물을 제작할 수가 있다.

수직성장 마스터로 전주가공물을 만들면, 주된 성장을 두께방향인 수직방향으로 할 수가 있어서 미세하고 두꺼운 제품의 생산이 가능하다.

대표적인 제품으로 각종 인쇄용 메쉬, 스크린 메쉬, 필터, 3차원 멤스 부품 을 들 수가 있다. 이들은 개구도가 크고 미세한 제품들을 만들 수가 있는 장점이 있다.

수직성장 마스타를 도금욕조에 넣어서 전주가공을 실행하여 3차원 형상이 이루어지는 전주가공물을 제작한 다음, 상기 수직성장 마스타로부터 전주가공물을 탈형하여 제품을 생산한다.

수직성장 마스터에 의하여 제작된 미세한 전주가공물을 시트상의 필름을 접합하여 받아내어 제품으로 만들 수가 있다. 제작된 전주가공물에 액상 수지를 충진하고 경화시켜서 제품을 만들 수도 있다.

본 발명의 골격마스타를 사용하여, 3차원 형상이 이루어지는 UV수지형틀, 에폭시 수지형틀, 폴리이미드 수지형틀, 실리콘 형틀을 제작할 수가 있다.

상기 형틀에 실버페이스트와 같은 도전성 물질을 충진하고 경화시키어 각종회로를 구성할 수가 있다. 이러한 제품의 종류로는 칩온 필름, FPCB, 초정밀 회로, 등을 들 수가 있다.

본 발명의 골격마스타 또는 수직성장 마스터를 사용하면 비교적 초정밀한 마이크로미터 단위의 제품 제작에 큰 효과가 있다.

도금은 제품표면에 도금물질을 형성시키는 것이라면, 본 발명에서의 전주가공은 필요한 부품을 형성시키는 가공기술이다.

본 발명은 골격마스타 및 수직성장 마스터를 대상으로 하며, 이들을 통하여 제작된 가공물도 본 발명의 대상으로 한다.

본 발명에서 수직성장 마스터를 통한 전주가공물은 수직성장을 한다.

본 발명의 수직성장 마스터를 사용하면 전주가공물은 주로 높이 방향(수직방향)으로 성장을 하며, 폭방향(수평방향)의 성장은 제약되는 특징이 있다. 본 발명에서는 폭 방향에 비하여 상대적으로 높이방향으로 성장이 두드러진 것을 본 발명에서는 수직성장이라 정의한다.

본 발명에서, 도금 시에 도금되는 금속이 수직성장이 가능하도록 하는 전주금형을 수직성장 마스타라 칭하며, 상기 수직성장 마스타를 통하여 수직 성장된 것을 수직성장 전주가공물이라 칭한다.

본 발명에서 사용되는 골격 마스타와 수직성장 마스터는 모두 돌출부와 공간부를 가진다. 수직성장 마스터는 골격마스타의 공간부에 비도전성 물질로 코팅하거나 충진하거나 도포하거나 증착을 한 것이다.

본 발명에서 사용되는 골격 마스터는 레이저나 기계가공으로 제작되거나, 감광재를 사용하여 전주도금으로 제작이 된다.

감광재를 사용하여 전주도금으로 제작되는 골격마스타를 제작하는 공정을 간단히 설명한다. 감광재를 도포하는 기판은 주로 평판기판을 사용한다. 상기 기판의 한쪽 면에 감광재를 균일하게 도포하여 감광층을 형성한다. 상기 감광층에 포토 마스크 또는 패턴필름을 통하여 노광을 한다. 노광된 상기 감광층에 현상공정을 통하여 3차원 형상을 제작한다.

이 때 노광작업에서 테이퍼 형상으로 노광을 하는 것이 중요하다.

현상공정을 통하여 테이퍼 형상으로 공간부를 형성한다.

테이퍼 형상으로 제작하는 것은 추후의 가공물의 이형이 용이하도록 하기 위함이다. 만약 테이퍼가 형성되지 않는다면, 피치는 작고 두께가 두꺼운 가공물은 마스터로부터 탈형시키는 것이 불가능하다.

테이퍼를 형성하는 것은 노광공정에서 결정된다. 본 발명인이 발명한 선광원 발생장치를 사용하면 테이퍼 진 형상으로 감광재를 노광시킬 수가 있다.

전주가공이란 도금용액 속에 전주금형을 넣고, 상기 전주금형에 도금을 실시하여 원하는 형상의 가공물을 제작하는 공법이다.

전주가공물은 상기 전주금형에서 탈형해 만든다.

일반적으로 전주금형에 전주가공을 실행하게 되면, 전주 가공물은 수평방향(폭방향), 수직방향(높이방향)으로 동시 성장한다. 전주가공에서 도금의 성장방향을 인위적으로 제어를 한다는 것은 용이한 일이 아니다.

메쉬나 필터의 경우, 개구도를 크게 하는 것이 중요하다. 같은 피치에서 개구도를 크게 하려면 선폭을 작게 하여야 한다. 그런데 선폭을 작게 하면 지지력이 떨어지게 된다. 이때 지지력을 증가시키는 방법으로는 두께를 증가시켜야 한다.

수직성장 마스터는 선폭의 증가는 최소화하며, 두께의 증가를 최대화시킬 수가 있다.

본 발명에서는 전주가공물의 성장을 수직방향으로는 활발하게 진행하게 하나, 수평방향으로는 성장을 제어한다. 이렇게 될 수가 있도록 하는 본 발명의 전주금형을 수직성장 마스터라 칭한다.

수직성장 마스터는 수평방향으로의 성장을 억제하기 위하여, 전주금형에 형성된 공간부에서 도금용액의 유동이 억제되도록 하는 정체영역을 형성한다.

본 발명의 수직성장 마스터를 사용하면, 전주가공물이 수직방향으로 성장됨에 따라 상기 정체영역도 수직방향으로 함께 높아지는 것이 특징이다.

본 발명은 평판기판에 감광재를 도포하며, 상기 감광재가 도포된 감광층에 노광과 현상공정을 거쳐서 감광층에 테이퍼가 형성된 3차원 형상을 얻는다.

상기 3차원 형상에 통전이 가능하도록 스파터링을 실시하여 얇은 금속박막을 형성한다. 상기 얇은 금속박막에 통전시켜 전주가공을 실행하여 골격 마스터를 제작한다. 상기 골격 마스터의 공간부에 비도전성 물질을 충진, 도포, 코팅, 증착을 통하여 수직성장 마스터를 제작한다.

상기 골격마스타를 사용하여 3차원 형상을 지닌 가공물을 제작한다. 이때 상기 골격마스타에 액상수지를 붓고, 경화시켜 3차원 형상의 수지 가공물을 제작한다.

상기 수직성장 마스터는 도금욕조에서 전주가공을 실시하여 3차원 형상을 전주가공물을 제작한다.

본 발명에서는 먼저, 본 발명의 수직성장 마스터를 사용하여 수직성장된 전주가공물을 만드는 경우를 먼저 설명한다. 그 뒤에 본 발명의 골격마스타를 제작하는 기술을 설명하기로 한다.

본 발명의 수직성장 마스터는 전주가공을 행할 때, 금속조직이 주로 수직방향으로 성장되도록 하는 기술을 핵심으로 한다. 본 발명의 수직성장 마스터를 사용하여 3차원 입체 형상의 전주가공물을 제작하면 많은 산업영역에 활용될 수가 있다.

예를 들면, 산업용 메쉬, 필터, 미세회로, 칩온필름, FPCB, 멤스부품, 투명열선, 인쇄용 메쉬, 전자파 차폐망, TSP, 디스플레이용 각종 마스크, OLED 마스크 등이 있다.

본 발명의 수직성장 마스터의 특징은 다음과 같다.

수직성장 마스터는 주로 도전체로 된 평판금형으로 구성된다.

상기 도전체 평판금형의 상부에는 돌출부와 공간부가 형성된다.

상기 공간부에는 비도전성 물질이 얇게 충진 또는 코팅 또는 도포 또는 증착이 되어있다. 상기 공간부에는 정체영역이 형성된다.

일반적으로 전주금형에 전주가공을 실행하게 되면, 전주 가공물은 폭방향, 높이방향으로 동시 성장을 하게 된다.

본 발명의 수직성장 마스터를 사용하면, 폭 방향으로의 금속성장은 작게 하며, 높이 방향으로의 금속성장은 활성화시킨다. 그 결과 전주가공결과물의 두께를 두껍게 만들 수가 있다.

수직성장 마스터를 사용하면, 극히 미세한 회로, 극히 미세한 메쉬 등과 같이 전주가공물을 용이하게 생산할 수가 있게 된다. 일반적으로 도금물의 크기가 정밀하며 수 마이크로미터의 크기가 경우에는 도금의 방법으로는 제작할 수가 없다.

이런 경우 대부분은 에칭을 통하여 제품을 생산한다. 그러나 에칭으로 제품을 만들고자 할 때는 에칭하는 모재의 두께가 가공의 많은 제약요소가 된다.

그러나 제품의 크기가 미세한 수치를 가지면서, 두꺼운 제품을 에칭하는 경우에는 에칭 특성에 의하여 원하는 형상과 크기를 제작하는 것에 한계를 가진다.

에칭은 수직방향(높이방향, 깊이방향)으로 에칭이 진행됨과 동시에 폭방향(수평방향, 넓이방향)으로도 동시에 에칭이 진행되며, 항아리 모양으로 에칭이 진행된다. 일반적인 전주가공에서도 거의 동일한 문제가 발생한다. 전주금형에서 도금이 시작이 되면, 수직방향(높이방향, 깊이방향)과 폭방향 (수평방향, 넓이방향)으로도 동시에 도금이 진행된다.

그러나 본 발명의 수직성장 마스터를 사용하면, 종래의 에칭공법과 종래의 전주공법으로는 제작이 불가능 하였던 제품의 생산도 가능케 된다.

수직성장 마스터를 사용한 제품은 종래에 감광재를 사용하여 격벽을 형성한 뒤, 상기 격벽 안에 전주가공을 실시하여 원하는 형상을 만드는 전주가공 방법과도 구별된다.

감광재를 사용하여 격벽을 만들어 전주가공물을 얻는 방법은 매 제품의 생산마다 노광과 현상의 공정을 거쳐야만 한다.

그러나 본 발명의 수직성장 마스타를 사용하면 격벽을 형성할 필요가 없다. 본 발명의 수직성장 마스타는 생산성이 탁월하며, 생산원가가 저렴하다.

본 발명의 수직성장 마스터는 골격마스타를 기초로 하여 제작된다.

골격마스타는 감광재에 의하여 형성된 3차원 형상에, 금속을 스파터링하여 통전층을 만들고, 상기 통전층에 전주가공을 실시하여 도전체 금형을 만든 것이다.

상기 감광재에 노광하는 공정에서 감광재가 테이퍼 진 형태로 노광되게 하는 것이 중요한 기술이다.

본 발명을 활용하면, 극히 미세한 피치와 미세한 선폭 그리고 두께가 두꺼운 형상의 회로 또는 3차원 가공물을 만들 수가 있다. 전주가공물이 극히 미세회로인 경우, 가공되는 회로의 두께가 두껍고, 가공하고자 하는 회로의 선폭이 가늘며, 또한 회로의 피치가 작은 경우에도 본 발명으로는 제작 가능하다.

이것이 가능한 이유론, 미세회로를 제작하는 전주금형으로부터 성장되는 전주가공물을 폭 방향의 성장은 제어하고, 높이 방향으로만 성장하도록 하기 때문이다.

본 발명에서 골격마스타를 제작할 때, 돌출부의 높이를 높게 하려면 도포되는 감광층을 두껍게 형성하여야 한다.

그러나 대부분의 경우 두꺼운 감광층에 미세한 선폭과 미세한 피치의 패턴 을 노광을 시키고, 현상공정을 실행하면 대부분 경우 밑바닥까지 깨끗하게 현상이 이루어 지지 못한다.

노광되는 면적이 넓을 경우, 전 면적에 걸쳐서 완전한 균일하게 현상되게 하는 것은 매우 어려운 기술에 속한다.

이상과 같은 감광층이 두껍거나 대면적의 경우에도 온전한 형태로 골격마스타를 제작할 수가 있는 방법을 본 발명에서 제시한다.

본 발명에서는 노광부를 테이퍼 진 형상으로 노광을 시키는 것이 필요하다.

일반적인 평행광 노광기로는 경사도를 갖도록 노광을 시키는 것은 어렵다. 그러나 본 발명가가 발명한 렌티큐라 렌즈를 사용한 선광원 발생장치를 사용하면, 렌티큐라 렌즈의 기능를 통하여 노광시키는 빛에 각도를 줄 수가 있다.

또한 대면적의 노광을 용이하게 할 수가 있다.

본 발명에서는 선광원 노광장치가 주제가 아니므로 이에 대하여 상세한 설명은 하지 않는다. 그러나 본 발명의 금형의 제작에서는 선광원 발생장치를 가진 노광기와 같은 테이퍼 노광이 되게 하는 것이 꼭 필요하다.

본 발명의 수직성장 마스터를 통하여, 전주가공을 실행하며, 도금되는 금속이 수직성장을 이룬다.

이러한 수직성장 마스터를 제작하려면, 골격마스타를 제작하여야 하며, 상기 골격마스타를 제작하려면 테이퍼 형상으로 노광부를 만드는 것이 필요하다.

테이퍼 형상을 갖는 이유는 탈형을 용이하게 하기 위함이다.

본 발명에서 정체영역을 형성하기 위하여, 골격마스타의 공간부에 비도전성 물질을 코팅 또는 충진 또는 도포 또는 증착한다. 비도전성 물질을 충진할 때, 공간부 전체가 비도전성 물질로 메꿔지면 안된다.

공간부의 벽면과 저면을 따라서 비도전성 물질이 얇게 충진되는 것이 바람직하다. 가장 대표적인 충진형태로는 포물선 형태를 들 수 있다.

이러한 충진법을 사용할 경우, 묽은 액상의 비전도성 물질으로 충진하게 되며, 이 경우 대표적인 형태가 포물선 형상으로 충진된다.

본 발명의 수직성장 마스터로 전주가공물을 형성하면, 수직성장 마스터의 돌출부의 상부표면에는 도금용액이 원활하게 공급이 되나, 공간부에는 도금용액이 원활히 공급되지 않도록 제한된다.

이러한 원리를 이용하여 본 발명에서, 전주도금물의 높이 방향으로 성장은 제어를 하지 않으나, 폭방향으로의 성장은 제어한다.

이같이 폭 방향으로의 성장이 제어되는 이유는 수직성장 마스터에서 정체영역이 발생하기 때문이다. 상기 정체영역에서는 도금용액의 이동이 원활하지 못하고 정체되어 있어서 도금활동이 억제 된다.

본 발명에서 정체역역은 도금이 진행됨과 더불어 성장한다는 것이 특징이다.

즉 높이 방향으로의 도금이 성장됨과 함께 정체영역도 동일한 높이만큼 성장한다. 이러한 이유로 인하여, 높이 방향으로의 도금의 성장은 활발하게 일어나지만 폭 방향으로는 성장은 정체영역으로 인하여 제한된다.

상기 정체영역은 도금물의 성장에 따라서 계속적으로 상부방향으로 성장되는 것이 본 발명의 특징이다.

정체영역이 형성되면 도금이 완전히 ZERO라는 의미는 아니다.

정체영역에도 도금용액은 존재한다. 그러나 새로 유입되는 도금용액이 제한되므로 성장이 극히 제한되는 것이다.

본 발명에서 고여진 도금용액이 정체영역 역할을 감당한다.

도 1은 메쉬의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 수직성장 마스터에 대한 설명도이다.
도 3은 골격마스타의 공간부에 포물선 형태로 비도전성 물질이 충진된 것을 설명하는 설명도이다.
도 4는 본 발명의 수직성장 마스타로 도금을 시행하는 초기의 형상을 설명하는 설명도이다.
도 5는 본 발명의 수직성장 마스터에 대한 도금용액의 유동성을 나타내는 설명도이다.
도 6, 도 7은 수직성장 마스타에 도금이 시작되면 정체역역에는 도금이 형성되지 않게 수직성장을 이루는 것을 설명하는 설명도이다.
도 8은 수직도금(11)이 진행됨과 동시에 정체영역(12)도 동시에 수직으로 높아지는 중간 과정을 설명하는 설명도이다.
도 9는 수직성장을 설명한다.
도 10은 본 발명의 수직성장 마스타에서 성장된 전주가공물을 탈형시킨 제품의 단면도이다.
도 11은 일반적인 전주금형에서의 전주가공물의 성장상태를 설명하는 설명도이다.
도 12는 본 발명의 수직성장 마스타에 의한 수직성장한 전주가공물의 설명도이다.
도 13은 본 발명의 수직성장 마스타에 대한 실시예이다.
도 14는 공간부에 형성된 충진물의 경사각에 대한 설명이다.
도 15는 포물선의 깊이에 따라서 수직성장의 정도가 변하는 것을 설명하는 설명도이다.
도 16은 돌출부의 높이, 돌출부와의 간격에 의한 수직상승의 변화를 설명하는 설명도이다.
도 17은 본 발명의 전주가공물에 생긴 하부방향 성장부 또는 최대폭 수평성장부를 제거하는 제거공정에 대한 설명도이다.
도 18은 본 발명의 1형태 골격마스타와 2형태 골격마스타의 가공방법에 대한 설명이다.
도 19는 본 발명의 3형태 골격마스타와 4형태 골격마스타에 대한 설명도이다.
도 20은 본 발명의 5형태 골격마스타의 설명도이다.
도 21, 도 22, 도 23은 5형태 골격마스타를 구성하는 패턴의 형상에 대한 실시예이다.
도 24, 25는 골격마스타를 사용하여 회로기판을 제작하는 설명도이다.
도 26는 본 발명의 수직성장 마스터를 사용하여 메쉬를 제작하는 실시예이다.

본 발명은 도전성 평면기판 또는 비도전성 평면기판에 감광재를 도포하고, 상기 감광재를 노광 및 현상하여 얻은 3 차원 형상을 사용하여 골격마스타를 만들고, 상기 골격마스타의 공간부에 비도전성 물질을 도포하여 수직성장 마스터와 그 만드는 방법 및 이들을 통하여 제작된 가공물을 보호의 대상으로 한다.

본 발명에서 전주금형이란 금형에 전기를 가하여, 도금욕조에서 전주가공물을 형성시키는 것을 의미한다.

본 발명에서는 전주금형 중에서도 특히 수직성장을 가능케 하는 수직성장 마스터를 만드는 방법을 설명하며, 이는 본 발명의 핵심이기도 하다.

본 발명에서, 가장 대표적인 전주가공물로는 태양광 회로 형성을 위한 인쇄용 메쉬, 극미세 필터, 각종 마스크 등을 들 수가 있다. 물론 메쉬 뿐만 아니라 극히 미세한 미세회로와 회로기판, 투명열선, 플렉시블 회로기판, 칩온 필름, 3차원 멤스부품 및 이들을 가공하는 가공기술도 포함한다.

본 발명에서의 전주가공물은 초정밀한 것을 주로 다룬다. 선폭과 높이가 주로 수 마이크로미터에서 수십 마이크로미터에 해당하는 것이 일반적이다.

본 발명에 사용되는 수직성장 마스터는 도전체 기판으로 구성된다. 상기 도전체 기판의 상부면에 수많은 돌출부가 형성된다. 돌출부와 돌출부 사이에는 자연히 공간부가 생긴다. 상기 공간부에는 비도전성 물질로 충진 또는 코팅 또는 도포 또는 증착된다.

상기 비도전성 물질은 정체영역을 만드는 역할을 하며 주로 충진시에는 포물선 형상으로 제작된다.

본 발명에서 정체영역을 구성한 수직성장 마스터를 사용하면, 성장되는 전주가공물을 거의 수직으로 성장시킬 수가 있다.

정체영역을 구성하는 비도전성 물질은 탄성체가 이상적이다.

가장 대표적인 실시예로 실리콘을 주재료로 사용한다. 이하에서는 도면을 바탕으로 자세히 설명한다.

도 1은 메쉬의 평면도이다. 정밀한 메쉬(1)는 메쉬의 선폭은 작고, 개구도는 크다. 인쇄용으로 메쉬가 사용된다. 스크린 인쇄용 메쉬는 주로 미세 인쇄에 많이 사용된다.

근래에는 태양광을 전기에너지로 만드는 셀기판에, 전극을 제작하는 곳에 스크린 메쉬가 많이 사용된다. 메쉬를 통하여 실버페이스트를 스퀴즈하여 전극을 제작한다.

이때 사용되는 메쉬는 선폭과 피치가 미세하다. 두께는 두꺼워야 내구성을 가지게 된다. 그러나 일반적으로 두께가 두꺼우면 선폭은 굵어지고, 개구도가 작게 마련이다. 이러한 현실에도 불구하고, 메쉬는 개구도를 크게 하면서 두께는 두껍게 만들어야 한다. 이러한 특성으로 인하여 에칭공법으로는 스크린 메쉬를 제작하지 못하고 수십 마이크로미터의 직경을 갖는 선재를 직조하여 4각 메쉬를 만들어 사용하고 왔다.

그러나 본 발명에서는 수직성장 마스터를 통하여, 성장된 전주가공물을 4각 또는 6각 또는 원형으로 메쉬를 제작한다.

이들의 선폭은 가늘게 하며, 두께는 두껍게 하여 개구도가 큰 형태를 만들 수가 있다.

또한 본 발명의 수직성장 마스터는 메쉬의 힘살이 테이퍼 진 형태를 만들 수가 있다. 이는 실버페이스트를 인쇄할 때 용이하게 토출될 수 있게 한다.

본 발명에서의 전주가공물은 메쉬를 기준으로 설명을 하나, 실제 적용은 메쉬 뿐 아니라, 다양한 제품에 적용하여 미세 형상의 3차원 전주가공물, 2차원 전주가공물을 제작할 수가 있다.

본 발명에서는 전주가공물의 선폭과 두께는 수 마이크로미터에서 수십 마이크로미터 정도의 정밀한 전주가공물로 가공을 한다.

도 2는 본 발명의 수직성장 마스타에 대한 설명도이다.

본 발명에서의 수직성장 마스터란 도금욕조 내에서 도금되는 금속이 수직으로 성장을 하도록 하는 전주금형을 의미한다.

본 발명에서 수직성장이란 금속의 성장이 오직 수직방향으로만 성장하는 것만을 의미하지 않는다. 수평방향(폭방향)의 성장에 비하여, 수직방향(높이 방향)으로 성장이 탁월하도록 전주가공물을 성장시키는 것을 본 발명에서는 수직성장이라 정의한다.

금속의 성장이 다른 방향으로도 이루어 질 수 있지만 상대적으로 수직방향으로 탁월하게 성장을 한다는 것을 의미한다. 일반적으로는 전주가공물은 수직, 수평 성장을 동시에 하게 된다.

수직성장 마스타는 주로 기판이 평판으로 이루어진다. 물론 반드시 평판만으로 구성된다는 것으로 한정되지 않는다. 휘어진 형태의 평판도 가능하며, 다른 형태로 기판형상이 구성이 될 수가 있음도 물론이다.

수직성장 마스타는 통전이 가능한 기판(4)으로 구성된다. 상기 기판의 상부에는 무수한 미세한 돌출부(2)들이 형성된다. 상기 돌출부는 기판과 일체로 되어 통전이 가능한 도전체로 구성되는 것이 일반적이다.

돌출부는 상기 기판과 한 몸으로 도금성장 된 것이 일반적이다. 상기 돌출부와 이웃하는 돌출부의 사이사이에는 공간부(3)가 형성된다.

돌출부의 폭과 높이는 수 마이크로미터에서 수십 마이크로미터로 구성되는 것이 일반적이다.

돌출부와 이웃하는 돌출부와의 간격은, 돌출부 폭보다 상대적으로 큰 것이 일반적이다. 돌출부의 간격 역시 수 마이크로미터에서 수십 마이크로미터로 구성되는 것이 일반적이다.

일반적으로 돌출부는, 밑이 넓고 위가 좁은 테이퍼 진 형상을 갖는다. 돌출부의 하부가 넓고 돌출부의 상부가 좁은 테이퍼 진 형상이 필요한 이유는 마스터를 만드는 과정에서 이 형태가 필요하기 때문이다.

또한 이러한 형상은 비도전성 물질을 코팅하나 증착할 때 편리하다.

상기 돌출부의 상부표면은 도금의 성장이 시작되는 스타트 면 또는 스타트 라인이 된다. 공간부에서는 도금이 이루어 질수가 없도록 비도전성 물질로 코팅, 도포, 충진, 증착을 한다.

본 발명의 수직성장 마스타를 제작하는 가장 일반적인 공법으로는 골격마스타를 사용한다. 상기 골격마스타는 기판에 감광층을 형성하고, 상기 감광층에 성형하는 방법으로 제작된다. 즉 골격마스타는 평면상의 기판의 상부에 감광층을 형성하고, 상기 감광층에 노광 및 현상과정을 통하여 기본적인 돌출부를 가공한다.

상기 돌출부의 하부는 넓고 돌출부의 상부는 좁은 테이퍼 진 형상이다.

상기 노광 및 현상을 통하여 밑이 넓고 위가 좁은 테이퍼 진 형상의 돌출부가 형성된다.

돌출부와 돌출부 사이에 저절로 형성된 것이 공간부이다.

돌출부와 공간부로 형성된 기판의 표면에 통전을 위하여 금속을 스파터링한다. 상기 스파터링에 의하여 통전구조가 형성된 기판에 두텁게 도금층을 형성한다.

상기 두텁게 도금층이 형성된 것을 탈형하면 1차 골격마스타가 제작된다.

상기 1차 골격마스타에 다시 이형층을 형성하고, 두텁게 도금층을 형성하고, 두꺼운 도금체를 탈형하면 2차 골격마스타가 된다.

이 같이 탈형을 위하여 반드시 테이퍼 진 형상의 돌출부가 요구되어 진다.

도금된 골격마스타를 탈형할 때, 탈형이 용이한 형태가 테이퍼 진 형상이다.

만약 돌출부의 형상이 테이퍼 지지 않고 수직한 형태라면 탈형과정에서 탈형 되지 않는 문제가 발생하게 된다. 무수한 숫자로 미세한 돌출부가 형성되어 있기 때문이다.

본 발명에서 골격마스타를 감광재를 통하여 형성하는 방법도 있지만, 다른 가공법으로도 제작 가능함은 물론이다. 레이저 가공도 하나의 방법이다.

그러나 레이저 가공방법은 많은 비용이 든다. 레이저로 가공을 할 경우에는 돌출부의 벽면이 경사지지 않고 수직이 되어도 가능하다. 레이저 가공의 경우에는 바로 원하는 형상을 만들 수가 있기 때문에 탈형의 과정이 필요가 없다.

도 3은 골격마스타의 공간부에 비도전성 물질을 코팅, 충진, 도포, 증착하는 것을 설명하는 설명도이다. 실예로서 공간부에 묽은 액상의 실리콘을 충진하는 것을 설명하지만, 공간부의 측면과 저면에 비도전성 물질을 얇게 코팅하거나 도포 하거나 증착을 할 수도 있다.

비도전성 물질(6)은 탄성을 갖는 것이 바람직하다. 비도전성 물질은 탄성을 갖는 것일 수도 있고, 탄성을 가지지 않는 것을 수도 있다.

본 발명에서는 탄성을 갖는 비도전성 물질로 구성하는 것이 내구성 측면에서 더욱 바람직하다. 탄성을 갖지 않는 비도전성 물질로 코팅 또는 충진하면, 전주가공이 진행될 때, 금속이온의 충격으로 인하여 비도전성 물질이 깨어지는 문제가 야기되어 금형의 내구성이 문제가 된다.

본 발명에서 사용되는 가장 대표적인 비도전성 탄성물질은 실리콘을 주소재로 하는 것을 들 수가 있다. 묽은 액상의 실리콘으로 충진하는 경우에는 비도전성 물질의 형상은 주로 포물선 형상이 된다.

사용되는 비도전성 물질의 종류는 다양하다. 채워진 비도전성 물질의 형상 역시 다양하다.

비도전성 물질을 충진시킬 때, 가장 쉽게 형성되는 형태가 포물선 형태이다.

본 발명에서는 포물선 형상이라는 용어는 반드시 포물선만을 의미하는 것은 아니다. 대략적으로 포물선의 형상을 구성한다는 의미이다.

비도전성 물질을 얇게 코팅할 경우에는 공간부에 형성되는 비도전성 물질은 주로 균일한 두께로 형성되는 것이 바람직하다.

코팅을 하는 방법에는 다양한 방법이 있다. 균일한 박막을 만들기 위하여서는 가장 대표적인 것으로는 진공증착을 들 수가 있다.

본 발명에서, 돌출부의 상부 평면에는 도금이 실시될 수가 있도록 비도전성 물질이 존재하지 않도록 한다.

증착 방법을 사용할 경우에는 돌출부의 상부 표면에도 비도전성 물질이 증착되어 진다. 이 경우에는 나중에 돌출부의 상부 평면을 연마하여 표면을 노출시키는 공정을 추가하도록 한다.

본 발명에서 공간부는 측면과 하부면으로 구성된다.

상기 공간부의 측면과 하부면에는 도금이 진행되지 못하도록 하는 비도전성 물질을 코팅하거나 충진하거나 도포하거나 증착한다.

돌출부와 공간부의 전체에 대하여 비도전성 물질을 충진, 도포, 코팅 한 다음, 돌출부의 상부표면은 연마작업을 통하여 노출 시킬 수도 있다. 묽은 액상의 비도전성 물질로 충진하는 방법을 택하였을 경우, 충진되는 비도전성 물질의 형상은 주로 포물선 형상(5)이 된다. 포물선 형상을 이룰 때, 돌출부 상부평면의 코너부분인 돌출부의 상부측면에는 비도전성 물질의 두께를 얇게 하는 것이 바람직하다.

중요한 요소는, 돌출부의 상부평면의 양 모서리부는 경계가 정확하며 깨끗하여야만 전주가공물이 깨끗하고 균일하게 성장을 한다.

도 4는 본 발명의 수직성장 마스타로 도금을 시행하는 초기현상을 설명하는 설명도이다. 도금욕조에 본 발명의 전주금형을 넣게 되면 도금용액(7)이 본 발명의 전주금형의 모든 표면을 에워싸게 된다.

도금욕조에서도금용액(7)이 돌출부의 상부표면과 비전도성 물질로 이루어지는 공간부를 모두 에워싸게 된다.

설명의 편의를 위하여, 예시된 수직성장 마스타는 포물형 형상인 것을 한다.

효율적인 도금을 위하여, 도금욕조 내에서 전주금형을 회전하거나 좌우로 움직이게 한다. 이는 도금용액이 전주금형에 대하여 활발하게 유동하도록 하기 위한 목적이다.

도 5는 본 발명의 수직성장 마스터에 대한 정체영역의 설명도이다.

도금욕조 내에서 전주금형을 움직이면, 돌출부의 상부표면 위에 있는 도금용액은 활발한 유동을 하게 된다. 그러나 전주금형의 포물선 형상 안에 위치되는 도금용액은 거의 유동이 없이 정체된다.

돌출부의 상부표면에서는 유동하는 도금용액과 맞닿아 도금이 이루어지며, 항상 새로운 도금용액을 공급받게 된다. 그러나 포물선 형태로 비도전성 물질이 충진된 공간부는 도금이 진행되지 않음과 동시에 도금용액의 유동도 없이 정체한 상태로 있게 된다.

도금용액은 공간부의 포물선 형상 내부에 갇혀 있게 된다. 이로 인하여 도금용액의 흐름이 거의 정지된 상태 또는 흐름이 활발하지 않은 상태가 된다.

본 발명에서는 이 같은 도금용액의 흐름이 거의 정지된 상태 또는 흐름이 활발하지 않은 영역을 정체영역(8)이라고 정의한다.

정체영역에서는 새로운 금속이온의 공급이 활발하게 이루어지지 않게 된다.

본 발명에서는 돌출부와 돌출부의 간격이 극히 미소하며, 돌출부의 높이가 상대적으로 높을 경우, 공간부에는 도금용액의 움직임이 적을 수밖에 없다. 즉 정체영역이 된다.

이 정체영역은 비도전성 물질로 코팅, 도포, 충진되어 있으므로 도금도 진행이 되지 못하게 된다.

도 6에서 도 9까지는 전주금형인 수직성장 마스터에서 수직도금이 진행되는 과정을 설명하는 설명도이다.

도 6, 도 7은 전주금형에 도금이 시작되면, 정체역역에는 도금형성이 활발히 진행되지 못한다. 도금은 돌출부의 상부표면의 스타트 면 또는 스타트 라인에서 시작되어 수직방향으로 주된 성장을 이룬다.

수직성장이란 도금이 진행되는 돌출부의 상부표면에서, 상부방향 즉 높이방향으로는 도금이 활발하게 진행되나, 수평방향 즉 측면방향으로는 금속 성장이 활발하게 이루어 지지 않는 것으로 정의한다. 물론 수평방향으로의 성장이 전혀 없다는 것은 의미하지 않는다.

수직성장이란 돌출부의 상부표면에서 금속성장이 수평방향에 비하여 상대적으로 수직방향으로의 성장이 활발하다는 것을 의미한다.

수직성장의 이유로는 돌출부 상부표면에서는 도금용액의 유동이 원활하므로 수직도금(9)이 진행되나, 수평방향으로는 새로운 도금용액이 공급되지 못하여 도금이 활발히 진행될 수가 없기 때문이다. 엄밀하게 분석하면, 돌출부의 상부표면의 양 모서리 부위에서는 약간의 도금이 진행될 수가 있다. 그러나 돌출부의 상부표면에서는 수직방향으로는 도금용액의 유동이 원활하므로 수직도금(9)이 활발하게 진행된다.

수직도금에 의하여 금속이 상부로 성장하면, 이에 연동하여 정체영역(10)도 상부로 자동으로 높아지게 된다.

수직도금에 의하여 도금 성장부가 상부로 성장하면 할수록, 동시에 정체영역(10)도 상부로 높아지게 되는 특징이 있다. 성장하는 수직 도금부가 위로 벽을 쌓아 주게 되는 효과가 생기므로 자동으로 정체영역도 함께 올라간다.

원하는 높이만큼 전주가공물이 성장할 때까지 도금은 계속 수직성장 한다. 상기 전주가공물이 수직 성장을 함에 따라서, 정체영역의 높이도 함께 높아지며, 상기 정체영역으로 인하여 측면성장은 상당히 억제된다.

도 8은 수직도금이 진행됨과 동시에 정체영역도 수직으로 높아지는 과정을 설명하는 설명도이다. 수직도금이 진행되면, 성장된 수직도금체에 의하여 정체영역은 자동적으로 상부로 높아지게 된다. 즉, 수직성장된 도금체가 정체영역을 높이는 구실을 하게 된다.

정체영역에서는 새로운 도금용액의 공급이 활발하게 진행되지 못함으로 인하여 수평방향의 성장은 활발하게 이루어지지 않게 된다.

정체영역에서는 새로운 도금용액이 유입되지 못하게 되어, 금속이온의 농도가 희박한 상태가 된다. 이로 인하여 정체영역에서는 도금성장이 거의 없다. 따라서 수평방향으로의 도금성장은 조금밖에 일어나지 않게 된다.

수직 성장된 도금체는 정체영역을 높이는 구실을 한다.

초기에는 정체영역이 충진된 비도전성 물질이 있는 공간부에서 형성되나, 수직성장이 일어나면 날수록 수직성장된 도금체가 정체영역을 형성하게 하는 역할을 자동으로 수행하게 된다.

수직성장의 높이가 높아지면 자동으로 정체영역의 높이도 높아지게 된다.

도 9는 수직성장을 설명하는 설명도이다. 수직성장 마스타에 의하여 도금은 수직 성장한다. 수직성장된 전주가공물의 높이가 원하는 높이가 되면 도금층(13)의 성장을 중지시킨다.

이때 정체영역(14)의 높이도 제품의 높이만큼 된다.

수직성장 마스타는 일반적으로 돌출부와 공간부의 크기가 작을수록 적용이 용이하다. 수직성장이 유도되는 환경은, 돌출부와 공간부의 크기가 미세할수록 유리한 것이다.

특히 공간부의 깊이가 깊을수록, 그리고 공간부의 폭이 작을수록 유리해 진다. 공간부의 깊이가 깊고 공간부의 폭이 작을수록 도금용액의 유동이 제한되어 정체영역의 형성이 유리하기 때문이다.

공간부의 깊이가 얇고, 공간부의 폭이 큰 상태가 되면, 도금용액의 유동이 활발하게 일어나므로 정체영역이 형성되지 못하게 된다.

도 10은 본 발명의 수직성장 마스타에서 성장된 전주가공물을 탈형시킨 제품의 단면도이다.

이것은 개념의 설명을 위하여 극히 이론적으로 표현된 것이며, 전주가공물(15)의 수직방향으로만 성장을 강조하여 표현 된 것이다.

수직성장 마스터를 사용하여 전주가공을 시작할 때는 가장 먼저 수장성장 마스터의 표면에 이형층을 형성한다. 이러한 이형층의 형성으로 인하여 제품의 탈형이 용이하게 된다.

수직성장 마스타라 할지라도 전주가공이 진행되게 되면, 여러 가지 상황적 요인에 의하여 측면성장도 조금씩 있게 마련이다.

그렇지만 수직성장 마스터는 측면성장(수평성장)을 상당히 억제한다. 수평성장이 완전히 없다는 것은 아니다.

본 발명에서의 수직성장의 의미는 전주가공이 진행됨에 따라, 수직방향의 성장이 크고, 수평방향의 성장이 작다는 것을 의미하며, 측면방향 즉 수평방향의 성장이 전혀 없다는 것은 아니다.

아무리 수직성장 마스타라 할지라도, 전주가공물의 성장이 수직방향으로만 직선으로 성장할 수는 없는 것이다. 여러 가지 상황적 요인들, 즉 금속용액의 흐름 속도, 금속용액의 성분, 돌출부의 형상과 크기, 공간부의 형상과 크기, 공간부에 형성된 비도전체의 깊이와 형상, 비전도체의 성분에 따라서 다양한 결과가 나타난다.

본 발명의 수직성장 마스타를 사용하면, 이런저런 환경과 조건에도 불구하고, 전주가공물의 수직성장은 활발하고 수평성장은 억제된 결과물을 제품으로 활용할 수가 있게 하는 기술이다.

수직성장 마스타를 사용한다 하더라도, 수직 성장된 전주가공물의 단면도를 보면, 전주가공물이 성장함에 따라서 수평방향의 성장도 부분적으로 있게 된다. 이는 금속용액의 유동속도, 비도전성 물질의 종류와 형상 등의 여러 요인에 영향을 받는다는 것을 알 수가 있다. 전주가공물은 상부로 수직성장을 하면서 상황적 요인에 의하여 수평방향으로의 성장이 조금씩 영향을 받는다.

도 11은 일반 전주가공에서 전주가공물의 성장상태를 설명하는 설명도이다.

일반적으로는 수직성장 마스터를 사용하지 않는다.

일반적인 전주금형은 공간부가 비도전성 물질로 메꾸어진 상태의 전주금형이 사용된다. 돌출부 사이의 공간부는 비도전체(17)로 채우되, 주로 수평하게 충진한다. 수평하게 충진 하려고 하였지만 경우에 따라서 완만한 포물선 형태로 충진이 되는 경우가 많다.

공간부를 비도전성 물질(17)로 완전히 충진하여, 공간부를 완전히 막은 상태에 대하여 전주도금물의 성장 상태를 설명하겠다. 이러한 경우 전주금형에 도금을 실행하면, 전주가공물(16)은 수평 및 수직으로 동시에 성장을 하게 된다.

그리고 수직방향으로의 성장이 일정수준에 이르게 되면 옆에 있던 돌출부의 도금체와 맞닿게 되어 개구부는 사라지게 된다.

종래에는 전주가공물이 성장할 때 수평성장을 억제하지 않는다. 따라서 전주가공은 조금만 진행되더라도 성장된 도금체가 서로 만나게 된다.

도 12는 본 발명의 수직성장 마스터에 의하여 수직성장한 전주가공물의 설명도이다. 수직성장 마스터를 만드는 과정에서, 특히 공간부에 채워진 비도전체의 형상에 따라, 돌출부의 폭과 간격에 따라, 공간부의 깊이에 따라 전주가공물의 형상이 달라진다. 또한 도금용액의 흐름속도와 종류, 온도, PH농도, 첨가물, 돌출부의 높이, 공간부의 폭, 포물선의 형상, 포물선의 깊이, 도금용액의 방향, 전류의 세기에 따라서 전주가공물의 형상은 다양한 변화를 할 수가 있다.

정체영역에 가장 큰 영향을 미치는 것은 돌출부의 높이, 공간부의 폭, 포물선의 형상, 포물선의 깊이이며 그 중에서 포물선의 깊이가 가장 영향을 많이 미친다.

그러나 정체영역이 형성되면, 공통적으로는 수평방향의 성장보다 수직방향의 성장이 우세하도록 성장시킨다. 정체영역의 환경에 따라서 다양한 형태로 전주가공물(18)들이 얻어진다.

전주가공물의 형상 변화에 가장 많은 영향을 미치는 것은 공간부에 충진된 충진물의 형상과 깊이이다.

수직성장을 이루기 위하여 가장 바람직한 형태는 깊이가 깊은 포물선 형태이다. 물론 포물선 형태란 엄밀한 의미의 포물선으로 형태만을 의미하지 않는다. 전체적으로 포물선 비슷한 형태를 이루며 비도전 물질이 도포, 충진, 코팅되는 것을 의미한다.

상황에 잘 대처한 수직성장 마스터를 제작하게 되면, 얻어지는 전주가공물은 대략 수직으로 성장된 바람직한 형태로 항상 동일하게 얻을 수가 있게 된다.

정체영역에서의 도금용액의 유동성, 유동속도, 기타 여러 환경에 따라, 다양한 형태의 전주가공물(18)이 얻어진다.

실시예 (A),(B),(C),(D)(E)(F)이외에도 다양한 형태가 가능하다.

본 발명에서는 이들 모두를 수직성장한 전주가공물이라 볼 수가 있다.

(D), (F)의 전주가공물은, 전주가공물이 성장을 시작할 때, 비도전성물질이 이상적으로 도포되지 않았을 경우, 하부방향과 수평방향으로도 전주가공이 동시에 진행된 상태를 의미한다.

본 발명에서는 이를 하부성장부(19)라 정의한다.

수직성장 마스타에 의하여 전주가공을 실행할 때, 형성된 비도전성물질의 상태에 따라서 전주가공물이 하부성장부를 갖는 경우가 있다. 이러한 하부성장부를 제거하려면, 충진되거나 도포되거나 코팅되는 비도전성물질의 형상을 개선하며, 노출되는 돌출부의 상부표면을 깨끗하게 개선하면 된다.

추가적으로 도금용액의 속도, 공간부의 폭, 공간부의 깊이 등을 변경도 고려할 수가 있다.

(A),(B),(C)에서는 전주가공물(18)에서는 하부방향 성장부는 없다. 이들은 모두 모두 수직성장을 하면서 제한된 범주 내에서 수평성장을 하였다.

돌출부의 상부표면에서는 수직성장이 진행된다. 점차 수직성장이 위쪽으로 계속하여 이루어지게 되면, 정체영역도 위쪽으로 높아지게 된다. 정체영역에서 공급되던 금속이온의 보급이 점차 사라지게 되므로 하부방향 성장은 자동으로 멈춘다.

전주가공물이 수평방향 성장을 하게 되면 메쉬의 개구도가 작아지게 된다.

수직 성장된 전주가공물의 개구도를 개선하기 위하여 수평방향의 성장을 억제한다. 하부방향 및 수평방향의 성장을 억제하려면 가장 중요한 요소는 포물선의 깊이를 깊게 하는 것이 필요하다. 또한 도금이 시작되는 돌출부의 상부평면에서 가장자리부분의 비도전성 물질이 깔끔하게 정리되도록 하는 것이 중요하다.

(E)는 하부방향 성장부는 갖고 있지 않지만, 전주가공이 시작되는 비교적 초기에 수평성장이 극대치를 이루는 과정을 겪은 것이다.

전주가공물에서 수평성장의 극대치를 이루는 부분을 본 발명에서는 최대폭 수평 성장부라 정의한다.

최대폭 수평성장부는 (D).(F)에서와 같이 하부방향 성장부에서 형성되기도 한다. 모든 전주가공물은 어딘 가에서 최대폭 수평 성장부를 갖는다.

(E)는 최대폭을 가지는 수평 성장부가 전주가공을 시작할 초기의 시점에 생기었다가 점차 선 폭이 줄어드는 형상을 보인 실시예이다.

(D)와 (F)에서는 최대폭 수평성장부가 전주금형의 돌출부 표면보다 하부에 형성된 실시예이다.

전주가공이 시작될 때, 돌출부의 상부표면에서는 높이방향으로 성장이 진행이 된다. 그러나 상기 돌출부 상부표면의 테두리에서는 비도전 물질의 형상에 영향을 받으면서 성장이 이루어진다.

금속성장이 비도전 물질을 따라 하부방향으로 진행하다가 어느 정도 지나면 하부로의 성장은 멈추게 된다.

도 13은 본 발명의 수직성장 마스터의 실시예이다.

수직성장 마스터는 도전체로 이루어진다. 상기 기판의 상부측에 돌출부와 공간부가 형성된다. 상기 공간부에는 비도전성 물질이 충진 또는 코팅 또는 도포된다.

비도전성 물질은 다양한 소재가 선택될 수가 있다. 비도전성 물질을 도포함에 있어서, 한 층으로만 하지 않고 다른 종류의 성분으로 복수층을 형성할 수도 있다.

비도전성 물질이 공간부의 측면과 저면에 견고하게 결합이 되도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 돌출부에 의하여 형성되는 공간부의 측면과 저면에 미세한 요철을 형성하는 것이 바람직하다.

이를 위하여 플라즈마 가공을 하는 방법이 있다. 플라즈마 가공을 한 뒤, 비도전성 물질을 증착 또는 코팅하게 되면 증착 또는 도포된 물질이 공간부의 벽면과 저면에 견고하게 접착이 된다.

비도전성 물질은 탄성이 있는 것이 바람직하며 가장 대표적인 실시예로는 실리콘을 주성분으로 하는 물질을 들 수가 있다. 비도전성 물질의 또 다른 대표적인 물질은 불소 수지 등을 들 수가 있다. 물론 다른 물질도 사용 가능하다.

충진된 비도전성 물질의 형상은 가장 대표적인 것이 포물선 형상이며, 포물선의 깊이가 깊을수록 수직성장의 효과는 탁월하다.

증착으로 비도전성 물질을 코팅하면, 비도전성 물질이 얇은 막의 형태로, 균일한 두께로, 돌출부와 공간부를 균일하게 코팅할 수가 있게 된다.

코팅 후 돌출부의 상부표면은 연마하여 비도전성 물질을 제거한다.

본 발명에서는 비도전성 물질을 충진할 경우, 충진되는 비도전성 물질이 반드시 포물선 형상으로 충진되는 것은 아니다.

본 발명에서 비도전성 물질이 포물선 형상으로 구성을 된다고 할 때, 반드시 포물선의 형태만을 의미하는 것이 아니라 포물선을 포함하는 형태라고 정의한다.

도 (A)는 포물선 형상(22)으로 공간부(21)가 충진된 것을 나타낸다.

포물선의 깊이가 깊을수록 수직성장의 효과는 탁월하다. 돌출부(20)의 표면은 균일한 평면으로 구성되며, 전체적으로 같은 높이, 같은 형상을 유지할수록 균일한 성장이 가능하다.

도 (B). (C)와 같이 도전성 물질의 형상이 포물선으로만 이루어져야 하는 것은 아니다. 코팅 또는 도포법에 의하여 공간부의 벽면과 하부면에 비도전성물질이 균일하게 도포 또는 코팅된다.

도포 또는 코팅된 공간부의 깊이가 깊을수록 수직성장의 효과가 탁월하다.

도 (B)에서는 돌출부의 상부표면의 테두리부(23)에는 도포 또는 코팅되는 비도전성물질이 돌출부의 상부표면과 동일한 높이로 일정한 두께를 이루게 한다. 공간부(24)의 측면과 저면에 고루 균일한 도포가 되었다.

도 (C)에서는 돌출부의 상부표면의 테두리부(25)에는 도포 또는 코팅되는 비도전성물질의 두께가 거의 없는 것을 나타낸다.

이 경우에는 공간부에 형성된 비도전물질이 돌출부의 상부표면의 테두리부(25)에서 급격하게 경사각을 형성한다.

도 (D)는 돌출부의 형상이 테이퍼 진 형상이다. 돌출부가 테이퍼 진 형상을 갖는 수직성장 마스타의 공간부의 측면과 저면에 비도전성물질로 충진, 코팅, 도포 한다. 충진에 의하여 묽은 액상의 용액으로 포물선 형상으로 구성을 할 수도 있다.

도포 또는 코팅에 의하여 균일한 두께로 비전도성을 막을 형성시킬 수가 있다.

비도전성물질에 의하여 형성된 막에 의하여 공간부의 측면과 저면에 도금층이 형성되지 않도록 하는 최소한의 두께가 필요로 된다.

이를 위하여 비도전성 물질은 어느정도의 두께가 있도록 얇게 코팅하는 것이 바람직하다. 균일한 두께를 위한 측면에서는 증착에 의하여 코팅하는 것이 이상적이라 하겠다.

증착을 할 경우에는, 돌출부의 형상이 수직한 경우보다 테이퍼 진 형상이 유리하다. 왜냐하면 공간부의 측면이 경사지게 되어 있음으로 측면에의 증착이 용이하게 될 수가 있다.

도 (E)는 다층으로 비도전성물질이 구성된 실시예이다.

예를 들면, 공간부의 측면과 저면에 먼저 불소 수지를 코팅하며, 상기 불소 수지 코팅층 위에 다시 실리콘 층으로 코팅을 한다.

물론 다양한 소재를 사용하여 다층 코팅이 가능하다. 바람직하게는 코팅층의 가장 바깥면에는 탄력성이 있는 소재로 하는 것이 좋다.

이는 금속이온이 도금되면서 생기는 충격에 대하여 탄성으로 대항을 할 수가 있기 때문에 코팅의 내구성을 높여줄 수가 있다.

균일한 두께로 비도전성물질이 코팅되면 수직성장이 더욱 정확히 일어남을 알 수가 있다.

도 (F)는 공간부의 측면과 저면에 미세한 요철을 무수히 형성하여 비도전성 물질을 견고히 결합시키는 것을 설명한다. 플라스마 가공을 통하여 수직성장 마스타의 공간부의 표면에 미세한 요철부를 형성한다.

그 후, 비도전성 물질을 코팅, 도포, 충진을 하게 되면 상기 비도전성 물질의 결합이 더욱 견고하게 된다.

도 (B)는 돌출부의 상부표면의 테두리부에 비도전성 물질이 돌출부의 상부표며과 같은 높이로 유지되는 수평부(23)가 형성되어 있다.

도 14는 공간부에 형성된 충진물의 경사각에 대한 설명이다.

두 개의 도면 모두 급격한 경사면(27,28)을 이룸을 설명한다. 돌출부와 돌출부 사이에 형성되는 공간부에 비도전성 물질을 충진함에 있어서, 경사각은 중요한 역할을 한다.

경사각이 너무 완만하면, 돌출부의 상부평면에서 전주가공이 시작되면서 측면으로 전주가공물이 성장하게 된다.

경사각이 너무 완만하면 비도전성 물질이 충진 된 공간부에서도 도금용액의 유동이 활발하게 진행된다. 이러한 요인들은 수직성장과 함께 수평성장도 동시에 진행되게 하는 요인이 된다.

본 발명에서는 공간부를 충진할 때, 돌출부와 돌출부 사이의 공간부의 중앙지점에서 가장 깊은 공간부가 형성된다. 이 중앙 지점이 깊을수록 수직성장에 도움된다. 즉 포물선의 깊이가 깊으면 깊을수록 수직성장에 도움이 되는 것을 의미한다. 이 말은 중앙 지점이 깊을수록 정체영역이 확실하게 성립하는 것을 의미한다.

도 15는 포물선의 깊이가 수직성장에 미치는 영향을 설명하는 설명도이다.

(A)의 경우는 포물선(29)의 깊이가 너무 얕아서, 공간부에서 도금용액의 유동이 활발한 형상이다. 이것은 수평성장도 활발하다는 것을 의미한다.

(B)의 경우에는 포물선(30)의 깊이가 깊어서 공간부에서 도금용액의 활발하지 못하는 것을 보여준다. 정체영역이 형성되어, 이로 인하여 수평성장이 억제되는 것을 설명한다.

(C)의 경우에는 공간부의 형상이 포물선의 형상이 아닌 임의형상(31)이라 하더라도 정체영역이 발생 되면, 수직성장이 생기지 않는 것을 설명한다.

본 발명에서는 이러한 임의 형상도 넓은 의미에서 포물선 형태란 용어에 포함 시킨다.

도 16은 돌출부의 높이와 간격에 따른 수직성장을 설명하는 설명도이다.

공간부의 측면과 공간부의 저면에 비도전성 물질로 코팅하면 공간부의 측면과 저면에는 전주도금이 실행이 되지 않는다. 하지만 수직성장이 일어나려면, 정체영역이 전주가공을 하는 동안 계속 성립되어만 한다.

비도전성물질로 인해 도금이 실행은 되지 않는 것과 공간부에 정체영역이 형성된다는 것과는 별개의 문제이다. 돌출부의 상부표면에 도금되는 전주가공물이 수직상승을 하려면, 공간부는 비도전성 물질로 코팅되고, 또한 공간부에는 비도전성 물질로 인하여 정체영역이 형성되어야만 한다.

정체영역은 공간부의 폭(b)이 작고, 돌출부의 높이(h)가 높다면 용이하게 형성된다. 본 발명에서 공간부의 폭(b)은 주로 수 마이크로미터~ 수십 마이크로미터의 크기이다. 좁은 간격의 공간부에 도금용액이 갇히면, 도금용액은 유동을 할 수 없는 정체영역이 된다. 정체영역을 이루기 위하여, 간격(b)과 높이 (h)는 일의적으로 한정 지을 수 없다. 도금용액의 흐름 속도를 비롯한 요소가 관련되어 진다.

비도전성 물질에는 다양한 종류가 있다. 액상으로 충진하거나 도포하거나 코팅을 하는 재료로는 실리콘, 불소 수지, 에폭시 수지 등의 다양한 액상 수지가 사용될 수가 있다.

또한 건식으로 증착을 할 때도 다양한 소재가 사용된다. 비도전성 물질을 코팅, 증착, 도포를 행할 때, 다양한 소재를 사용하여 복수의 층을 만들 수가 있다.

예를 들면 2개의 층으로 형성할 경우에는 실리콘 층 위에 불소 수지 층을 형성하거나, 불소 수지 층위에 실리콘 층을 형성할 수가 있다. 공간부의 표면에는 다수의 미세한 요철이 있으면, 비도전성물질을 코팅 또는 증착 또는 도포 또는 충진하는 경우에 공간부의 표면에 결합력이 증대되어 진다.

따라서 표면에 수많은 요철을 형성하는 것이 바람직하다. 대표적인 방법으로는 플라즈마 표면처리를 할 수가 있다. 복수의 층으로 형성할 때도, 아래의 층의 표면에는 다시 플라즈마 처리를 하여 결합력을 증가시킬 수가 있다. 도금 시에 금속이온은 도금될 물체로 이동을 하게 된다. 장시간에 걸쳐서 수많은 금속이온의 충돌은 비도전성물질에 반복적인 타격을 가하게 된다.

이로 인하여 비도전성 물질은 균열하게 되어 반복적으로 생산을 하는 데 장애를 맞이하게 된다. 이를 해결하기 위하여 탄성이 있는 비도전성물질을 사용한다.

예를 들면 실리콘과 같은 탄성이 있는 비도전성 물질은 금속이온의 충돌에도 강한 저항력을 지닐 수가 있게 된다.

비도전성 물질로 코팅, 충진, 도포, 증착된 공간부라 할지라도 도금액의 유동이 거의 없는 정체영역이 가능하도록, 돌출부와 공간부의 크기와 물리적인 조건이 성립이 되어야 한다.

본 발명의 수직성장 마스타에서, 공간부에서는 도금이 형성되지 못하며, 동시에 정체영역이 발생하도록 한다. 이 두 가지의 조건이 충족되면, 수직성장 마스타의 조건이 구비된다고 하겠다.

정체영역에 대하여 설명하겠다. 돌출부와 이웃하는 돌출부와의 간격(b)이 미세하고, 돌출부의 높이(h)가 상대적으로 높다면 도금액의 유동이 거의 일어나지 않는다. 즉 정체영역이 형성된다.

본 발명에서 돌출부와의 간격(b)이 미세하다는 것은 수 마이크로미터를 의미한다. 미세한 간격이 되어야만 도금용액이 갇혀서 유동을 하지 않기 때문이다. 간격 (b)와 높이 (h)는 획일적인 수치로 정의할 수가 없다.

도금용액의 흐름 속도, 비도전성물질의 종류와 형상과 같은 다른 관련요소가 영향을 미치므로 획일적으로 수치를 표현할 수 없다.

본 발명의 수직성장 마스타는 공간부에 비도전성 물질을 충진 또는 코팅 또는 도포한다. 상기 비도전성 물질로 인하여 공간부에는 도금이 형성되지 못한다. 동시에 구조적인 요인에 의하여 도금액의 정체영역이 발생 되는 것이 특징이다.

이로 인하여 전주가공물은 수평성장은 거의 하지 않고, 수직성장이 된다.

전주가공물이 수직성장이 됨에 따라, 자동적으로 정체영역도 상부로 함께 상승하는 것이 특징이다. 통전되는 도전체의 상부면에는 금속이온에 의하여 계속으로 도금층이 성장하므로 정체영역도 계속 상부방향으로 성장하게 되는 것이다.

본 발명에서의 전주도금은 니켈 코발트, 니켈 크롬 등과 같은 합금으로 성장을 시킬 수가 있다.

또한 도금을 진행하면서 도금욕조의 종류를 달리하면서 다른 이종금속 층을 여러 층으로 형성을 할 수도 있다. 도금을 마친 후, 전주가공물 전체를 은 또는 금 또는 백금과 같은 귀금속으로 전체의 표면을 도금하여 전기적 특성과 물리적 특성을 개선하거나 아름다운 미감을 줄 수도 있다.

이러한 방법으로 생산된 전주가공물의 제품특성을 개선하여 의료용 필터, 미세 먼지 제거용 필터, 화장품 제작에 사용되는 필터 등에 적용을 할 수가 있다. 본 발명의 수직성장 전주가공물은 메쉬, 필터, 마스크, 정밀회로, 전자파 차폐용 메쉬, 자동차의 투명 발열선, 터치패널, 투명전극 등의 용도로 사용될 수가 있다.

도 17은 하부방향 성장부 또는 최대폭 수평 성장부를 제거하는 공정에 대한 설명도이다. 본 발명의 수직상승 마스터에서 전주금형에 전주가공을 실시하면, 수직성장 전주가공물을 얻을 수 있다.

상기 수직상승 전주가공물에는 하부방향 성장부 또는 최대폭 수평 성장부가 생길 수도 있다.

여러 환경적 요인을 조절하여, 하부방향 성장부가 억제되도록 한다.

또한 최대폭 수평 성장부의 폭을 가능한 작게 만든다. 이렇게 하여야만 전주가공물의 개구도를 크게 할 수가 있다.

수직상승 전주가공물에서 개구도의 개선이 필요할 경우에는, 만들어진 전주가공물에 후가공을 통하여 하부방향 성장부를 제거할 수가 있다.

이러한 후 가공은 하부방향 성장부를 제거하여 표면을 평탄하게 하거나 매끄럽게 하며, 개구도를 크게 증가 시킬 수가 있다.

하부방향 성장부를 제거하기 위한 공정은 다양하다. 가장 대표적인 방법으로는 전해공정을 사용하거나, 에칭공정을 사용하거나, 기계적 연마공정을 사용한다.

상기 하부방향 성장부을 제거하면, 전주가공물은 개구도가 훨씬 개선된다.

하부방향으로 전주가공물이 성장하면 측면성장도 동시에 이루어진다. 따라서 개구도를 좁아지게 된다. 일반적으로 하부방향 성장부는 대부분 뾰쪽한 형상으로 돌출된 부분이므로 전기가 집중된다. 따라서 이 부분은 에칭 또는 전해가 활발하게 진행된다.

도 (A)는 본 발명의 수직상승 마스타(33)의 돌출부의 상부표면에 수직 성장된 전주가공물(32)이 제작된 실시예이다.

도 (B)는 하부방향 성장부(34)를 가진 전주가공물을 탈형시킨 단면도이다.

도 (C)는 하부방향 성장부(34)를 가진 전주가공물(36)에서, 하부방향 성장부를 갖는 평면과 반대쪽 평면에 차단판(35)를 위치시킨다. 상기 차단판은 하부방향 성장부를 제거하는 데 요긴하게 사용되며, 전주가공물(36)의 윗면을 안전하게 보호할 수 있게 된다.

도 (D)는 에칭공정 또는 전해공정 또는 기계연마를 실행하는 실시예에 대한 설명이다. 예리한 단부를 갖는 하부방향 성장부를 에칭이나 전해를 통하여 또는 기계연마를 통하여 제거한다.

예리한 단부에 전류가 집중되므로 에칭 또는 전해연마공정에서 하부방향 성장부는 용이하게 제거된다. 제거공정을 마치면 큰 개구가 형성된 전주가공물(38)이 얻어진다.

가공 후에 차단판(37)을 제거한다.

기계적 연마시에는 전주가공물의 공간부에 임시 충진물을 채워서 전주가공물에 손상이 없도록 하는 것이 바람직하다.

도 (E)는 큰 개구가 형성된 전주가공물(39)의 단면도이다. 하부방향 성장부를 제거한 이후에 차판판을 제거하면 개구가 큰 전주가공물을 얻을 수가 있다. 이러한 공정을 거쳐서 만들어진 전주가공물은 큰 개구도를 전주가공물이 된다.

이는 개구도가 큰 메쉬 또는 필터 또는 그물망의 제작에 큰 효과가 있다.

전주가공물이 메쉬로 사용될 때, 정밀 인쇄용 메쉬, 실버 페이스트를 사용하여 회로를 인쇄하는 스크린 메쉬 등의 용도로 광범위하게 사용이 된다.

본 발명을 통하여 제작된 전주가공물은 스크린 메쉬의 용도로 가장 이상적인 특성을 지닌다. 그 이유로는, 첫째, 인쇄 메쉬의 가장 이상적인 구조인 벌집모양 형성이 가능하다. 둘째, 개구도가 큰 메쉬의 제작이 가능하다. 세째, 메쉬의 선폭을 최대한으로 작게 할 수가 있다. 네째, 메쉬의 내구성을 대표하는 두께를 두껍게 할 수가 있다. 다섯째, 메쉬의 단면이 테이퍼 형상으로 되어 있어, 스크린 인쇄시에 잉크 또는 실버페이스트의 토출이 용이하다. 여섯째, 종래에 사용되는 직조형태의 메쉬는 메쉬의 올이 움직이는 단점이 있으나 본 발명의 메쉬는 그러한 단점이 발생하지 않는다. 따라서 본 발명의 메쉬는 많은 부분에서 탁월한 효과를 발휘한다.

도 18은 본 발명의 1형태 골격마스타와 2형태 골격마스타의 가공방법에 대한 설명이다.

본 발명에서 설명하는 1형태, 2형태, 3형태, 4형태, 5형태, 6형태 골격마스타는 본 발명에서 사용하는 수직성장 마스터를 제작 할 때도 사용이 된다.

본 발명에서 1형태 골격마스타가 제작되면, 2형태, 3형태, 4형태, 5형태, 6형태 골격마스타는 제작되어진 골격마스타를 복제하는 형태로 제작이 된다.

본 발명에서는 1형태 골격마스타를 기본마스타로 정의한다.

먼저, 1형태 골격마스타를 제작하는 방법을 설명한다.

평면기판의 상부면에 감광층을 균일하게 도포한다.

상기 감광층에 노광공정과 현상공정을 행하여 3차원 구조물을 형성한다. 여기서 3차원 구조물이란 돌출부를 형성시킨 것을 의미한다. 노광 후에 현상과정을 거치면 평면기판의 상부면에는 노광부에 의한 3차원 구조물인 돌출부가 만들어진다.

물론 돌출부와 돌출부 사이에는 자동적으로 공간부가 형성된다.

본 발명에서는 광감층은 주로 드라이 필름을 라미네이터 하여 사용한다. 이러한 감광재의 두께는 보통 10마이크로미터, 20마이크로미처, 30마이크로미터, 40마이크로미터 그 이상의 것도 있다.

평면기판에 이들 감광재를 도포한 표면은 매끈하며 균일한 상태로 도포가 된다. 이제 다음 공정으로, 감광층에 다양한 형태의 패턴을 통하여 상기 감광재를 노광시킨다. 보통 패턴의 피치의 크기는 10, 20, 30, 40, 50, 60 ,70, 80, 90, 100 마이크로미터로 한다. 패턴에서 선폭은 보통 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50 마이크로미터로 한다.

본 발명의 실시예로서, 만약 감광재 두께가 40 마이크로미터이고, 피치가 30 마이크로미터, 선폭이 10 마이크로미터, 제품의 가로 X 세로 크기가 40 센티 X 80 센티로 한다고 가정한다.

이러한 데이타로 노광 및 현성을 가능케 할 노광비와 현상기는 종래에는 존재하지 않는다. 그러나 본 발명자가 제작한 선광원 발생장치를 가지는 렌티큐라 렌즈 노광기는 대형면적의 노광을 가능케 하며, 미세 노광을 가능케 한다.

일반적으로 노광 및 현상공정을 대면적에 적용하면, 항상 부분적으로 한 두 곳에 현상의 미숙이 발생하여 온전한 제품을 만드는데 무척 힘이 든다.

본 발명에서는 이러한 현상의 미숙이 한두 곳에 발생한다 하더라도 원하는 금형을 만드는데 어려움을 주지 않도록 하는 기술을 제시한다.

이것은 현상공정이 불완전 하더라도, 도전성 금속을 스파터링 한 후, 전주가공을 실행함에 의하여 현상의 미숙을 완전히 커버하는 획기적 기술이다. 이 방법이 도 18에서 설명이 되어진다. 도 18은 1형태 골격마스타와 2형태 골격마스트의 제조방법을 설명한다.

1형태 골격마스타는 평면기판에 도포된 감광층에 3차원 형상을 만들고, 상기 3차원 형상의 상부에 도전성 금속으로 스파터링을 한 뒤, 이형층을 형성하고, 그 후에 전주가공을 실시하여 전주가공물을 형성하며, 상기 전주가공물을 탈형하여 금형을 제작하는 것을 특징으로 한다.

1형태 골격마스타를 제작하기 위하여, 감광층에 노광 현상공정을 통하여 돌출부로 구성되는 3차원 형상을 제작한다. 상기 3차원 형상인 돌출부는 탈형을 용이하게 하기 위하여 테이퍼 형상으로 한다.

주로 평판으로 만들어진 기판(40)에 감광층(41)을 도포한다. 상기 감광층에 패턴을 통하여 노광을 시킨다. 감광층에는 노광부(42)와 비노광부(43)가 형성된다.

노광공정에서 노광부가 테이퍼(TAPE) 형상을 이루도록 노광을 시킨다.

노광부의 상부폭이 하부폭보다 좁도록 노광한다. 현상을 하고 나면 상부폭이 하부폭보다 좁은 노광부가 돌출부로 남게 된다.

이러한 테이퍼 형상의 노광을 위하여 본 발명자가 특허출원한 선광원 발생장치를 사용한다. 만약 노광부의 상부폭이 하부폭보다 넓게 되면 추후 탈형 과정이 불가능하게 된다.

노광부의 상부폭이 하부폭과 같을 경우에도 탈형 과정은 거의 불가능하게 된다. 감광층의 두께가 두껍고 돌출부가 무수히 많기 때문에, 경사각을 가지지 않으면 현실적으로 탈형은 거의 불가능하게 된다.

이러한 이유로 본 발명에서는 노광부의 상부폭이 하부폭보다 좁도록 노광이 진행된다. 즉 노광부는 테이퍼진 형상으로 형성되게 한다.

현상과정을 거쳐서 비노광부를 제거하면, 기판에는 테이퍼 진 형상의 노광부만 남게 된다. 기판에 3차원 형상을 지닌 돌출부가 만들어지게 된다. 기판에는 돌출부(45)와 공간부(44)가 형성된다. 기판에서 현상공정을 통하여 비노광부를 제거하면, 돌출부(45)만 남게 된다.

돌출부와 돌출부 사이에는 공간부(44)가 자동으로 형성된다. 그러나 현상을 마치더라도 공간부에는 완전히 제거되지 아니한 잔존 감광재(46)가 흔히 남는다. 주로 기판의 바닥면 부근에서 잔존 감광재가 얇게 남는 경우가 흔히 있다.

일반적인 가공에서 이 잔존 감광재는 제품의 불량을 야기시키는 큰 문제가 된다.

감광층의 두께가 수 마이크로미터 이하로 얇다면, 잔존 감광층이 생기지 않도록 노광 및 현상을 할 수가 있다.

그러나 감광층의 두께가 두껍다면, 잔존 감광층이 없도록 현상을 한다는 것은 실패할 확률이 너무나 높다.

만약 금형의 크기를 대형으로 제작하고자 할 경우, 전체 면적에서 적어도 한두 곳에는 잔존 감광층이 남더라도 이러한 잔존 감광층으로 인하여 현상은 실패로 결론이 날 수 밖에 없다.

본 발명에서는 주로 수십 마이크로미터의 두께의 감광재를 사용하여 3차원 형상의 금형을 제작한다. 게다가 제작하고자 하는 금형의 크기를 대형으로 만드는 경우가 많다. 따라서 특별한 고안을 하지 않으면 잔존 노광층으로 인하여 금형제작이 항상 실패를 할 수 밖에 없다. 이에 대한 대안을 본 발명에서는 제시한다.

공간부의 폭이 매우 좁고, 감광층의 두께가 두꺼운 정밀금형을 제작하는 경우, 일반적인 현상기술로는 잔존 감광재를 완전히 제거하는 것은 불가능한 것이 현실이다.

따라서 잔존 감광재를 완전히 제거한다는 전제하에서 금형을 제작한다면 실패할 확률이 너무나 높다.

이러한 이유로, 본 발명에서는 잔존 감광재가 존재를 한다는 것을 전제로 한다. 잔존 감광재가 있음에도 불구하고 우수한 금형을 제작하는 기술을 개시한다.

현상공정을 마치면, 기판 위에는 노광부에 의하여 돌출부가 형성된다.

그리고 돌출부와 돌출부 사이에는 공간부가 형성된다.

상기 일부 공간부에는 잔존 감광층이가 남아 있다는 것을 전제로 기술을 개시한다. 잔존 감광층이 남아 있는 그대로 전체에 대하여 금속타켓으로 스파트링을 행한다.

돌출부의 상부표면, 공간부, 공간부에 남아 있는 잔존 감광층 모두에 대하여 도전성 금속으로 스파터링 공정(47)을 행한다.

스파터링 공정후에는 이형을 위하여 이형층을 형성한다. 이 것은 스파터링 층 위에 전주도금을 실시하여 전주가공물을 두껍게 형성하였을 때, 탈형이 잘 되도록 하는 것이다.

상기 스파터링 공정을 통하여 돌출부의 상부표면과 공간부와 잔존 감광재는 도전성이 부여된다.

상기 통전이 가능한 스파터링 층에 전기를 통하게 하고 전주가공을 실행하여 전주가공물을 성장시킨다. 얻어진 전주가공물(48)을 탈형한다.

탈형된 전주가공물(51)을 1형태 골격마스타라 칭한다. 본 발명에서는 1형태 골격마스타는 가장 기본적인 골격마스타가 된다. 다른 형태의 골격마스타는 상기 1형태 골격마스타를 복제하거나 변형시키어서 제작이 된다.

1형태 골격마스타(51)는 도전성 기판에 다수의 돌출부가 형성된 형상이다.

돌출부(49)와 돌출부 사이에는 공간부(50)가 자동으로 형성된다.

1형태 골격마스타(51)의 돌출부의 높이는 잔존 감광재의 영향으로 부분적으로 다를 수가 있다. 그러나, 1형태 골격마스타(51)의 공간부의 바닥면은 평면이다.

왜냐하면, 바닥면은 잔존 감광재가 영향을 미치지 아니한 부분이며, 깨끗한 평면으로서 감광층의 표면조도를 그대로 보존하고 있기 때문이다. 감광층의 표면조도를 그대로 보존하고 있는 면을 본 발명에서는 보존면이라 정의한다.

이같이 제작된 1형태 골격마스타는 잔존 감광재가 존재한다 하더라도 완전한 금형으로 제작할 수가 있는 획기적 공법이다.

잔존 감광재는 돌출부의 높이에는 미세한 변화를 줄 수가 있으며, 또한 돌출부의 상부표면은 잔존 감광재의 영향으로 부분적으로 거칠어 질 수가 있다.

본 발명에서는 감광층을 도포한 평면기판이 비록 도전성 기판이라 할지라도 상기 기판에 전기를 통전시켜 바로 전주가공을 하지 않는다.

그 대신 도전성 금속으로 스파터링 층을 형성하고, 이형층을 만든 다음, 상기 스파터링 층에 통전시키어 전주가공을 실시한다.

만약 스파터링 하지 않고 도전성 기판에 바로 전기를 통전시키어 전주가공을 실시하면, 잔존 감광재가 있는 부분에서 불량이 생긴다.

그러나 상기 잔존 감광재에 도전성 금속을 스파터링을 한 다음, 상기 스파터링층에 전기를 통전시키어 전주가공을 실행하면, 잔존 감광재가 있더라도 흠 없이 전주가공이 이루어진다.

1형태 골격마스타(51)에는 돌출부(49)와 공간부(50)가 형성된다.

잔존 감광재의 영향으로 인하여 돌출부들의 높이는 미세한 차이가 있을 수가 있다. 돌출부의 상부표면은 잔존 광감재의 영향으로 깨끗하지 못한 면을 형성할 수도 있다. 그러나 공간부의 밑바닥 면은 감광재의 표면조도를 가지고 있어서 매끈하며 깨끗하다. 이것을 보존면이라 칭한다. 보존면을 형성하는 공간부의 밑바닥 면의 높이는 모두 동일하며 균일하다. 공간부의 밑바닥 면은 감광재의 표면조도를 그대로 갖고 있으며, 높이가 모두 균일하다.

1형태 골격마스타의 상부면에는 돌출부(49)와 공간부(50)가 구성되며, 상기 공간부의 밑바닥 면은 보존면인 것이 특징이다.

잔존 노광재의 영향을 받지 않고 1형태 골격마스타는 좋은 전주금형으로 완성되며, 보존면을 가지는 휼륭한 금형이다.

그러나 만약 잔존 감광재가 전혀 남지 않는 이상적인 현상이 가능하다면, 1형태 골격마스타의 제조방법은 더욱 단순하게 될 수가 있다. 그러나 이것은 희망에 불가하다. 이론적이지만, 잔존 감광재가 남지 않는다면 스파터링을 하지 않고 도전성 기판에 바로 전주가공을 할 수도 있다.

즉 노광, 현상을 거친 후, 스파터링을 하지 않고 이형층을 형성한다. 그리고 바로 도전성 기판에 통전시키어 전주가공을 시행한다. 얻어진 전주가공물을 탈형하면 1형태 골격마스타와 동일한 금형을 얻을 수가 있다.

그러나 이때, 잔존 감광재가 조금이라도 남아 있게 되면, 그 부분은 도금이 불량하게 되어 1형태 골격마스타의 제작은 실패하게 된다.

일부에 조금이라도 잔존 감광재가 남으면 도금불량이 야기되어 그 부분에는 전주가공물이 형성되지 않거나 흠이 생기게 된다. 이 흠으로 인하여 사용할 수가 없는 실패한 금형이 된다.

이제 2형태 골격마스타를 제작하는 방법을 설명한다.

2형태 골격마스타를 제작하기 위하여, 상기 1형태 골격마스타에 이형층을 형성한다. 전주가공을 실행하여 새로운 전주가공물(52)을 형성한다. 새로운 전주가공물(52)을 1형태 골격마스타에서 탈형하면, 2형태 골격마스타가 된다.

2형태 골격마스타는 도전체 평면기판에 돌출부와 공간부가 형성된 것과 같은 형태를 가지고 있다.

2형태 골격마스타는 돌출부의 상부표면이 보존면으로 구성된다.

즉 2형태 골격마스타에서는 돌출부의 상부표면이 매끈하며 모두 높이가 동일하다.

상기 2형태 골격마스타의 공간부에 비도전성 물질을 충진하여 정체영역을 만들면 수직성장을 가능케 하는 수직성장 마스터가 된다.

1형태 골격마스타가 제작되었을 때, 2형태 골격마스타는 1형태 골격마스타로부터 탈형이 전제로 된다. 만약 테이퍼 각이 없는 돌출부의 경우에도 탈형하여 2형태 골격마스타를 만들려고 한다면 탄력성 몰드를 제작하면 된다.

본 발명에서 1형태 골격마스타의 돌출부에 테이퍼 각도가 없거나 각도가 너무 약하면, 전주가공물의 탈형은 어렵다. 만약 돌출부에 테이퍼를 형성하는 것이 어려울 경우에는, 탈형을 위하여 탄력성 몰드를 제시한다.

탄력성 몰드에 대하여 설명하겠다. 1형태 골격마스타의 제작공정에서, 스파터링 공정을 실행하기 이전 단계에서, 3차원 형상이 만들어진 평판기판에 이형층을 형성한다.

그리고 스파터링 공정을 행하지 않고, 대신 실리콘과 같은 탄력성이 있는 유동성 소재를 붓고 성형물을 제작한다. 즉 탄력성 몰드를 제작한다.

고온 고압 하에서 실리콘을 성형하면, 질기고 내구성이 있는 탄력성 성형물이 제작된다. 이후에 탄력성 성형물을 탈형한다. 테이퍼가 없다 하더라도 성형물이 탄력성을 갖고 있으므로 탈형은 용이하게 진행된다.

본 발명에서는 이것을 1형태 탄력성 몰드라 정의한다.

1형태 탄력성 몰드는 1형태 골격마스타와 동일한 역할을 한다.

2형태 골격마스타를 제작하기 위하여, 1형태 탄력성 몰드에 도전성 금속을 스파터링을 하고 그 위에 이형층을 형성한다. 스파터링 층에 통전하여 전주가공을 실행한다.

전주가공물이 완성되면 탄력성 몰드로부터 전주가공물을 탈형한다.

실리콘 몰드는 탄력성이 있으므로 전주가공물의 탈형이 용이하다.

탈형된 전주가공물은 2형태 골격마스타가 된다.

상기 전주가공물은 돌출부와 공간부를 갖는다.

돌출부의 상부표면은 보존면으로 형성된다. 상기 2형태 골격마스타의 공간부에 비도전성 물질을 충진하여 정체영역을 만들면 수직성장 마스타가 제작된다.

1형태 골격마스타(또는 1형태 탄력성 몰드)을 사용하면, 플렉시블 회로기판을 용이하게 제작할 수 있다. 이를 위하여 먼저 1형태 탄력성 몰드 또는 1형태 골격마스타에 이형층을 형성한다. 상기 이형층의 위에 액상의 수지를 주입한다.

상기 액상수지 위에 평판 필름 또는 롤 상의 필름을 위치시킨다.

액상의 수지는 UV수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지 등을 들 수가 있다.

액상수지가 성형 건조되면서 필름과 접합된다.

액상수지가 성형 경화되면서 필름과 접착된다. 이것을 1형태 탄력성 몰드 또는 1형태 골격마스타로부터 탈형한다.

상기 탈형된 프렉시블 회로기판은 돌출부와 오목부가 형성된 회로기판이 된다.

상기 돌출부의 상부표면은 매끈하며 높이가 동일한 보존면이 된다.

이러한 회로기판의 오목부에 실버페이스트 등의 도전성 물질을 주입하여 경화시키면 회로가 형성된 플렉시블 회로기판이 된다.

액상수지는 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, UV수지 등의 다양한 형태의 액상수지가 사용된다.

본 발명을 통하여 다양한 형태의 탄력성 몰드를 제작할 수가 있다.

본 발명에서는 골격마스타 또는 탄력성 몰드의 종류에 따라, 보존면이 돌출부의 상부표면에 있거나 공간부의 하부면에 있게 된다.

이들 보존면은 전주가공물의 표면이 매끈하고 같은 높이를 가지도록 하는데 중요한 역할을 한다.

본 발명의 골격마스타 또는 탄력성 몰드를 사용하여 제품을 설계할 경우, 항상 유의할 것은 제품표면이 매끈하며 균일하도록 설계 하여야 한다.

탄력성 몰드의 사용처는 다양하다.

먼저 탄력성 몰드에 스파터링 하고 이형층을 형성한 다음, 전주가공물을 제작한다. 상기 전주가공물을 탈형시켜 제품으로 사용한다. 또한 탄력성 몰드를 통하여 회로가 성형된 수지 필름기판을 제작할 수가 있다.

본 발명에서는 테이퍼의 형성이 어려운 경우, 제품의 탈형을 고려하여 탄력성 몰드를 제작한다.

본 발명의 골격마스타, 전주금형, 탄력성 몰드를 사용하여 최종제품을 만든다. 최종제품에 형성된 돌출부의 상부면은 보존면이 되도록 하여, 제품의 표면이 매끈하며, 돌출부의 높이가 같도록 한다.

도 19는 본 발명의 간격조정 골격마스타에 대한 설명도이다.

이는 1형태 골격마스타의 간정을 조정하는 것으로서 3형태 골격마스타와 4형태의 골격마스타를 제작하는 것이다.

1형태 골격마스타와 동일한 피치를 가지면서, 1형태 골격마스타의 공간부의 크기를 조절하여 원하는 크기의 공간부를 만들기 위하여 3형태 골격마스타를 제작한다. 이것을 3형태 간격조정 골격마스타라 칭한다.

돌출부와 공간부로 형성되는 3차원 구조에서, 피치는 동일하게 유지하면서 돌출부의 크기 또는 공간부의 크기를 조정하는 것은 대단히 유용한 기술이다.

실시예로서 1형태 골격마스타의 돌출부(54)와 공간부(55)를 기반으로 하여, 상기 1형태 골격마스타(58)에 추가적인 전주가공을 실시한다.

추가적인 전주가공을 실행하면, 1형태 골격마스타의 돌출부의 상부표면 및 돌출부의 양 측면부, 그리고 공간부의 밑면에 거의 균일한 두께의 새로운 추가 도금층이 형성된다.

이러한 추가 도금층이 생기게 되면, 돌출부와 공간부의 크기변화가 일어난다. 돌출부의 크기는 커지며, 동시에 공간부의 크기는 줄어든다.

그렇지만 돌출부와 공간부의 합인 피치는 변하지 않는다.

1형태 골격마스타에 새로운 도금층(59)을 추가적으로 발생시키되, 공간부가 메꾸어 지게 하면 안된다.

새로운 추가 도금층의 크기를 크게 할수록 돌출부의 높이와 폭은 증가된다. 그러나 공간부의 폭은 그만큼 줄어든다.

이러한 방법을 통하여 돌출부의 크기와 공간부의 크기를 마이크로미터 단위의 초정밀한 수치로 제어할 수가 있다.

이 방법을 통하여, 돌출부와 공간부의 크기를 원하는 크기로 만들어 새로운 전주금형을 제작한다. 이것을 간격조정 골격마스타라 칭한다.

1형태 골격마스타에 추가적인 전주가공을 실행하면, 피치는 유지하되 돌출부와 공간부의 크기가 조정된 3형태 골격마스타(60)을 얻는다.

3형태 골격마스타는 1형태 골격마스타와 동일하게 오목부의 하부면이 보존면이 된다.

3형태 골격마스타(62)에 다시 이형층을 형성하고, 이형층 위에 전주가공을 실행하여 전주가공물(61)을 만들고, 이를 탈형하면 4형태 골격마스타(66)을 얻는다. 본 발명에서는 4형태 골격마스타를 4형태 역형상 간격조정 골격마스타라 칭한다. 이는 간격조정 골격마스타의 대응되는 골격마스타이므로 역형상이란 수식어가 부가된다.

4형태 역형상 간격조정 골격마스타는 돌출부(63)의 상부표면이 보존면이 된다.

이것은 3형태 간격조정 골격마스타와 피치는 동일하나, 돌출부의 모양이 공간부가 되며, 공간부의 모양이 돌출부의 모양으로 변화된 것이 된다.

1형태 골격마스타에서 3형태 간격조정 골격마스타가 제작되며, 3형태 간격조정 골격마스타에서 4형태 역형상 간격조정 골격마스타가 제작된다.

같은 방법으로 2형태 골격마스타에서 5형태 간격조정 골격마스타가 제작되며, 5형태 간격조정 골격마스타에서 6형태 역형상 간격조정 골격마스타가 제작된다.

본 발명에서는 3형태와 5형태의 골격마스타를 간격조정 골격마스타라 칭하며, 4형태와 6형태의 골결마스타를 역형상 간격조정 골격마스타라 칭한다.

본 발명에 의하여 제작된 각종 골격마스타는 그 자체로서 전주금형의 역할을 하거나 제품으로 사용될 수가 있다. 본 발명의 각 형태의 골격마스타를 사용하여 본 발명에서 사용하는 수직성장 마스터의 제작도 가능하다.

본 발명에서 전주금형이란 전주가공을 실행할 수가 있도록 하는 금형이라는 의미이다.

도 20은 본 발명의 확산형 골격마스타의 실시예이다. 이 실시예는 앞에서 설명한 1형태, 2형태, 3형태, 4형태, 5형태, 6형태의 골격마스타 와는 전혀 다른 방법으로 제작된다. 본 확산형 골격마스타를 사용하여 수직성장 마스터를 용이하게 제작 할 수도 있다.

본 확산형 골격마스타는 도전성 평판을 기판으로 사용한다.

평판으로 된 도전성 기판(68)의 상부면에 감광층을 형성한다. 감광층은 얇는 두께로 하는 것이 바람직하다. 패턴을 통하여 상기 감광층에 노광공정을 거쳐서 필요한 형태와 크기의 노광부(67)를 구성한다.

현상공정을 거쳐서 비노광부를 제거한다. 비노광부를 완전히 제거하도록 하기 위하여 두께가 얇은 감광층이 바람직하다. 비노광부가 제거된 곳을 공간부라 칭한다.

도금욕조에서 도전성 기판에 통전을 하여, 전주가공물(69)이 생성되게 한다. 도금층은 처음에는 노광부가 전혀 없는 공간부에서 생성된다.

도금층이 점점 성장하여 감광층의 높이 이상이 되면, 도금층은 노광부 위에까지 확산된다. 도금층은 거의 균일한 속도로 노광부 상부를 확산하여 진행된다. 동시에 도금층은 두꺼워 진다.

단, 확산되는 도금층이 이웃의 확산하는 도금층과 만나지 않는 범위에서 도금을 실시하여야만 한다.

각각의 공간부에서 자라나기 시작한 도금층은 수평방향 및 수직방향으로 확산하여 성장을 한다. 확산이 진행되면 진행될수록 각각의 도금층과 이웃하는 도금층 사이의 간격이 점차 줄어든다.

도금층과 이웃하는 도금층의 간격이 원하는 크기가 되었을 때, 전주가공을 중지한다. 이것을 기초 확산도금체(69)이라 정의한다.

기초 확산도금체에서 도금층과 이웃하는 도금층 사이의 간격은 이를 사용하여 제작되는 수직성장 마스터의 돌출부의 상부표면의 폭이 된다.

상기 기초 확산도금체는, 도전성 기판의 공간부로부터 성장하기 시작한 것이다.

공간부에서 도금층이 감광층의 높이 이상으로 성장하게 되면, 도금층은 감광재가 노광되어 남아있는 노광부에도 확산 진행한다. 도금층은 수평방향과 수직방향으로 동시 성장을 한다.

전주가공은 노광부 위에서도 균일한 속도로 도금이 진행되어 마침내 기초 확산도금체(69)까지 성장하게 되는 것이다.

원하는 형상과 크기의 기초 확산도금체(69)로 성장되면 전주가공을 중지한다.

상기 기초 확산도금체는 무수한 각각의 독립된 도금층의 집합체이다.

도금층과 이웃하는 도금층은 일정한 간격을 두고 확산하여 성장된다.

상기 도금층들 사이의 간격은 중요한 의미를 가진다. 상기 다수의 도금층들이 두꺼워 지며 커질수록, 도금층 사이의 간격은 줄어든다.

상기 기초 확산도금체(69)의 상부와 간격부의 상부에 이형층을 형성하고, 재차 전주가공하여 전주가공물(70)을 형성한다.

상기 전주가공물(70)을 탈형한다. 상기 탈형된 전주가공물(72)은 확산형 골격마스타가 된다.

상기 확산형 골격마스타(72)의 상부면에는 돌출부와 공간부(71)가 형성된다. 상기 확산형 골격마스타를 사용하여 수직성장 마스터로 만들기 위하여, 공간부에 실리콘과 같은 탄성을 가진 비도전성 물질(73)을 충진한다.

이같이 하여 정체영역을 형성시킬 수 있는 또다른 형태의 수직성장 마스터(75)가 완성된다. 이것을 확산형 수직성장 마스타라 칭한다.

도 21, 도 22, 도 23은 도 20에 의한 확산형 수직성장 마스타를 구성하는 패턴형상에 대한 실시예이다. 도 20에 의한 확산형 수직성장 마스타를 제작함에 있어서, 셀들의 형상은 다양한 패턴으로 구성될 수가 있다.

패턴은 원형, 사각형, 육각형 등의 규칙적인 패턴과 불규칙적인 패턴으로 구성을 할 수가 있다. 패턴의 형상에 따라, 회로, 메쉬, 기타 다양한 형태의 3차원 가공물을 얻을 수가 있다.

도 21은 원형 패턴을 노광하여 감광층 위에 작은 원형의 공간부를 형성한 실시예이다. 노광된 감광층(76)의 중간 중간에 원형의 공간부(77)가 형성된 것이다. 상기 감광층은 도전성 기판에 균일하게 도포된 것이다.

상기 감광층과 공간부에 걸쳐서 먼저 이형층을 형성한다. 그후 상기 도전성 기판에 통전하여 전주가공을 실시한다. 도전성 기판에 전기를 가하여 도금욕조에서 도금을 실행하면, 상기 원형의 공간부(77)에 도금층이 생기기 시작한다.

상기 원형의 공간부에 도금이 완료된 뒤에는 성장되어지는 금속층은 노광부(76)를 침범하기 시작한다. 도금층은 점차 확산 진행된다. 도금층이 더욱 성장하면 도 21의 오른쪽 도면과 같이, 원형으로 성장된 각각의 도금층(79)은 서로 부딪히기 전에 성장을 멈추게 한다. 기초 확산도금체가 완성된다. 기초 확산도금체는 좁은 공간부(78)만 남기고 나머지는 모두 원형 도금층(79)으로 덮이게 된다.

상기 기초 확산도금체와 좁은 공간부(78)에 이형층을 형성하고, 재차 전주가공하여 전주가공물을 형성한다. 상기 전주가공물을 탈형한다. 상기 탈형된 전주가공물이 확산형 골격마스타가 된다. 확산형 골격마스타에는 돌출부와 공간부가 형성되어 있다.

상기 확산형 골격마스타에 정체영역을 형성하기 위하여, 공간부에 실리콘과 같은 탄성을 가진 비도전성 물질을 충진한다. 이것이 확산형 수직성장 마스터가 된다.

도 22는 사각 패턴을 노광하여 감광층 위에 작은 사각의 공간부를 형성한 실시예이다. 노광된 감광층(81)의 중간 중간에 사각의 공간부(80)가 형성된 것이다. 상기 감광층은 도전성 기판에 균일하게 도포된 것이다. 상기 감광층과 공간부에 걸쳐서 먼저 이형층을 형성한다. 이후의 공정은 도 21의 공정과 동일하다.

도 23는 육각 패턴을 노광하여 감광층 위에 작은 육각의 공간부를 형성한 실시예이다. 노광된 감광층(85)의 중간 중간에 육각의 공간부(84)가 형성된 것이다. 상기 감광층은 도전성 기판에 균일하게 도포된 것이다. 상기 감광층과 공간부에 걸쳐서 먼저 이형층을 형성한다. 이후의 공정은 도 21의 공정과 동일하다.

도 24는 포물선형의 비도전성 물질을 충진한 수직성장 마스터로 제품을 생산하는 실시예이다. 수직성장 마스타에 전주도금을 실행하면, 돌출부(88) 위에서 전주가공물이 형성되기 시작하며, 공간부(89)에는 정체영역이 생긴다.

수직성장 전주가공물(90)이 수직으로 성장된다. 엄밀하게 말하면 완전한 수직으로 성장하는 것은 아니지만, 다른 도금으로 얻을 수가 없는 정도의 수직성장을 하게 된다. 이러한 수직 도금부를 탈형하여 제품으로 사용한다.

제품의 제조방법으로, 수직성장 마스타에서 탈형되지 않은 상태에서, 수직성장된 도금부(92)를 접착제를 사용하여 롤상 필름 또는 시트상 필름(91)에 접착한다.

이후 도금부가 필름에 접착된 상태 그대로 탈형한다. 시트상 필름(94)에 부착된 회로(93) 제품이 만들어 진다.

추가적으로 제품의 안정성을 확보하기 위하여, 회로와 회로 사이에 비도전성 물질(95)을 충진하여 회로를 더욱 안정화시킬 수도 있다.

도 25는 본 발명의 다양한 골격마스터를 활용하여 플렉시블 회로기판을 만드는 공정을 설명하는 설명도이다.

본 발명의 다양한 골격마스타 중에서 보전면이 골격마스타의 공간부의 바닥면에 있는 마스터를 사용한다. 먼저 골격마스타에 이형층을 형성한다.

상기 골격마스타와 필름기판(96) 사이에 액상의 수지를 주입한다. 액상의 수지의 예로는 에폭시 수지, 유브이 접착제, 폴리 이미드 등을 들 수가 있다.

상기 액상수지를 성형 및 경화시킨다. 상기 골격마스타로부터 음각부(101)가 성형된 필름(102)을 탈형한다. 필름에는 성형된 액상수지가 접합이 된 상태이다.

필름기판의 소재로는 여러 종류가 있다. 폴리이미드 필름이 가장 대표적인 실시예이다. 음각은 성형된 돌출부와 돌출부 사이에서 형성된다. 성형된 돌출부(101)가 무수히 존재한다.

이 경우에는 돌출부의 상부(99)가 보존면이 된다. 성형된 돌출부의 상부표면의 높이를 균일하게 하고, 표면이 깨끗하도록 하기 위함이다.

성형된 공간부가 형성된 상기 필름의 공간부에, 실버 페이스트 등의 유동성 도전체(103)를 충진하고, 유동성 도전체를 경화시키어 회로를 구성한다.

실버 페이스트를 충진하기 이전에, 돌출부 상부표면에는 이형층을 형성한다. 실버페이스트가 결합하지 못하도록 한다. 불소 수지와 같은 이형층을 형성하는 것이 바람직하다. 이것은 돌출부의 상부표면에는 실버 페이스트가 묻지 않고 공간부에만 실버 페이스트가 충진되도록 하기 위함이다.

불소 수지로 이형층을 형성하면 설혹 돌출부의 상부표면에 실버 페이스트가 묻어 있다하더라도 깨끗하게 정리를 할 수가 있는 장점이 생긴다.

도 26는 본 발명의 수직성장 마스터를 사용하여 메쉬를 제작하는 실시예이다. 돌출부(105)와 공간부(106)을 갖는 골격마스타(104)의 공간부에 비도전성 물질을 충진 또는 도포 또는 코팅 또는 증착한다.

한 실시예로 공간부에 묽은 실리콘을 충진시켠 포물선 형상의 실리콘(107)을 구성하여 수직성장 마스터를 만든다.

상기 수직성장 마스타에 이형층을 형성하고, 수직성장 마스터를 도금욕조에 넣어 도금을 실시하면, 정체영역이 형성된다. 수직성장 마스터의 돌출부의 상부표면에 전주가공물이 형성된다. 상기 돌출부의 상부표면에는 수직성장된 전주가공물(108)이 구성된다.

상기 전주가공물을 탈형하여 메쉬(109)를 제작한다.

이러한 메쉬를 사용하여, 태양광을 전기로 바꾸는 집광판의 셀에 전극을 형성하는 스크린 인쇄 메쉬로 사용할 수가 있다. 상기 메쉬를 통하여 실버 페이스트를 인쇄하면 많은 장점이 있다.

수직성장 마스터를 사용하였으므로 개구도가 크며, 선폭이 작게 메쉬가 제작될 수가 있다. 또한 제품의 두께가 두꺼워 내구성이 있으며, 메쉬의 관통공마다 테이퍼가 형성되어 있어서 실버 페이스트의 토출을 용이하게 되는 장점이 있다.

여기서 메쉬의 관통공마다 테이프가 형성된다는 말은 도금이 완전한 수직성장이 아니라 완만한 수직성장을 한다는 의미를 포함하는 말이다.

즉 도금층이 완전한 수직성장을 한다면 모든 관통공은 테이퍼가 없이 성장한다. 만약 메쉬가 원형 관통공들로 구성된 것이라면, 윗면에 있는 관통공들의 직경과 아랫면에 있는 관통공들의 직경이 동일하게 성장한 것을 의미한다. 이것은 마치 일정한 치수의 드릴날을 사용하여 드릴로 구멍을 뚫은 것과 같은 상태이다.

그러나 이러한 형태는 메쉬에 테이퍼 진 부분이 없다는 것을 의미하며, 이는 실버페이스트의 토출이 용이치 않게 된다.

본 발명에서 소개한 다양한 형태의 골격마스타들을 활용하여 플렉시블 회로기판을 제작할 수가 있다. 플렉시블 회로기판을 만드는 실시예를 다양하지만 본 발명에서는 모두 기판에 감광층을 도포하고, 상기 감광층에 노광 및 현상을 한다.

노광 및 현상을 통하여 감광층에 돌출부와 공간부를 형성한 것을 기본적으로 활용한다. 본 발명에서 플렉시블 회로기판을 제작하려는 경우에는 공간부의 밑 바닥면에 보존부가 형성되도록 한다.

상기 돌출부와 공간부가 형성된 기판에 이형층을 형성하고, 상기 이형층이 건조된 후에 액상수지를 도포한다.

상기 액상수지가 경화되기 이전에 액상수지의 상부에 폴리이미드 필름기판을 위치시킨다. 상기 액상수지는 높이가 균일하게 한다. 액상의 수지가 성형과 동시에 경화되면서 폴리이미드 필름기판에 접착된다.

경화 후 상기 성형된 수지가 접합된 필름기판을 탈형시킨다. 상기 탈형된 필름기판에 형성된 돌출부의 상부표면에 다시 이형층을 형성한다.

그리고 필름기판의 공간부에는 실버페이스트를 충진하고 경화시키어 플렉시블 회로기판을 제작한다.

액상수지는 에폭시 수지 또는 UV수지 또는 폴리이미드 수지 등을 사용할 수가 있다. 이 제품의 특징은 돌출부의 상부표면의 높이는 균일한 높이가 되며, 깨끗하고 정리된 플렉시블 회로기판을 제작할 수가 있다.

양산을 하기 위하여서는 본 발명 중에서의 골격마스타를 활용하면 된다. 다양한 골격마스타 중에서 특히 공간부의 밑 바닥면에 보존부가 형성된 것을 활용한다.

또 다른 실시예로서, 수직으로 성장시킨 전주가공물을 회로로 사용하여 플렉시블 회로기판을 제작할 수가 있다.

수직성장 마스터를 사용하며, 상기 수직성장 마스터에 이형층을 형성하고 전주가공을 실행하여 수직성장 전주가공물을 제작한다. 상기 전주가공물의 위쪽 면을 접착재를 통하여 롤 형태의 필름기판 또는 시트 형태의 필름기판과 접합시킨다.

상기 수직성장 마스터에서 수직성장 전주가공물을 접합시킨 필름기판을 탈형시켜 플렉시블 회로기판을 제작한다.

회로의 안정성을 보강하기 위하여, 플렉시블 회로기판의 공간부에 액상수지를 충진하고, 상기 액상수지를 경화시킬 수도 있다.

또 다른 실시예로서, 플렉시블 회로기판을 본 발명의 탄력성 몰드를 사용하여 제작 할 수도 있다. 물론 탄력성 몰드 중에서 공간부의 밑 바닥면에 보존부가 형성된 것을 선택한다.

탄력성 몰드에 이형층을 형성하고, 상기 이형층 상부에 액상수지를 도포하고, 상기 액상수지 위에 롤 상 또는 시트 상 필름기판을 위치시킨다.

액상수지의 높이를 균일하게 한다. 액상수지는 경화되면서 성형되고, 동시에 상기 필름기판에 접합된다. 필름기판을 상기 탄력성 몰드로부터 탈형시킨다. 필름기판의 공간부에 실버페이스트를 충진한다.

액상주지는 에폭시 수지 또는 UV수지 또는 폴리이미드 수지로 하며, 필름기판에 형성된 돌출부의 상부표면에 이형층을 형성한 뒤에 공간부에 실버페이스트를 충진한다.

본 발명에서 탄력성 몰드가 사용되는 경우는 주로 돌출부가 테이프 형상으로 제작이 어려울 경우에 사용이 되어 진다. 만약 돌출부가 테이퍼 형상으로 제작이 된다면, 굳이 탄력성 소재를 사용하지 않고 일반 수지를 사용한 수지몰드를 제작한다.

수지몰드의 돌출부는 테이퍼 형상으로 형성이 되어 있으므로 탈형이 가능하다. 따라서 이러한 수지몰드는 다양한 용도로 사용이 될 수가 있다. 수지몰드에 이형층을 형성하여 제품을 제작할 수도 있다.

또한 수지몰드에 도전성 금속을 스파트링 한 후 이형층을 형성하여 전주가공물을 제작할 수도 있다.

본 발명은, 본 발명에 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에만 한정되는 것은 아니다.

2: 돌출부
3: 공간부
4: 기판
5: 포물선 형상
7: 도금용액
8: 정체영역
17: 비도전성 물질
18: 전주가공물
40: 얇은 망체
41: 도전체 판
51: 망구조물

Claims (37)

1. 평면기판의 상부면에 감광층을 형성하는 단계;
   상기 감광층에 노광 및 현상공정을 통하여 돌출부를 구성하되, 상기 돌출부는 상부면이 하부면보다 좁도록 테이퍼 형상으로 구성하는 단계;
   상기 평면기판의 상부면 전체에 스파터링하여 얇은 금속층을 형성하는 단계;
   상기 얇은 금속층에 이형층을 형성하는 단계;
   상기 이형층이 형성된 금속층에 통전하여 전주가공물을 형성하는 단계;
   상기 전주가공물을 탈형하여 1형태 골격마스타를 만드는 것을 특징으로 하는 1형태 골격마스타의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 노광된 감광층에 현상작업을 실행할 때, 잔존 감광재가 기판표면에 일부 남아 있는 것을 특징으로 하는 1형태 골격마스타의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 1형태 골격마스타에 이형층을 형성하며;
   상기 1형태 골격마스타에 전주가공을 통하여 전주가공물을 형성하며;
   상기 전주가공물을 탈형하여 2형태 골격마스타를 만드는 것을 특징으로 하는 2형태 골격마스타의 제조방법.
4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 골격마스타의 피치는 유지하면서 돌출부와 공간부의 치수를 재조정 하기 위하여, 1형태 골격마스타 또는 2형태 골격마스타에 추가적인 전주가공을 실행하여 하는 것을 특징으로 하는 간격조정 골격마스타의 제조방법.
5. 제 4항에 있어서, 간격조정 골격마스타에 이형층을 형성하며;
   상기 간격조정 골격마스타에 전주가공을 행하여 전주가공물을 형성하며;
   상기 전주가공물을 간격조정 골격마스타로부터 탈형하는 것을 특징으로 하는 역형상 간격조정 골격마스타의 제조방법.
6. 도전성 기판의 상부면에 감광층을 형성하며;
   상기 감광층에 노광 및 현상공정을 통하여 돌출부와 공간부를 형성하며;
   상기 도전성 기판에 통전을 하여, 전주가공물을 성장시켜 기초 확산도금체를 만들며;
   상기 기초 확산도금체의 상부에 이형층을 형성 한 후, 재차 전주가공하여 새로운 전주가공물을 형성하며;
   상기 새로운 전주가공물이 두텁게 성장되면 탈형시켜 확산형 골격마스타를 제작하는 것을 특징으로 하는 확산형 골격마스타의 제조방법.
7. 제 1항에서 제 6항의 어느 한 항으로 제작된 것을 특징으로 하는 골격마스타.
8. 수직성장을 유도하는 수직성장 마스터의 제조방법에 있어서,
   도전체 기판의 상부면에 돌출부와 공간부를 구성하고;
   상기 공간부에 비도전성 물질을 충진 또는 코팅 또는 도포 또는 증착시켜 정체영역을 형성하도록 하는 것을 특징으로 하는 수직성장 마스터의 제조방법.
9. 제 8항에 있어서, 도전체 기판의 상부면에 돌출부와 공간부가 구성된 것은, 골격마스타 또는 간격조정 골격마스타 또는 역형상 간격조정 골격마스타 또는 확산형 골격마스타인 것을 특징으로 하는 수직성장 마스터의 제조방법.
10. 제 8항에 있어서, 도전체 기판의 상부면에 돌출부와 공간부가 구성된 것은, 탄력성 몰드에 도전성 금속을 스파터링하고; 상기 스파터링 면에 이형층을 형성한후 전주가공을 실행하여 전주가공물을 형성하며; 상기 전주가공물을 탈형하여 제작한 것을 특징으로 하는 수직성장 마스타의 제조방법.
11. 제 8항에서 제 10항의 어느 한 항으로 제작된 것을 특징으로 하는 수직성장 마스타.
12. 제 11항에 있어서, 비도전성 물질은 탄성체이며, 상기 탄성체는 공간부에서 포물선 형상으로 충진된 것을 특징으로 하는 수직성장 마스타.
13. 제 12항에 있어서, 비도전성 물질은 실리콘인 것을 특징으로 하는 수직성장 마스타.
14. 제 11항에 있어서, 돌출부의 상부표면은 보존면인 것을 특징으로 하는 수직성장 마스타.
15. 수직성장 마스터에 이형층을 형성하며;
    전주가공을 통해 전주가공물을 성장시키며;
    상기 성장된 전주가공물을 탈형하여 전주가공물을 제작하는 것을 특징으로 하는 전주가공물의 제조방법.
16. 수직성장 마스터에 이형층을 형성하며;
    전주가공을 통해 전주가공물을 성장시키며;
    상기 성장된 전주가공물을 탈형하여 제작되는 것을 특징으로 하는 전주가공물.
17. 제 16항에 있어서, 전주가공물의 하부방향 성장부를 전해연마 또는 에칭공정 또는 기계적 연마공정으로 제거하는 것을 특징으로 하는 전주가공물.
18. 제 16항의 전주가공물은 원형 또는 사각 또는 육각의 조직으로 구성된 메쉬인 것을 특징으로 하는 전주가공물.
19. 제 16항의 전주가공물은 원형 또는 사각 또는 육각의 조직으로 구성된 필터인 것을 특징으로 하는 전주가공물.
20. 잔존 감광재가 있는 남아 있는 문제를 해결하는 탄력성 몰드의 제조방법에 있어서,
    기판에 상부면에 균일한 두께로 감광층을 형성하고, 상기 감광층에 패턴을 통하여 노광부를 구성하며, 현상공정을 통하여 기판에 돌출부와 공간부를 형성하며, 상기 공간부에는 제거되지 아니한 잔존 감광재가 남아있으며;
    상기 돌출부와 공간부 및 잔존 감광재에 이형층을 형성하고, 상기 이형층의 상부에 탄력성 유동성 소재를 충진하고 경화시켜 탄성 성형물을 제작하며;
    상기 탄성 성형물을 탈형하여 탄력성 몰드를 제작하는 것을 특징으로 하는 탄력성 몰드의 제조방법.
21. 탄력성 몰드로부터 골격마스타의 제조방법에 있어서,
    기판의 상부면에 균일한 두께로 감광층을 형성하고; 상기 감광층에 패턴을 통하여 노광부를 구성하며; 현상공정을 통하여 기판에 돌출부와 공간부가 형성되며, 상기 돌출부와 공간부에 이형층을 형성하고, 상기 이형층의 상부에 탄력성 유동성 소재를 충진하여 성형물을 제작하며;
    상기 성형물이 경화된 후에 탈형하여 탄력성 몰드를 제작하고, 상기 탄력성 몰드에 도전성 금속을 스파터링하며, 상기 스파터링 면 위에 이형층을 형성하며, 상기 스파터링 층에 전기가 통하게 하여 전주가공을 실행하여 전주가공물을 제작하고;
    상기 전주가공물을 탄력성 몰드로부터 탈형하는 것을 특징으로 하는 탄력성 몰드로부터 골격마스타의 제조방법.
22. 플렉시블 회로기판의 제조방법에 있어서,
    기판의 상부면에 균일한 두께로 감광층을 형성하고, 상기 감광층에 패턴을 통하여 노광부를 구성하며, 현상공정을 통하여 기판에 돌출부와 공간부가 형성된 기판을 이용하거나, 골격마스타를 이용하거나, 또는 탄력성 몰드를 이용하며;
    상기 기판 또는 마스타 또는 몰드의 돌출부와 공간부 상부에 이형층을 형성하고 액상수지를 도포하며;
    상기 액상수지의 상부에는 폴리이미드 필름기판을 위치시키며;
    상기 액상수지를 경화시키면서 성형과 동시에 폴리이미드 필름기판에 접착되게 하며;
    상기 기판 또는 마스터 또는 몰드로부터 성형된 수지가 접합된 필름기판을 탈형시키며;
    상기 탈형된 필름기판의 돌출부의 상부표면에 이형층을 형성하며;
    상기 필름기판의 공간부에는 실버페이스트를 충진하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 회로기판의 제조방법.
23. 제 22항에 있어서, 액상수지는 에폭시 수지 또는 UV수지 또는 폴리이미드 수지인 것을 특징으로 하는 플렉시블 회로기판의 제조방법.
24. 수직성장 마스터를 사용하여 수직 성장시킨 전주가공물을 회로로 사용하는 플렉시블 회로기판의 제조 방법에 있어서,
    수직성장 마스터에 전주가공을 실행하여 수직성장 전주가공물을 제작하며;
    상기 수직성장된 전주가공물의 상부에 접착재를 통하여 필름기판을 접합시키고;
    상기 필름기판에 접합된 전주가공물을 상기 수직성장 마스터로부터 분리시는 것을 특징으로 하는 플렉시블 회로기판의 제조방법.
25. 제 24항에 있어서, 플렉시블 회로기판의 공간부에 액상수지를 충진하고, 상기 액상수지를 경화시키는 것을 특징으로 하는 플렉시블 회로기판의 제조방법.
26. 플렉시블 회로기판의 제조방법에 있어서,
    1형태 골격마스타에 이형층을 형성하고;
    이형층 상부에 액상수지를 충진하며, 상기 액상수지의 상부에는 필름기판을 얹으며;
    상기 액상수지가 경화된 후에, 상기 필름기판을 상기 1형태 골격마스타로부터 탈형시켜 돌출부와 공간부가 형성된 필름기판을 제작하며;
    상기 필름기판의 돌출부의 상부표면에 이형층을 형성하며;
    상기 필름기판의 공간부에는 실버페이스트를 충진하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 회로기판의 제조방법.
27. 제 26항에 있어서, 액상주지는 에폭시 수지 또는 UV수지 또는 폴리이미드 수지인 것을 특징으로 하는 플렉시블 회로기판의 제조방법.
28. 제 27항에 있어서, 필름기판의 돌출부의 상부면은 보존면인 것을 특징으로 하는 플렉시블 회로기판의 제조방법.
29. 플렉시블 회로기판의 제조방법에 있어서,
    도전성 기판의 상부면에 감광층을 형성하며; 상기 감광층에 패턴을 통하여 상부폭이 하부폭보다 좁은 테이퍼 형상의 노광부를 구성하며; 상기 감광층에 노광 및 현상공정을 통하여 돌출부와 공간부를 형성하며;
    상기 도전성 기판에 이형층을 형성하고 전주가공을 두껍게 실행한 후, 상기 전주가공물을 탈형하여 금형을 제작하며;
    상기 금형에 이형층을 형성하고, 상기 이형층 상부에 액상수지를 충진하며, 상기 액상수지의 상부에는 롤 상 또는 시트 상 필름기판을 얹으며;
    액상수지가 경화된 후에 상기 금형으로부터 상기 필름기판을 탈형시키어 돌출부와 공간부가 형성된 플렉시블 회로기판을 제작하며;
    상기 플렉시블 회로기판의 공간부에 실버페이스트를 충진하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 회로기판의 제조방법.
30. 제 29항에 있어서, 상기 금형은 기초 확산도금체를 거쳐서 확산형 골격마스타인 것을 특징으로 하는 플렉시블 회로기판의 제조방법.
31. 제 29항에 있어서, 액상주지는 에폭시 수지 또는 UV수지 또는 폴리이미드 수지인 것을 특징으로 하는 플렉시블 회로기판의 제조방법.
32. 제 29항에 있어서, 플렉시블 회로기판에 형성된 돌출부의 상부표면에 이형층을 형성하고, 공간부에 실버페이스트를 충진하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 회로기판의 제조방법.
33. 플렉시블 회로기판의 제조방법에 있어서,
    기판에 상부면에 균일하게 감광층을 형성하고; 상기 감광층에 패턴을 통하여 노광부를 구성하며;
    현상공정을 통하여 기판에 돌출부와 공간부가 형성되며, 상기 돌출부와 상기 공간부에 이형층을 형성하고, 상기 이형층의 상부에 탄력성 액상소재를 두껍게 충진하여 탄성 성형물을 제작하며;
    상기 탄성 성형물이 경화된 후에 탈형하여 탄력성 몰드를 제작하며;
    상기 탄력성 몰드에 이형층을 형성하고, 상기 이형층 상부에 액상수지를 도포하고, 상기 액상수지 위에 필름기판을 위치시키며;
    액상수지가 경화된 후에 상기 필름기판을 상기 탄력성 몰드로부터 탈형시키어 공간부가 형성된 플렉시블 회로기판을 제작하며;
    상기 플렉시블 회로기판의 공간부에 실버페이스트를 충진하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 회로기판의 제조방법.
34. 제 33항에 있어서, 액상주지는 에폭시 수지 또는 UV 수지 또는 폴리이미드 수지인 것을 특징으로 하는 플렉시블 회로기판의 제조방법.
35. 제 33항에 있어서, 플렉시블 회로기판에 형성된 돌출부의 상부표면에 이형층을 형성한 뒤에 공간부에 실버페이스트를 충진하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 회로기판의 제조방법.
36. 플렉시블 회로기판의 제조방법에 있어서,
    도전체 기판의 상부면에 돌출부와 공간부를 구성하고;
    상기 공간부에 비도전성 물질을 충진 또는 코팅 또는 도포 또는 증착시켜 정체영역을 형성하도록 하는 수직성장 마스터에 이형층을 형성하고 전주가공을 실행하여 수직성장 전주가공물을 제작하며;
    접착재를 통하여 필름기판을 상기 수직성장 전주가공물의 위쪽 면과 접합시키고; 상기 수직성장 전주가공물을 접합시킨 필름기판을 탈형시키는 것을 특징으로 하는 플렉시블 회로기판의 제조방법.
37. 제 36항에 있어서, 탈형된 플렉시블 회로기판의 공간부에 액상수지를 충진하고, 상기 액상수지를 경화시키는 것을 특징으로 하는 플렉시블 회로기판의 제조방법.
    

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