KR910007061B1 - 금속스텐실상의 디자인 패턴의 제공방법 및 패턴형성 가능한 피복층을 갖는 금속스텐실 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

금속스텐실상의 디자인 패턴의 제공방법 및 패턴형성 가능한 피복층을 갖는 금속스텐실

제1도는 소정의 패턴이 제공되는 스크린 프린팅용 금속스텐실의 단면도.

제2도는 패턴형성 가능한 피복층에 소정의 패턴을 형성하기 위한 방법을 수행하는 장치의 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 스텐실용 물질 2, 7 : 브리지(Bridge)

3 : 레지스트(Resist) 4 : 레지스트가 제거된 영역

5, 6 : 개구부(Opening) 20 : 스크린 프린팅을 위한 스텐실

21 : 굴대(Shaft) 22 : 베어링

23 : 구동부 24 : 레이저빔

25 : 레이저장치 26 : 지지장치

27 : 축(Axis) 28 : 제어장치

29,30 : 고정수단

본 발명은 소정 패턴에 따라 고에너지의 빔을 방사하는 처리를 패턴형성 가능한 피복층에 부분적 처리를 함으로써 피복층의 부분이 제거됨에 의해 패턴형성 가능한 피복층이 제공된 스크린 프린팅용 금속스텐실(stencil) 및 그러한 스텐실상에 디자인 패턴을 제공하는 방법에 관한 것이다.

스크린 프린팅용 스텐실의 표면에 제공된 피복층(covering layer)에 있어서 소정의 패턴을 제공하는 방법은 독일민주공화국(동독)의 특허명세서 제241567호에 의해서 공지되어 있는바, 프린팅 매개물에 대하여 침투성이 있는 소정의 패턴이 미리 결정된 패턴에 따라 레지스트층(resist layer)에 형성되도록 하는 방법으로 레이저빔을 프로그램식으로 제어하여 전술한 패턴을 형성토록 한 것이다.

그러한 종래의 방법을 사용함으로써 스크린 프린팅용 스텐실상에 제공된 레지스트층에 재생가능한 방식으로 소정의 패턴을 형성하는 것이 가능하다. 그러나 상기 방법은 그러한 방법을 사용하여 형성된 패턴의 모서리의 날카로움이 소망하는 바 그대로는 되지 않는 결점이 있다. 특히, 패턴화된 레지스트층이 스텐실의 눈금구멍(perforation)이 형성된 위치에서 그 레지스트물질의 일부는 상기 눈금구멍에서 제거되어져야 하는 반면 그 나머지부분은 남아있어야 하는 경우에, 그 전체 레지스트층이 상기 눈금구멍으로부터 제거되는 것이 일반적으로 인식되어지고 있다. 전술한 바와 같이 레지스트층이 완전히 제거되기 때문에, 그러한 스텐실을 사용하여 프린팅을 할 때에는 패턴의 모서리부에서 톱니효과(serration effect)가 발생되어 상당한 정도의 해상도 손실이 인식되며, 특히 매우 섬세한 패턴을 형성하고자 할 때는 그러한 효과는 프린팅 과정의 궁극적인 목적 달성에 극히 불리한 것이다.

따라서 본 발명은 전술한 결점을 해소할 수 있는 것으로서, 금속분말(metal powder)이 섞여진 소정의 레지스트물질로부터 상기 패턴형성이 가능한 피복층이 형성되도록 한 것이다.

스텐실의 구멍으로부터 레지스트층이 부분적으로 제거되지 못하고 전술한 바와 같이 완전히 제거되는 것은 당해 레지스트층의 열전도율이 부족한 결과임이 발견되었다.

고에너지의 빔 방사로부터 생기는 높은 에너지 때문에 레지스트층의 국부적 연소 및 변환 또는 레지스트층의 국부적 연소나 변환이 빔의 표적부위에 한정되어 있지 못하고 레지스트층이 고전도성의 금속에 의해 지지되어 있는 부위까지 상기의 효과로 인해 확장된다.

그러므로 금속분말을 레지스트층에 혼합하여 열전도성을 증가함으로써 과잉에너지가 하부에 있는 금속스텐실까지 용이하게 확산되게 하여 연소 또는 변환 현상이 방사빔의 표적에 한정되는 결과로 목적이 달성된다. 본 발명에서 레지스트의 제거는 레지스트층 물질의 직접제거, 예를 들면 연소나 증발을 의미하는 것이다. 여전히 남아있을 수 있는 여분의 물질은 기계적 또는 압축공기수단으로 추가하여 제거될 수 있다.

특히 본 발명에 따른 방법에서 사용되는 레지스트물질은 고에너지 방사로써 처리되기 전 또는 후에 큐어링(curing)된 레지스트물질을 포함하는 하나 또는 다수의 성분들이다. 고에너지 방사의 소스로서는 주로 레이저가 사용될 것이나, E-빔 또는 이온-빔이 사용될 수도 있다.

별도의 열처리를 함으로써 큐어링이 이루어질 수가 있으며, 방사빔에 의해 소비되는 열의 결과로서 큐어링이 이루어 지도록 혼합물(composition)이 선택될 수 있고, 방사빔에 의한 상기 열은 사용되는 레지스트물질의 고전도성에 기인하여 패턴형성 가능한 피복층을 통해 퍼지게 된다.

디자인 패턴을 제공하기 위한 양호한 방법은 전기도금조에서 금속층이 패턴형성용 피복층에 전기분해도금방법으로 부착되도록 사용된 레지스트물질내에 금속분말을 혼합시키는 것이다.

어떤 경우, 예를들어 장시간 프린팅을 할 때 또는 연마성이 강하거나 파괴성이 강한 프린팅 페이스트(paste)를 사용하여 프린팅을 할 때 또는 연마성이 강하거나 파괴성이 강한 프린팅 페이스트를 사용하여 장시간 프린팅을 할 때, 패턴형성 공정후의 패턴을 금속으로 도포하는 것이 극히 유리할 수 있다. 그러한 금속도포는 전해도금 공정이 사용되는 것이 편리하다. 그러한 이점을 가지고 있는 이유 때문에 레지스트물질의 금속혼합 백분율은 높은데, 예를들면 라카와 금속의 전체중량에 대해 적어도 55%로 높다.

만약 금속혼합 백분율이 너무 낮다면 레지스트의 표면은 니켈이나 구리를 사용한 무전해도금(electroless plating)으로 전기적 도체로 될 수 있다. 그러한 제1공정후 전기도금방법을 사용하여 나머지 두께를 도금 할 수 있다.

상기 피복층 물질은 금속분말이 충분한 정도로 혼합됨으로써 전기도금이 가능하게 되고, 결과적으로 피복층의 기계적 내구성 및 내부식성이 상당히 증진될 수 있을 뿐만 아니라, 소정의 적용시 최적상태로 선택될 수가 있다.

본 발명에 따른 방법에 있어서 레지스트 표면의 도금이 요망된다면, 상기 표면은 탈지처리(degreasing)또는 일반적으로 활성화 공정(activation step)과 같은 선행처리가 행하여 질 것이다.

피복층의 금속분말은, 예를들어 아연, 구리, 니켈, 철 또는 이러한 금속물질들의 하나 또는 다수의 합금으로 이루어질 수 있다.

또한 본 발명은 소정 제어방식으로 피복층을 고에너지의 빔방사 처리를 함으로써 소정 패턴이 형성될 수 있는 스크린 프린팅용 금속스텐실에 관한 것으로 패턴형성 가능한 피복층이 금속분말이 혼합된 레지스트물질로 구성됨을 특징으로 한다.

금속스텐실 그 자체는 충진된 매트릭스(matrix), 즉 절연물질로 충진된 리세스(recess)를 가지는 금속판 또는 맨드릴(mandrel)상에 금속을 전기도금함으로써 된 스크린이다. 금속을 도금할시 충진된 리세스에 대응하는 부위에 개구를 가지면서 스크린물질이 형성된다. 스크린에 도금된 금속은 주로 니켈이지만 철, 구리 또는 금속들의 합금과 같은 다른 금속들이 또한 선택될 수 있다.

사용된 레지스트의 혼합물은 아연, 구리, 니켈 및 이들 금속들의 하나 또는 다수의 합금으로부터 선택된 금속분말이다. 가장 양호한 효과를 획득하기 위해서는, 적어도 상기 채워진 레지스트물질의 열전도율이 금속스텐실에 사용된 금속의 열전도율과 가능한 한 근접하도록 상기 레지스트물질의 금속분말 혼합 백분율이 선택된다. 대부분의 경우에 있어서, 전체 중량에 대해 적어도 25%의 혼합비율이 사용될 것이다. 높은 열전도율에 부가하여 상기 레지스트물질의 전기도금이 또한 가능하게 되려면, 적어도 대략 55%의 혼합 비율이 바람직하다.

사용되는 레지스트물질에 관하여는 어떠한 특정의 제한은 없다. 스텐실의 표면에 얇고 균일한 층으로 제공될 수 있고, 충분한 량의 금속분말을 가질 수 있고 사용중에 금속물질 현탁(suspended)상태로 유지되는 레지스트물질이라면 어느 종류도 사용될 수 있다. 예를 들어, 극미세(microfine)의 아연분말이 혼합된 알키드(alkyd)수지류가 매우 적당한 것으로 발견되었고, 또한 에폭시(epoxy)수지도 매우 유용한 것처럼 보인다.

상기 스텐실물질에 레지스트를 도포하는 것은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 알려져 있는 여러 가지의 방식으로 실시될 수 있는 것이다. 스퀴지(squeegee)가 종종 사용되고 있으나, 분무 또는 담금질(dipping)방식도 또한 충분히 가능하다. 피복후에 필요하다면, 건조 및/또는 큐어링 공정이 수행된다. 여기에 사용된 수지는 전술한 바와 같은 하나 또는 다수의 성분으로 되어 있어도 좋다. 또한, 하나의 가능한 성분은 주위 습기의 작용으로 큐어링 될 수 있는 이소시안산염(isocyanate)류의 라카와 같은 수지이다.

이하, 본 발명을 첨부도면에 의거하여 상술한다. 제1도는 소정의 패턴이 제공된 스크린 프린팅을 위한 금속스텐실에 있어서의 단면도이고, 제2도는 패턴 가능한 피복층에 소정의 패턴을 형성하기 위한 방법을 수행하는 장치의 구성도이다.

제1도를 참조하면, 스크린 프린팅을 하기위한 스텐실용 물질(1)은 피복층(3)에 의해 도포된 브리지(2)와 레지스트(3)가 제거되어 있는 영역(4)를 구비하는 도면을 나타내고 있다. 상기 영역(4)에서 레지스트(3)는 브리지(7)와 개구부(6)에서 완전히 제거되어 있지만, 반면에 레지스트(3)의 일부는 개구부(5)에 남겨져 있다. 이러한 결과는 방사빔, 예를들어 스크린 프린팅을 위한 스텐실용 물질에 존재하는 개구부보다 상당히 작은 직경을 갖는 레이저빔을 사용함으로써 달성된다. 이 경우에서 사용된 스크린은 니켈로 된 스크린으로서, 80 내지 500메시(인치당 80-500라인의) 또는 그이상의 세밀도를 가지며, 그 두께는 75-200㎛이 될수 있다.

또한 상기 스크린은 원통형이고 이음매가 없거나 또는 평평한 것일 수 있다.

제2도를 참조하면, 소정의 패턴을 갖는 스크린 프린팅용 원통형 스텐실을 제공하는 구성을 나타내고 있다. 스크린 프린팅용 스텐실(20)은 수단(29,30)의 보조에 의해 클램프되고, 구동부(23)수단으로 베어링(22)상에서 회전가능한 굴대(21)에 고정된다. 레이저장치(25)는 회전하는 스텐실의 표면에 레이저빔(24)을 향하게 하고, 지지장치(26)는 축(27)을 따라 균일한 속도로 이동되어 상기 스텐실상에 레이저빔의 나선형 행로가 이루어지도록 한다. 또한 상기 레이저빔의 에너지주입에 관한 정보는 상기 지지장치(26)에 연결된 개략적으로 도시된 제어장치(28)에 의해 제공되게 함이 필요하다.

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 금속분말이 많이 혼합된 피복층 물질을 사용함으로써 고도를 정밀한 패턴의 형성이 실현될 수 있다. 특히 상기 방사빔이 적절한 작은 직경의 것이 제공된다면, 상기 개구부에 남아 있어야 하는 레지스트부위에 조금이라도 영향을 미침이 없이, 그리고 그러한 레지스트부위의 내구성(resistance)에 두드러진 감소가 없이 상기 스텐실물질의 개구부의 일부로부터만 상기 피복층을 제거할 수가 있게 된다. 본 발명에 따르면, 이러한 양호한 결과는 특히, 그 금속분말이 혼합된 레지스트층의 열전도율이 사용된 스크린 프린팅용 금속스텐실의 열전도율과 거의 일치할 때 달성될 것이다.

Claims (11)

1. 패턴형성 가능한 피복층이 제공된 스크린 프린팅용 금속스텐실상에 소정 패턴에 따라 상기 피복층의 일부가 제거되도록 고에너지 빔방사 처리를 국부적으로 행함으로서 디자인 패턴을 제공하는 방법에 있어서, 금속분말이 혼합된 레지스트물질이 패턴형성 가능한 피복층(3)을 형성하기 위한 물질로서 사용됨을 특징으로 하는 스크린 프린팅용 금속스텐실상의 디자인 패턴 제공방법.
2. 제1항에 있어서, 사용되는 상기 레지스트물질이 고에너지 방사로써의 처리전 또는 후에 큐어링되는 레지스트물질로 이루어진 하나 또는 다수의 성분임을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 사용된 상기 레지스트물질에 혼합된 금속분말은 전기분해도금조에 있는 상기 패턴형성 가능한 피복층(3)에 전기분해에 의해서 소정의 금속층이 부착될 수 있도록 선택된 것임을 특징으로 하는 방법.
4. 제3항에 있어서, 금속분말이 혼합된 레지스트물질로 구성된 상기 패턴 가능한 피복층이 전기도금되기 전에 탈지처리, 활성화등과 같은 선행처리가 행하여 짐을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 패턴형성 가능한 피복층(3)은 아연, 구리, 니켈 및 철 또는 이들의 하나 또는 다수의 합금으로부터 선택된 금속분말이 혼합된 레지스트물질을 사용함으로써 형성됨을 특징으로 하는 방법.
6. 소정의 피복층을 소정의 제어방식에 따라 빔형태의 고에너지 방사를 행함으로써 소정의 패턴이 형성되도록 한 패턴 형성 가능한 상기 피복층으로 도포된 스크린 프린팅용 금속스텐실에 있어서, 상기 패턴형성 가능한 피복층(3)은 금속분말이 혼합된 소정의 레지스트물질로 이루어짐을 특징으로 하는 금속스텐실.
7. 제6항에 있어서, 상기 레지스트물질은 하나 또는 다수의 성분으로 이루어진 물질임을 특징으로 하는 금속스텐실.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 레지스트물질이 아연, 구리 , 니켈 및 이들 금속의 하나 또는 다수의 합금으로부터 선택된 금속분말로 혼합된 것임을 특징으로 하는 금속 스텐실.
9. 제6항에 있어서, 금속분말의 혼합 백분율은 상기 피복층의 열전도율이 스텐실이 만들어지는 금속의 열전도율과 거의 일치하도록 선택됨을 특징으로 하는 금속스텐실.
10. 제9항에 있어서, 상기 레지스트물질은 전체 혼합물의 중량에 대해 적어도 25%의 백분율로 금속분말이 혼합됨을 특징으로 하는 금속스텐실.
11. 제10항에 있어서, 상기 레지스트물질은 전체 혼합물의 중량에 대해 적어도 55%의 금속분말로 혼합됨을 특징으로 하는 금속스텐실.

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