KR20200134898A - 인쇄용 마스크 지지 유닛 및 그 제조 방법 - Google Patents

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박준석
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Abstract

본 발명에 따른 인쇄용 마스크 지지 유닛은, 사각 액자형의 프레임, 프레임에 팽팽하게 당겨진 상태로 부착되는 망사, 망사의 중앙 부분에 부착되는 기판을 포함하여 이루어지며, 망사가 기판을 상/하 방향으로 당기는 장력과 좌/우 방향으로 당기는 장력에 서로 차이가 나도록 구성된다. 이를 위하여, 기판의 상/하 에지와 프레임의 사이에서 망사가 일정 길이만큼 절개되거나, 기판의 상/하 에지 중 적어도 일부가 망사에 부착되지 않는다. 기판 자체를 훼손하지 않고도 기판이 뒤틀리는 현상을 방지할 수 있으며, 기판 타공 작업과 관계없이 샤메기 작업에서 바로 뒤틀림 방지 공정이 이루어질 수 있다. 작업의 유연성과 효율성을 저하시키지 않고, 기판의 뒤틀림 형상을 효율적으로 방지할 수 있다.

Description

인쇄용 마스크 지지 유닛 및 그 제조 방법{ Supporting Unit for Printing Mask and Manufacturing Method thereof }
본 발명은 인쇄용 마스크 지지 유닛에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광 전지의 전극 등을 인쇄하기 위하여 패턴이 형성되고 망사를 통해 지지되는 기판이 뒤틀리는 현상을 방지할 수 있는 인쇄용 마스크 지지 유닛과 그 제조 방법에 관한 것이다.
마스크는 금속, 폴리머, 플라스틱, 카본 등 얇은 기판을 이용하여 제작되는 것으로서, 칩을 장착하기 위한 솔더크림 도포, 노광작업, 태양전지의 전극 인쇄 등 다양한 분야에서 사용되고 있다.
기판에는 일정한 인쇄용 패턴에 따라 미세한 구멍이 타공되며, 다른 인쇄용 패턴이 요구될 때 수시로 교체된다.
일반적으로 마스크는 알루미늄과 같은 견고한 재질의 사각형 프레임에 부착된 상태로 사용되고, 프레임에는 망사를 이용하여 마스크가 팽팽하게 당겨진 상태로 유지된다.
사각형 액자 형태의 프레임에 망사('샤' 또는 '매쉬'라고도 함)를 팽팽하게 당겨 장착하는 작업을 '샤메기'라도도 하며, 마스크는 팽팽하게 당겨진 망사 위에 부착되고, 망사를 통해 장력(tension)이 인가된다.
그런데, 도 1에 보인 예와 같이, 마스크(130)는 그 두께가 매우 얇아서 망사(120)의 장력에 따라 뒤틀리는 상황이 발생할 수 있다.
마스크(130)의 뒤틀림은 망사의 견장 방향과 텐션의 크기 등 여러 요인에 영향을 받을 수 있으며, 망사의 견장 각도에 따라서도 마스크(130)에 전달되는 응력의 방향이 달라져 뒤틀림 현상이 발생될 수 있다.
이러한 마스크의 뒤틀림은 균일하지 않은 패턴, 가공 중 패턴의 절단, 공정 장비의 손상, 생산 수율 저하 등 많은 문제점을 야기한다.
도 1에 보인 패턴은 태양전지 표면에 전면전극을 인쇄하기 위한 예를 보인 것으로서, 세로로 긴 바 형태의 버스 바 전극을 형성하기 위한 개구부들과, 각 버스 바 전극 사이의 핑거 전극을 형성하기 위한 개구부들이 다수 형성되어 있다.
이와 같이, 마스크(130)의 각 방향에 대한 장력이 패턴의 모양에 따라 크게 차이가 날 때, 마스크(130)가 뒤틀려 우글쭈글하게 되는 현상이 더욱 잘 나타날 수 있다.
한편, 대한민국 등록특허 10-1898309호의 "광전지 셀로 프린팅하기 위한 실크-스크린 스텐실"은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 스텐실 자체에 스트레스를 해소시킬 수 있는 구멍을 형성하는 방법을 개시하고 있다.
등록특허 10-1898309호는 마스크에서 전면전극 패턴이 형성되는 영역의 바깥 부분인 주변 변형 영역에 구멍을 형성함으로써, 주변 변형 영역이 중앙 프린팅 영역보다 먼저 변형되어, 패턴이 형성된 중앙 프린팅 영역이 스트레스의 영향으로 변형되는 것을 방지하도록 한다.
그러나, 상기 등록특허 10-1898309호는 기판(마스크, 스텐실) 자체를 인쇄용 패턴 형성 이외의 사유로 훼손시킨다는 근본적인 문제를 가지고 있다.
이러한 기판의 추가적인 훼손은 매우 얇게 제작되어야 하는 기판을 물리적으로 더욱 취약하게 만든다.
또한, 샤메기 작업 이후 기판에 뒤틀림 방지용 구멍을 타공하기 전까지는 기판에 계속하여 장력이 인가되고 있으므로, 뒤틀림은 항상 발생할 수 있다.
즉, 샤메기 작업 이후 바로 뒤틀림 방지용 구멍의 타공 작업이 이루어져야만 기판의 뒤틀림을 방지할 수 있으며, 샤메기 작업 이후 타공 작업이 이루어지기 전까지는 기판의 뒤틀림을 방지할 수 없다.
이와 같이 기판 가공 작업이 샤메기 작업에 종속되면 작업의 유연성과 효율성이 떨어질 수 밖에 없다.
뿐만 아니라, 기판을 레이저 등을 이용하여 가공해야 하기 때문에 기판의 뒤틀림을 방지하기 위한 공정이 복잡해진다.
대한민국 등록특허 10-1898309호(공개일: 2014.03.06.)
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 인쇄용 패턴이 형성되는 기판에 뒤틀림 방지용 구멍을 형성하지 않고도, 기판이 장력 차이에 따라 뒤틀리는 현상을 방지할 수 있는 인쇄용 마스크 지지 유닛과, 이러한 인쇄용 마스크 지지 유닛을 제조하는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 인쇄용 마스크 지지 유닛은, 사각 액자형의 프레임; 상기 프레임에 팽팽하게 당겨진 상태로 부착되는 망사; 및 상기 프레임의 중앙 부분에서 상기 망사에 부착되고, 인쇄용 패턴이 형성되는 기판을 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 망사가 상기 기판을 상/하 방향으로 당기는 장력과, 상기 망사가 상기 기판을 좌/우 방향으로 당기는 장력에 서로 차이가 나도록 구성된다.
상기 기판은 태양전지의 전면 전극을 인쇄하기 위한 것일 수 있다.
상기 망사가 상기 기판을 상/하 방향으로 당기는 장력은, 상기 망사가 상기 기판을 좌/우 방향으로 당기는 장력의 70% 이상 90% 이하로 구성될 수 있다.
상기 기판의 상측 에지와 상기 프레임의 사이, 및 상기 기판의 하측 에지와 상기 프레임의 사이에는 상기 망사가 절개된 부분을 포함할 수 있다.
이때, 상기 기판의 상측 에지와 상기 프레임의 사이에서 절개된 부분, 및 상기 기판의 하측 에지와 상기 프레임의 사이에서 절개된 부분은, 상기 기판의 가로 중심선을 기준으로 서로 대칭으로 구성될 수 있다.
상기 절개된 부분은 직선 형태로 구성되거나, 그 중심부가 상기 기판으로부터 멀어지는 방향으로 볼록한 반원 모양으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 절개된 부분은 연속적으로 형성될 수도 있고, 단속적으로 형성될 수도 있다.
상기 기판의 상측 에지와 하측 에지가 상기 망사에 부착되는 부분의 부착력은, 상기 기판의 좌측 에지와 우측 에지가 상기 망사에 부착되는 부분의 부착력과 다르게 구성될 수 있다.
이때, 상기 기판의 상측 에지와 하측 에지의 일부 또는 전부는 상기 망사에 부착되지 않도록 구성될 수 있다.
상기 상측 에지에서 상기 망사에 부착되지 않는 부분과, 상기 하측 에지에서 상기 망사에 부착되지 않는 부분은, 상기 기판의 가로 중심선을 기준으로 서로 대칭으로 구성될 수 있다.
상기 망사에 부착되지 않는 부분은 단속적으로 형성될 수도 있다.
본 발명에 따른 인쇄용 마스크 지지 유닛의 제조 방법은. 사각 액자형의 프레임에 팽팽하게 당겨진 망사를 부착하는 단계; 상기 망사의 중앙 부분에 기판을 부착하는 단계; 상기 망사의 안쪽 면 중 상기 기판에 대응하는 일정 영역의 망사를 커팅하여 제거하는 단계; 상기 기판의 상측 에지와 상기 프레임의 사이, 및 상기 기판의 하측 에지와 상기 프레임의 사이에서, 상기 망사의 일정 부분을 절개하는 단계; 레이저 절삭 공정을 통해 상기 기판에 태양전지의 전면전극 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 망사의 바깥 면에 상기 기판의 둘레를 따라 테이핑하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 인쇄용 마스크 지지 유닛의 제조 방법은. 사각 액자형의 프레임에 팽팽하게 당겨진 망사를 부착하는 단계; 상기 망사의 중앙 부분에 기판을 부착하는 단계; 상기 망사의 안쪽 면 중 상기 기판에 대응하는 일정 영역의 망사를 커팅하여 제거하는 단계; 레이저 절삭 공정을 통해 상기 기판에 태양전지의 전면전극 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 망사의 바깥 면에 상기 기판의 둘레를 따라 테이핑하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다. 이때, 상기 망사의 중앙 부분에 기판을 부착하는 단계는, 상기 기판의 상측 에지와 하측 에지의 일부 또는 전부가 상기 망사에 부착되지 않도록 구성되고, 상기 상측 에지에서 상기 망사에 부착되지 않는 부분과, 상기 하측 에지에서 상기 망사에 부착되지 않는 부분은, 상기 기판의 가로 중심선을 기준으로 서로 대칭으로 구성된다.
본 발명에 따르면, 인쇄용 마스크를 구성하는 기판을 상/하 방향에서 당기는 장력과 좌/우에서 당기는 장력을 서로 다르게 조절함으로써, 기판이 뒤틀려 우글쭈글해지는 현상을 방지할 수 있다.
특히, 인쇄용 패턴이 형성되는 기판을 뒤틀림 방지를 위해 추가적으로 훼손하지 않으므로, 매우 얇은 기판을 취약하게 만들지 않는다.
기판의 타공 작업과 관계없이 샤메기 작업에서 바로 뒤틀림 방지 공정이 이루어질 수 있다.
이에 따라, 작업의 유연성과 효율성을 저하시키지 않고도, 기판의 뒤틀림 형상을 더욱 확실하고 효율적으로 방지할 수 있다.
기판의 뒤틀림 현상을 방지함에 따라, 100㎛ 이하의 박형 기판에 대한 패턴 가공 시에도 균일한 미세 선폭 가공이 가능하게 된다.
도 1은 마스크를 구성하는 기판이 뒤틀려 우글쭈글해진 예,
도 2는 인쇄용 마스크 지지 유닛의 윗면과 아랫면을 보인 예,
도 3은 인쇄용 마스크 지지 유닛의 형태에 관한 구체적인 예,
도 4와 도 5는 뒤틀림 방지용 절개 부분이 형성되는 방향을 설명하는 예,
도 6은 뒤틀림 방지용 절개 부분의 다양한 실시예,
도 7은 기판과 망사의 부착력을 이용하여 뒤틀림을 방지하는 실시예,
도 8과 도 9는 본 발명에 따른 인쇄용 마스크 지지 유닛의 제조 방법에 관한 일 실시예,
도 10과 도 11은 본 발명에 따른 인쇄용 마스크 지지 유닛의 제조 방법에 관한 다른 실시예,
도 12는 본 발명에 따른 인쇄용 마스크 지지 유닛의 다양한 예이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 2는 인쇄용 마스크 지지 유닛(200)을 위에서 바라 본 예(윗면)와, 아래에서 바라 본 예(아랫면)를 나타낸 것으로서, 인쇄용 마스크 지지 유닛(200)은 기본적으로 프레임(210), 망사(220), 및 기판(230)을 포함하여 이루어진다.
망사(220)는 '샤'로 불리기도 하며, 팽팽하게 당겨진 상태를 유지하여 기판(230)을 지지한다. 망사(220)는 폴리에스테르, 스테인리스 강(stainless steel) 등 다양한 소재로 구성될 수 있다.
프레임(210)은 사각형의 액자 형태로 구성되고, 알루미늄이나 나무 등 다양한 소재와 크기로 제작될 수 있다. 프레임(210)에는 '샤메기'로도 불리는 견장 공정을 통해 팽팽하게 당겨진 망사가 부착되며(221), 팽팽하게 당겨진 망사(220)에 기판(230)이 부착된다.
기판(230)은 솔더크림 도포, 노광작업, 태양전지의 전극 인쇄 등을 위해 일정한 인쇄용 패턴에 따라 구멍이 형성되어 인쇄용 마스크를 구성하며, 금속, 폴리머, 플라스틱, 카본 등 다양한 재질로 이루어질 수 있다.
기판(230)은 프레임(210)의 중앙 부분에서 망사(220)에 부착된다.
구체적으로, 망사(220)의 바깥 면 중앙 부분에 기판(230)이 배치되고, 망사(220)의 안쪽 면에서 기판(230)의 가장자리를 따라 접착제(240)를 이용하여 고정되며, 망사(220)의 안쪽 면에서 기판(230)이 부착되어 있는 영역 중 가운데 부분의 망사를 커팅하여 제거한다.
즉, 에폭시 등의 접착제(240)를 이용하여 기판(230)을 망사(220)에 고정한 후, 접착제(240)로 둘러싸인 부분의 망사를 제거하면, 인장되어 있는 망사는 기판(230)의 각 방향으로 일정한 장력(tension)을 제공하여 기판(230)을 팽팽하게 당긴다. 망사(220)의 바깥 면은 기판(230)의 둘레를 따라 테이핑되고, 기판(230)에 필요한 인쇄용 패턴을 형성한 후, 페이스트를 이용하여 인쇄를 실행하게 된다.
도 3을 참조하여 인쇄용 마스크 지지 유닛(200)의 기본 형태를 살펴보자면, 망사(220)의 바깥 면이 기판(230)의 둘레를 따라 테이핑된 영역(223)이 나타나 있고, 참조부호 H는 프레임(210)의 x축 방향 중심선(y=0)을 나타내고, H'는 프레임(210)의 y축 방향 중심선(x=0)을 나타낸다.
또한, A_x는 프레임(210)의 가로 길이, A_y는 중심선 H로부터 프레임(210)의 세로 길이, B_x는 망사(223)의 가로 길이, B_y는 중심선 H로부터 망사(220)의 세로 길이, C_x는 기판(230)의 가로 길이, C_y는 중심선 H로부터 기판(230)의 세로 길이, D_x는 인쇄용 패턴(250)의 가로 길이, D_y는 중심선 H로부터 인쇄용 패턴(250)의 세로 길이이다.
이때, 'C_x < B_x ≤ A_x', 'D_x < C_x < B_x', '0 < D_x < C_x'의 관계에 있다. 기판(230)의 장력 유지를 위하여 C_x는 B_x보다 작아야 하며, 기판(230)의 면적은 망사(220) 면적의 90% 이하가 바람직하다.
또한, D_x는 균일한 인쇄를 위하여 C_x보다 작아야 하고, 인쇄용 패턴(250)의 면적은 기판(230) 면적의 50% 이하로 구성하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 인쇄용 마스크 지지 유닛(200)은 망사(220)가 기판(230)을 상/하 방향으로 당기는 장력과, 망사(220)가 기판(230)을 좌/우 방향으로 당기는 장력에 서로 차이가 나도록 구성된다.
이것은 팽팽한 망사(220) 위에 부착된 기판(230)이 뒤틀리지 않도록 하기 위한 것이다. 기판(230)이 뒤틀리는 현상은 기판(230)의 두께가 얇고 크기가 작을수록 발생하기 쉽다.
도 4를 참조하자면, 본 발명과 관련된 설명에서 스퀴지(140)의 이동 방향(인쇄 방향)이 좌/우 방향으로 정의된다.
예로서, 기판(230)이 태양전지의 전면 전극을 인쇄하기 위한 것일 때, 핑거 전극 개구부의 길이 방향을 좌/우 방향으로 정의할 수 있다. 이때, 핑거 전극 개구부의 길이 방향(좌/우 방향)에 수직인 방향이 상/하 방향으로 정의된다.
본 발명자는 망사(220)가 기판(230)을 상/하 방향으로 당기는 장력과, 망사(220)가 기판(230)을 좌/우 방향으로 당기는 장력에 서로 차이가 나도록 구성하여, 뒤틀리는 현상을 방지할 수 있음을 확인하였다.
구체적인 예로서, 기판(230)에 형성되는 인쇄용 패턴(250)이 태양 전지의 전면 전극을 인쇄하기 위한 패턴일 때, 기판(230)이 뒤틀리는 현상을 방지하기 위하여, 망사(220)가 기판을 상/하 방향으로 당기는 장력은, 망사(220)가 기판(230)을 좌/우로 당기는 장력의 50% 이상 99% 이하로 구성될 수 있으며, 70% 이상 90% 이하로 구성하는 것이 가장 바람직하다.
망사(220)가 기판(230)을 상/하 방향으로 당기는 장력과, 기판(230)을 좌/우로 당기는 장력에 서로 차이가 나도록 하는 방법은 다양하게 구성될 수 있다.
도 4 내지 도 6은 망사(220)가 기판(230)을 상/하 방향으로 당기는 장력과, 기판(230)을 좌/우 방향으로 당기는 장력에 서로 차이가 나도록 하는 제1실시예를 보인 것으로서, 기판(230)의 상측 에지와 프레임(210)의 사이, 및 기판(230)의 하측 에지와 프레임(210)의 사이에서 망사가 일정 부분 절개된다.
도 4와 도 5에는 설명의 이해를 돕기 위하여, 절개된 부분(261-1, 261-2)이 보이는 상태로 표시되었으나, 망사(220)가 테이핑 처리되었을 때, 절개된 부분(261-1, 261-2)은 테이핑 처리된 부분(223)에 의해 가려져서 실제로는 보이지 않는 상태일 수 있다.
절개는 좌/우 방향(핑거 전극 개구부의 길이 방향, 스퀴지의 이동 방향)으로 이루어진다.
이와 같이 기판(230)의 상측 에지와 프레임(210)의 사이, 및 기판(230)의 하측 에지와 프레임(210)의 사이를 일정 길이만큼 절개하여(261-1, 261-2), 망사(220)가 기판(230)을 상/하 방향으로 당기는 힘을 줄임으로써, 기판(230)이 뒤틀리는 현상을 방지할 수 있다.
절개되는 부분(261-1, 261-2)의 위치, 길이, 모양, 폭 등은 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
도 4와 도 5에는 단속적으로 절개되는 실시예가 도시되어 있으나, 도 6에 도시된 바와 같이, 연속적인 직선의 형태(6a), 단속적인 직선의 형태(6b), 볼록한 반원 형태(6c) 등 절개 부분은 다양하게 구성될 수 있다.
기판(230)의 상측 에지와 프레임(210)의 사이에서 절개되는 부분(261-1)과, 기판(230)의 하측 에지와 프레임(210)의 사이에서 절개되는 부분(261-2)은 기판(230)의 가로 중심선 H를 기준으로 서로 대칭으로 구성될 수 있다.
도 5를 참조하자면, 절개되는 부분(261-1, 261-2)이 직선 형태로 이루어질 때, 절개되는 부분의 전체 길이 M_x는 '0 < M_x ≤ D'이고, 중심선 H로부터 절개되는 부분까지의 거리 M_y는 'C_y < M_y < B_y'의 관계에 있도록 구성될 수 있다. 여기서, 'D'는 인쇄용 패턴이 형성되는 영역의 가로 길이이다.
절개되는 부분(261-1, 261-2)이 단속적으로 절개될 때, 절개되는 부분의 개수, 절개되는 부분과 절개되지 않는 부분의 길이, 절개되는 부분 사이의 간격 등은 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있으며, 절개되는 부분의 길이가 모두 같아야 하는 것은 아니다.
즉, 단속적으로 절개되는 부분의 형태는 장력의 균형을 맞추기 위하여 다양하게 구성될 수 있다.
도 6b에 도시된 예를 참조하자면, 각 절개 부분의 길이(J)는 '0 < J < D/2'이고, 절개 부분 사이의 간격(K)은 '0 < K ≤ 10mm'로 구성될 수 있다.
또한, 도 6c에 도시된 예와 같이, 단속적으로 절개된 부분은 그 중심부가 기판(230)으로부터 멀어지는 방향으로 볼록한 반원 모양이 되도록 구성할 수 있다.
여기서, 반원 모양의 지름을 L이라고 할 때, L은 인쇄용 패턴이 형성되는 영역의 가로 길이(D) 이하로 구성되고, 볼록한 부분의 최대 높이(L')는 L/2가 되도록 구성될 수 있다. 즉, '0 < L ≤ D', '0 < L' ≤ L/2'의 관계에 있도록 구성될 수 있다.
도 7은 망사(220)가 기판(230)을 상/하 방향으로 당기는 장력과, 좌/우로 당기는 장력에 서로 차이가 나도록 하는 제2실시예를 보인 것으로서, 기판(230)의 상측 에지와 하측 에지가 각각 망사(220)에 부착되는 부분의 부착력이, 좌측 에지와 우측 에지가 망사(220)에 부착되는 부분의 부착력과 다르게 구성된다.
도 7은 인쇄용 마스크 지지 유닛(200)을 아래에서 바라본 예를 나타낸 것으로서, 기판(230)의 상측 에지와 하측 에지의 일부 또는 전부가 망사(220)에 부착되지 않도록 구성된다. 즉, 기판(230)의 상측 에지와 하측 에지에서 망사(220)에 부착되지 않는 부분(241-1, 241-2)에는 접착제가 도포되지 않는다.
기판(230)의 상측 에지에서 망사(220)에 부착되지 않는 부분(241-1)과, 하측 에지에서 망사(220)에 부착되지 않는 부분(241-2)은, 기판(230)의 가로 중심선 H를 기준으로 서로 대칭으로 구성될 수 있다.
도 7에서 E_w는 접착제의 폭, E_y는 중심선 H를 기준으로 한 접착제의 세로 길이, F_x는 접착제가 없는 영역의 가로 길이, G는 접착제와 프레임 사이의 세로 길이이다. 구체적인 예로서, 0 < E_w ≤ 50mm, D_y < E_y ≤ C_y, 0 < F_x ≤D_x, C_y ≤ G ≤ B_y로 구성될 수 있다.
도 7에는 기판(230)의 상측 에지와 하측 에지에 각각 세로 중심선 H'로부터 좌/우로 일정 거리만큼 접착제가 도포되지 않은 영역(F_x)이 하나 형성된 예가 도시되어 있지만, 접착제가 도포되지 않는 둘 이상의 영역이 단속적으로 형성될 수도 있다.
단속적으로 형성되는 접착제가 도포되지 않는 부분의 개수, 간격, 길이 등은 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있으며, 단속적인 부분의 길이가 모두 같아야 하는 것도 아니다.
접착제가 도포되지 않는 부분의 형태는 장력의 균형을 맞추기 위하여 다양하게 구성될 수 있다. 이와 같이 접착제가 도포되지 않는 영역을 둠으로써, 부착력을 조절하여, 기판(230)의 뒤틀림 현상을 방지할 수 있다.
하나의 실험으로서, 본 발명에 따라 장력 조절이 이루어지지 않은 임의의 인쇄용 마스크 지지 유닛을 텐션 게이지로 측정한 결과, 기판에 작용하는 좌/우 방향 장력(T_x)과 상/하 방향 장력(T_y)은 각각 38N/cm이었다.
이 인쇄용 마스크 지지 유닛에서 망사를 본 발명의 제1 실시예에 따라 인쇄용 패턴의 가로 길이 만큼 절개하였을 때, T_x는 38N/cm에서 유의적인 차이가 없었으나, T_y는 28N/cm로 감소하였으며, 태양전지의 전면 전극을 인쇄한 전/후에 걸쳐 뒤틀림이 일어나지 않음을 확인하였다.
그러나, 절개가 충분히 이루어지지 않아 기판에 작용하는 상/하 방향 장력이 좌/우 방향 장력의 90% 이상이면, 기판의 뒤틀림이 충분히 해소되지 않을 수 있음이 확인되었다.
또한, 절개가 너무 과도하게 이루어져 기판에 작용하는 상/하 방향 장력이 좌/우 방향 장력의 60% 이하이면, 기판의 뒤틀림 해소를 넘어 기판이 처지는 현상이 발생할 수 있음이 확인되었다.
즉, 망사(220)가 기판(230)을 상/하 방향으로 당기는 장력은 좌/우로 당기는 장력의 70% 이상 90% 이하로 구성하는 것이 바람직하다.
한편, 인쇄용 마스크에 사용되는 기판(230)의 재질, 두께, 크기 등은 다양하게 구성될 수 있다.
구체적인 예로서, 기판(230)이 뒤틀리는 현상이 기판(230)의 크기와 두께에 따라 잘 나타날 수 있는 특성이라는 점을 고려할 때, 본 발명은 기판(230)의 가로 에지 길이가 600mm 이하, 세로 에지 길이가 800mm 이하, 두께가 100μm 일 때 더욱 효과적으로 적용될 수 있다.
도 8과 도 9를 참조하여, 본 발명에 따른 인쇄용 마스크 지지 유닛의 제조 방법에 관한 일 실시예를 설명하기로 한다.
먼저, 사각 액자형의 프레임에 팽팽하게 당겨진 망사를 부착한다(S311).
즉, 견장 장치(도시되지 않음)를 통해 망사(220)를 사방에서 잡아당겨 일정한 장력(tension)을 갖도록 하고, 망사(22)를 접착제를 이용하여 프레임(210)에 접착 고정한다(9a, 9b).
그리고, 망사(220)의 중앙 부분에 기판(230)을 부착한다(S312).
즉, 프레임(210)의 윗면에 배치된 팽팽한 망사(220)의 중앙부에 기판(230)을 임시로 고정하고(9c), 프레임(210)의 아랫면에서 기판(230)의 테두리 부분을 망사(220)와 본딩하여 완전히 부착한다(9d).
이제 프레임(210)의 아랫면에서 망사(220)의 안쪽 면 중 기판(230)에 대응하는 일정 영역, 즉 접착제(240)로 둘러싸인 영역에 있는 망사 부분을 커팅하여 제거한다(S313)(9e).
그리고, 기판(230)의 상측 에지와 프레임(210)의 사이, 및 하측 에지와 프레임(210)의 사이에서 망사(220)의 일정 부분을 절개한다(S314)(9f).
단계 S314에서 절개되는 부분(261-1, 261-2)의 위치, 길이, 모양, 폭 등은 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 연속적인 직선의 형태, 단속적인 직선의 형태, 볼록한 반원 형태 등 다양하게 구성될 수 있다. 또한, 절개된 부분은 연속적으로 형성되거나, 또는 단속적으로 형성될 수도 있다. 절개되는 부분에 관해서는 위에서 상세히 설명된 바 있으므로, 중복 설명은 생략하기로 한다.
이제 레이저 절삭 공정을 통해 기판(230)에 태양전지의 전면전극 패턴을 형성한다(S315, 9g).
그리고, 망사(220)의 바깥 면 둘레를 따라 테이핑하여, 전면전극 패턴 이외의 부분에서 페이스트가 새지 않도록 처리한다(S316, 9h).
망사(223)의 일정 부분을 절개하는 실시예와 관련하여, 도 12a는 단속적으로 절개된 모습의 예, 도 12b는 반원형으로 절개된 모습의 예, 도 12c는 직선으로 연속적으로 절개된 예를 나타낸 것이다.
도 10과 도 11을 참조하여, 본 발명에 따른 인쇄용 마스크 지지 유닛의 제조 방법에 관한 또 다른 실시예를 설명하기로 한다.
먼저, 사각 액자형의 프레임에 팽팽하게 당겨진 망사를 부착한다(S331).
즉, 견장 장치(도시되지 않음)를 통해 망사(220)를 사방에서 잡아당겨 일정한 장력(tension)을 갖도록 하고, 망사(22)를 접착제를 이용하여 프레임(210)에 접착 고정한다(11a, 11b).
그리고, 망사(220)의 중앙 부분에 기판(230)을 부착한다(S332).
즉, 프레임(210)의 윗면에 배치된 팽팽한 망사(220)의 중앙부에 기판(230)을 임시로 고정하고(11c), 프레임(210)의 아랫면에서 기판(230)의 테두리 부분을 망사(220)와 본딩하여 완전히 부착한다(11d).
이때, 기판(230)의 좌측 에지와 우측 에지는 모든 영역에서 부착하지만, 상측 에지와 하측 에지의 적어도 일부(241-1, 241-2)는 망사(220)에 부착되지 않도록 처리한다. 즉, 기판(230)의 상측 에지와 하측 에지에서 적어도 일부분에는 접착제가 도포되지 않는다.
이것은 기판(230)에 미치는 상/하 방향과 좌/우 방향에서의 장력을 차등적으로 조절하기 위한 것이다.
기판(230)의 상측 에지와 하측 에지에서 접착제가 도포되지 않는 부분은 단속적으로 이루어질 수도 있다. 즉, 접착제가 도포되는 부분과 접착제가 도포되지 않는 부분이 교대로 나타날 수 있다.
접착제가 도포되지 않는 부분을 단속적으로 구성할 때, 접착제가 도포되지 않는 부분의 전체 길이, 개수, 간격 등은 장력의 균형을 맞추기 위하여 다양하게 구성될 수 있으며, 개별 부분의 길이가 모두 같아야 하는 것도 아니다.
이제 프레임(210)의 아랫면에서 망사(220)의 안쪽 면 중 기판(230)에 대응하는 일정 영역, 즉 접착제(240)로 본딩된 영역의 내부에 있는 망사 부분을 커팅하여 제거한다(S333)(11e).
그리고, 레이저 절삭 공정을 통해 기판(230)에 태양전지의 전면전극 패턴을 형성하고(S334, 11f). 망사(220)의 바깥 면 둘레를 따라 테이핑하여, 전면전극 패턴 이외의 부분에서 페이스트가 새지 않도록 처리한다(S335, 11g).
도 12d는 기판(230)의 상측 에지와 하측 에지의 전부를 망사(220)에 부착하지 않는 예를 도시한 것이다. 그러나, 기판(230)의 상측 에지와 하측 에지에서 망사(220)와 접착되지 않는 부분의 형태, 길이, 개수, 간격 등은 장력의 균형을 맞추기 위하여 다양하게 구성될 수 있는 것이다.
상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.
140: 스퀴지
200: 인쇄용 마스크 지지 유닛
210: 프레임
220: 망사
223: 테이핑되는 부분
230: 기판
240: 접착제
250: 인쇄용 패턴
261-1, 261-2: 절개되는 부분
241-1, 241-2: 접착제가 도포되지 않는 부분

Claims (13)

  1. 사각 액자형의 프레임;
    상기 프레임에 팽팽하게 당겨진 상태로 부착되는 망사; 및
    상기 프레임의 중앙 부분에서 상기 망사에 부착되고, 인쇄용 패턴이 형성되는 기판을 포함하며,
    상기 망사가 상기 기판을 상/하 방향으로 당기는 장력과, 상기 망사가 상기 기판을 좌/우 방향으로 당기는 장력에 서로 차이가 나도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인쇄용 마스크 지지 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 망사가 상기 기판을 상/하 방향으로 당기는 장력은, 상기 망사가 상기 기판을 좌/우 방향으로 당기는 장력의 70% 이상 90% 이하인 것을 특징으로 하는 인쇄용 마스크 지지 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 태양전지의 전면 전극을 인쇄하기 위한 것으로서, 핑거 전극 개구부의 길이 방향이 좌/우 방향인, 인쇄용 마스크 지지 유닛.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 상측 에지와 상기 프레임의 사이, 및 상기 기판의 하측 에지와 상기 프레임의 사이에, 상기 망사가 절개된 부분을 포함하고,
    상기 기판의 상측 에지와 상기 프레임의 사이에서 절개된 부분, 및 상기 기판의 하측 에지와 상기 프레임의 사이에서 절개된 부분은, 상기 기판의 가로 중심선을 기준으로 서로 대칭인 것을 특징으로 하는 인쇄용 마스크 지지 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 절개된 부분은 직선 형태로 구성되고,
    그 길이는 상기 인쇄용 패턴이 형성되는 영역의 가로 길이 이하인 것을 특징으로 하는 인쇄용 마스크 지지 유닛.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 절개된 부분은 직선 형태이고, 단속적으로 형성되며,
    그 길이는 상기 인쇄용 패턴이 형성되는 영역의 가로 길이 이하이고, 절개된 부분 사이의 간격은 10mm 이하인 것을 특징으로 하는 인쇄용 마스크 지지 유닛.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 절개된 부분은 그 중심부가 상기 기판으로부터 멀어지는 방향으로 볼록한 반원 모양이고, 단속적으로 형성되며,
    상기 반원 모양의 지름을 L이라고 할 때, L은 상기 인쇄용 패턴이 형성되는 영역의 가로 길이 이하이고, 상기 볼록한 부분의 최대 높이는 L/2 이하인 것을 특징으로 하는 인쇄용 마스크 지지 유닛.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 상측 에지와 하측 에지가 상기 망사에 부착되는 부분의 부착력은, 상기 기판의 좌측 에지와 우측 에지가 상기 망사에 부착되는 부분의 부착력과 다르게 구성되는 것을 특징으로 하는 인쇄용 마스크 지지 유닛.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판의 상측 에지와 하측 에지의 일부 또는 전부는 상기 망사에 부착되지 않도록 구성되고,
    상기 상측 에지에서 상기 망사에 부착되지 않는 부분과, 상기 하측 에지에서 상기 망사에 부착되지 않는 부분은, 상기 기판의 가로 중심선을 기준으로 서로 대칭인 것을 특징으로 하는 인쇄용 마스크 지지 유닛.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 망사에 부착되지 않는 부분은 단속적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄용 마스크 지지 유닛.
  11. 사각 액자형의 프레임에 팽팽하게 당겨진 망사를 부착하는 단계;
    상기 망사의 중앙 부분에 기판을 부착하는 단계;
    상기 망사의 안쪽 면 중 상기 기판에 대응하는 일정 영역의 망사를 커팅하여 제거하는 단계;
    상기 기판의 상측 에지와 상기 프레임의 사이, 및 상기 기판의 하측 에지와 상기 프레임의 사이에서, 상기 망사의 일정 부분을 절개하는 단계;
    레이저 절삭 공정을 통해 상기 기판에 태양전지의 전면전극 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 망사의 바깥 면에 상기 기판의 둘레를 따라 테이핑하는 단계를 포함하는, 인쇄용 마스크 지지 유닛의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 절개되는 부분은 연속적으로 형성되거나, 또는 단속적으로 형성되고,
    그 양 말단 사이의 길이는 상기 인쇄용 패턴이 형성되는 영역의 가로 길이 이하인 것을 특징으로 하는 인쇄용 마스크 지지 유닛의 제조 방법.
  13. 사각 액자형의 프레임에 팽팽하게 당겨진 망사를 부착하는 단계;
    상기 망사의 중앙 부분에 기판을 부착하는 단계;
    상기 망사의 안쪽 면 중 상기 기판에 대응하는 일정 영역의 망사를 커팅하여 제거하는 단계;
    레이저 절삭 공정을 통해 상기 기판에 태양전지의 전면전극 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 망사의 바깥 면에 상기 기판의 둘레를 따라 테이핑하는 단계를 포함하여 이루어지고,
    상기 망사의 중앙 부분에 기판을 부착하는 단계는, 상기 기판의 상측 에지와 하측 에지의 일부 또는 전부가 상기 망사에 부착되지 않도록 구성되고,
    상기 상측 에지에서 상기 망사에 부착되지 않는 부분과, 상기 하측 에지에서 상기 망사에 부착되지 않는 부분은, 상기 기판의 가로 중심선을 기준으로 서로 대칭인 것을 특징으로 하는, 인쇄용 마스크 지지 유닛의 제조 방법.
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