WO2019088355A1 - 전주도금을 이용한 3차원 형상의 금속 마스크 제조방법 - Google Patents

전주도금을 이용한 3차원 형상의 금속 마스크 제조방법 Download PDF

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WO2019088355A1
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plating
plate
mask
metal
concave
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PCT/KR2017/014861
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Inventor
이해식
홍오원
배성렬
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(주) 영진아스텍
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    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00—Electroforming
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00—Electroforming
    • C25D1/10—Moulds; Masks; Masterforms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a three-dimensional metal mask using electroforming (electroplating), and more particularly to a COB substrate for surface mounting or a bending (concave or convex)
  • the present invention relates to a method of manufacturing a three-dimensional electroformed metal mask used for solder paste printing on a lead frame having a lead frame.
  • solder paste Is a surface mount technology (SMT).
  • SMT surface mount technology
  • This surface mount technology is applied to a metal mask (metal mask) which forms openings for pads (apertures) in accordance with various pad shapes on a printed circuit board constituted by pads and resistors Mask), and a solder cream called solder paste is pushed through the space between the mask and the PCB into the aperture with appropriate pressure applied to the pad of the PCB substrate Only the necessary amount of paste is applied.
  • the pads are transported by reflow soldering openings of ICs and other microelectronic components attached to the respective pads on the substrate, and soldering is performed by applying heat above the paste melting temperature. Since the amount of printed solder paste versus the area ratio of the substrate pad is determined by the area ratio of the metal mask openings, the dimensional accuracy of the metal mask, the location accuracy, and the dropout of the sidewall of the aperture It is very important in surface mount print quality.
  • a metal mask means a thin metal sheet (thickness 20-100 mu m) for printing solder paste, and the role of the methyl mask is to apply a certain amount of solder paste to a precise location on a PCB substrate pad.
  • a CAM data is directly processed by using a laser on a metal plate (mainly a stainless steel (SUS) plate) to directly form an opening, or a photoresist such as a photolithography process is applied to a metal plate, After exposure through a mask to form and develop the pattern, the opening was chemically formed by photoetching.
  • patterning is performed by a photolithography process on a plate such as a glass plate or a metal plate, and then a thin metal film is formed by vacuum deposition (electroplating) or electroplating (electroplating).
  • the opening of the metal plate is melted by heat due to the laser processing by the high heat due to the laser characteristic, and the portion where the laser is machined is twisted (twisted)
  • the surface of the opening portion through which the laser penetrates is rough and the burr remains in the lower portion of the opening portion and the surface of the opening portion is not constant and smooth so that the releasing property of the solder paste after the surface treatment such as electro polishing is not excellent,
  • PCB printed circuit board
  • the surface of the opening and the wall of the opening are chemically etched, so that the surface of the opening is soft and clean, so that the surface quality is excellent.
  • the pressure spraying from the top and bottom of the metal plate above and below the metal plate during photolithography Has an hourglass shape characteristic, which causes fine interference during solder paste printing.
  • the metal mask manufactured by the conventional method has a low precision, it does not meet the tendency toward miniaturization and thinning, and the burr is formed in the laser-processed opening portion, and the surface of the opening portion is not constant or smooth, There is a problem that it is difficult to apply a solder paste to a precise position on a printed board in a fixed amount.
  • the conventional technique is limited to the production of a metal mask having concave portions and protruding portions, which is limited to the processing of a flat metal mold plate.
  • dimensional accuracy and positional accuracy are not accurate
  • more precise photolithography process than laser processing or photo etching process has been applied to printing of micro component mounting, HIC (High Integrated Circuit), WLP (Wafer Level Package), WLCSP (Wafer Level Chip Scale Package)
  • HIC High Integrated Circuit
  • WLP Widefer Level Package
  • WLCSP Wide Level Chip Scale Package
  • the present invention provides a metal mask having a three-dimensional shape using electroforming, and has excellent dimensional and positional accuracy, high printability and durability, and can be used as a chip on board (COB) It is an object of the present invention to provide a three-dimensional electroplated metal mask used for solder paste printing on a lead frame having a convex portion.
  • COB chip on board
  • the present invention relates to a method of manufacturing a three-dimensional metal mask having a solder paste opening, the method comprising: a shape manufacturing step of providing a concave-convex portion to a planar metal mold plate; A pattern forming step of forming a resist layer corresponding to the solder paste opening on the surface of the mold plate on which the concave-convex part is formed; A plating step of immersing a mold plate on which the concavities and convexities are formed in a potassium dichromate (K 2 Cr 2 O 7 ) solution to form a plating layer on a surface of the mold surface where the resist layer is not formed; And a mask separating step of separating the plating layer, according to an aspect of the present invention.
  • K 2 Cr 2 O 7 potassium dichromate
  • a method of manufacturing a three-dimensional metal mask having a solder paste opening comprising: a shape manufacturing step of providing a concave- A plating step of immersing the metal mold having the concavities and convexities in a solution of potassium dichromate (K 2 Cr 2 O 7 ) and forming a plating layer on the surface of the metal mold; A mask separating step of separating the plating layer; And forming a solder paste opening on the mask surface.
  • a method of manufacturing a three-dimensional metal mask comprising: a shape manufacturing step of providing a concave- A plating step of immersing the metal mold having the concavities and convexities in a solution of potassium dichromate (K 2 Cr 2 O 7 ) and forming a plating layer on the surface of the metal mold; A mask separating step of separating the plating layer; And forming a solder paste opening on the mask surface.
  • the concentration of the potassium dichromate (K 2 Cr 2 O 7 ) solution is 5 to 20%, and the metal plate can be immersed for 10 seconds to 10 minutes.
  • a plating layer may be formed using a plating solution containing nickel (Ni) and cobalt (Co), and the plating solution may further include a plating brightening agent.
  • the present invention provides a metal mask through electroplating using a preformed three-dimensional structure, so that the surface of the opening is smooth and the solder paste can be easily removed, and high precision can be realized, and the thickness of the plating layer This has an easy effect.
  • FIG. 1 shows a process diagram of a method of manufacturing a three-dimensional metal mask according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic view of a method of manufacturing a three-dimensional metal mask according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows a process diagram of a method of manufacturing a three-dimensional metal mask according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic view of a method of manufacturing a three-dimensional metal mask according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 shows an embodiment of a method for manufacturing a three-dimensional metal mask according to the present invention.
  • FIG. 6 illustrates an embodiment of a method of manufacturing a metal mask, which is manufactured through CNC machining, in the method for manufacturing a three-dimensional metal mask of the present invention.
  • FIG. 7 illustrates an embodiment of a method of manufacturing a metal mask according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 illustrates an embodiment of a method of manufacturing a metal mask, which is manufactured through a patterning process, in the method of manufacturing a three-dimensional metal mask of the present invention.
  • the present invention relates to a three-dimensional (three-dimensional) shape having a patterned opening to print a solder paste and a concave / convex portion (concave portion or convex portion) of a predetermined depth and dimension matching the height and size of the mounted component
  • the present invention relates to a method for manufacturing a pre-plated metal mask.
  • a method of manufacturing a three-dimensional metal mask having a solder paste opening includes forming a concave / convex portion 111 on a planar metal mold plate 110, (S110); A pattern forming step (S120) of forming a resist layer (120) corresponding to the solder paste opening on the surface of the mold plate (110); A plating step (S130) of forming a plating layer (130) by electroplating on a mold surface (113) on which the resist layer is not formed; And a mask separating step (S140) of separating the plating layer (130) from the mold plate (110).
  • a method of manufacturing a three-dimensional metal mask having a solder paste opening includes a step of forming a concave / convex portion 211 on a flat metal mold plate (S210); A plating step (S220) of forming a plating layer (230) on the surface of the mold plate (210) using electroplating; Separating the mask 200 to separate the plating layer 230 (S230); And forming a solder paste opening 210 on the surface of the mask 200 (S240).
  • the mold plates 110 and 210 are easy to be separated from the electroplating, and the conductive electroforming model (S110 and S210)
  • the metal plates 110 and 210 are preferably made of stainless steel and may be made of metal such as iron, copper, nickel, aluminum, Lt; / RTI >
  • the electroform casting model may include a nonconductive material such as a glass plate and a resin film, and in the case of a nonconductive material, a conductive material such as silver, nickel, chromium, and indium tin oxide
  • the electroconductive coating by silver plating or sputtering is coated so that electroplating is possible by imparting conductivity, so that it can be used as an electroforming model.
  • the step of forming the concave-convex portion or the step of forming the shape of the three-dimensional structure may be performed by a CNC (Computer Numerical Control) process, an etching process or a patterning process of a photolithography process, , 210 can be formed into a three-dimensional shape on the metal plate.
  • CNC Computer Numerical Control
  • a concave portion or a convex portion can be formed (CNC machining) at a predetermined position by CNC machining using the designed CAM data, or a photo resist layer is coated on the plate type metal mold plates 110 and 210, UV light is irradiated through a mask (not used in an LDI exposure apparatus), exposed and developed to perform photoetching only on portions corresponding to concave / convex portions (concave or convex portions) 111 and 211 to form concave or convex portions at predetermined positions
  • a resist layer as a photoresist layer is coated on the plate molds 110 and 210 and exposed to UV light through a photomask (not used in an LDI exposure apparatus) and developed After the pattern portions corresponding to the concave / convex portions (concave portions or convex portions) 111 and 211 are formed, the electroforming model can be formed by imparting conductivity (patterning processing) by a silver halide process or a sputtering process.
  • the shape forming steps S110 and S210 for forming the concave-convex portion through the patterning of the present invention preferably include the steps of: (a) forming concave and convex portions 112, Depositing a resist layer (121, 221) on the substrate; And (b) imparting conductivity to the surface of the resist layers 121 and 221 and the surfaces of the flat metal mold plates 110 and 210.
  • step (S110, S210) of forming the concave and convex parts 112 and 212 through the patterning the step (a) may be performed by forming the resist layers 121 and 221 on the planar metal mold plates 110 and 210 ) May be laminated to the thickness of the chip in the PCB or COB, and patterned through a pattern exposure process and a developing process.
  • the resist layer region to be remained through the pattern exposure process is cured and the remaining regions 112 and 213 excluding the cured resist layer region are removed through the developing process to form the recessed and projected portions 112 and 212 as the remaining resist layers can do.
  • the developer is preferably 1% sodium carbonate (Na 2 CO 3 ).
  • the step (b) may impart conductivity by a silver mirror plating or a sputtering process.
  • the pattern forming step S120 is a step of determining the shape of the opening through which the solder paste penetrates to the mold plate 110 on which the concave and convex portions 111 are formed. More specifically, the resist layer 120 is coated on the mold plate 110 on which the concave and convex portions 111 are formed, and then a solder paste opening region and a plating layer are formed through a pattern exposure process and a developing process using a developer Can be determined. The resist layer region 113 to be remained is determined through the pattern exposure process, and the region 115 where the plating layer is to be formed is formed through the developing process. On the other hand, the remaining resist layer region 113 does not form a plating layer but forms a solder paste opening through the resist layer separation.
  • the developing solution is preferably 1% sodium carbonate (Na 2 CO 3 ).
  • the pattern exposure process may use a photomask process or an LDI (Laser Direct Imaging) process.
  • the photomask process may be performed by coating a resist layer 120 on the surface of a mold plate 110 on which convex and concave portions (concave portions or convex portions) 111 are formed and by using a photomask designed for forming openings corresponding to solder paste printing The exposed portion of the light is removed, and the portion not irradiated with light is present in the form of a pattern to form a pattern.
  • an LDI Laser Direct Imaging
  • the plating layer forming step (S130, S220) of the present invention performs electroplating using a mixed amount of nickel (Ni) and cobalt (Co) as a plating solution.
  • the plating layers 130 and 230 having a predetermined thickness are formed by using electroforming for the region 115 not to be formed.
  • the plating solution may further include a plating brightener, and the plating brightener may include saccharine (C 7 H 4 N NaO 3 S H 2 O).
  • the plating brightener may include saccharine (C 7 H 4 N NaO 3 S H 2 O).
  • the plating layer is formed by immersing in a solution of 5 to 20% potassium dichromate (K 2 Cr 2 O 7 ) of the mold plates 110 and 210 at a room temperature for 10 seconds to 10 minutes.
  • Potassium dichromate (K 2 Cr 2 O 7) by immersion in a solution, die plate (110, 210) doeyeo the chromium compound is formed on the surface, to facilitate separation of the mold plate (110, 210) and the coating layer (130, 230) So that the damage of the metal mask can be minimized during the separation of the plating layer.
  • a plating layer is not formed in the solder paste opening determined in advance by the resist layer 120 when forming the plating layer 130,
  • the metal mask body of the three-dimensional shape can be formed by forming the plating layer 130 only.
  • the solder paste opening is formed when the resist layer 120 is peeled off, no burr is generated unlike the laser cut method, so that a metal mask having excellent solder paste dripping property can be provided.
  • the mask separating step S140 and S230 of the present invention can completely separate the plating layers 130 and 230 formed in the plating layer forming steps S130 and S220 from the mold plate 110 as an electroforming model without any damage such as wave, .
  • an opening through which the solder paste can penetrate can be directly formed on the surface of the three-dimensional mask separated in the mask separating step S230 by laser cutting or the like .
  • An aperture corresponding to solder paste printing may be formed on the surface of the separated mask through laser processing or photoetching.
  • Example 1 Three-dimensional structure formation by CNC machining
  • the SUS metal plate is CNC-machined to form a concave-convex portion to produce a three-dimensional structure (three-dimensional shape manufacturing). Thereafter, it is immersed in an alkali solution at 50 to 60 ° C, followed by washing with water and drying. Thereafter, the dry film resist layer (DFR) was coated with a three-dimensional mask thickness through a roll coating (roll temperature 120 ⁇ , roll pressure 0.3 MPa, coating speed 1.0 m / min) After performing LDI (Laser Direct Imaging) pattern exposure work, it is washed with 1% sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) and then washed with water (pattern formation).
  • DFR dry film resist layer
  • the three-dimensional structure having the plated layer formed is dipped in 5 to 20% potassium dichromate (K 2 Cr 2 O 7 ) solution at room temperature for 10 seconds to 10 minutes, Electroplating is performed by using Ni and Co alloy plating solution to which saccharin (C 7 H 4 NNaO 3 S H 2 O) is added as a plating brightening agent to form a plating layer (plating layer formation).
  • the dry film resist layer (DFR) is peeled off using a 1 to 10% NaOH or KOH solution in a three-dimensional structure having a plating layer formed thereon.
  • a three-dimensional metal mask as a plating layer is separated from the metal plate (metal mask separation).
  • the SUS metal plate is immersed in an alkali solution at 50 to 60 deg. C, washed with water and dried. Thereafter, the surface of the metal plate was coated with a dry film resist layer (DFR) through roll coating (roll temperature 120 ⁇ , roll pressure 0.3 MPa, coating speed 1.0 m / min) Direct Imaging After performing a pattern exposure process, the wafer was washed with 1% sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), washed with water and then etched with a ferric chloride solution (FeCl 3 .6H 2 O) to form concave- The dry film resist layer is peeled off to produce a three-dimensional structure (three-dimensional shape production).
  • DFR dry film resist layer
  • the dry film resist layer (DFR) was coated with a three-dimensional mask thickness through a roll coating (roll temperature 120 ⁇ , roll pressure 0.3 MPa, coating speed 1.0 m / min)
  • LDI Laser Direct Imaging
  • it is washed with 1% sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) and then washed with water (pattern formation).
  • the three-dimensional structure having the plated layer formed is dipped in 5 to 20% potassium dichromate (K 2 Cr 2 O 7 ) solution at room temperature for 10 seconds to 10 minutes, Electroplating is performed by using Ni and Co alloy plating solution to which saccharin (C 7 H 4 NNaO 3 S H 2 O) is added as a plating brightening agent to form a plating layer (plating layer formation).
  • the dry film resist layer (DFR) is peeled off using a 1 to 10% NaOH or KOH solution in a three-dimensional structure having a plating layer formed thereon.
  • a three-dimensional metal mask as a plating layer is separated from the metal plate (metal mask separation).
  • the SUS metal plate is immersed in an alkali solution at 50 to 60.degree. C., followed by washing with water and drying. Thereafter, the dry film resist layer (DFR) was coated on the surface of the metal plate through a roll coating (roll temperature 120 ⁇ , roll pressure 0.3 MPa, coating speed 1.0 m / min) to the cap height of the 3D mask, (Laser Direct Imaging) pattern exposure at 500 mJ to 500 mJ, and then washed with 1% sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) and washed with water to prepare a three-dimensional structure having concave and convex portions.
  • DFR dry film resist layer
  • a silver solution containing 25 g / L of silver nitrate (AgNO 3 ) and 100 ml / L of ammonia water, 20 ml / L of glyoxal (C 2 H 2 O 2 ) and triethanolamine (C 6 H 15 NO 3 ) 8 ml / L is sprayed by a two-head spray gun to conduct a silver plating process in which silver precipitates and a conductive film is formed to impart conductivity (three-dimensional shape manufacturing).
  • a dry film resist layer (DFR) was coated with a three-dimensional mask thickness to form a dry film resist layer (DFR) through roll coating (roll temperature 120 ⁇ , roll pressure 0.3 MPa, coating speed 1.0 m / min) Then, LDI (Laser Direct Imaging) pattern exposure is performed at a light amount of about 70 to 500 mJ, followed by development with 1% sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) and washing with water (pattern formation).
  • LDI Laser Direct Imaging
  • the three-dimensional structure having the plated layer formed is dipped in 5 to 20% potassium dichromate (K 2 Cr 2 O 7 ) solution at room temperature for 10 seconds to 10 minutes, Electroplating is performed by using Ni and Co alloy plating solution to which saccharin (C 7 H 4 NNaO 3 S H 2 O) is added as a plating brightening agent to form a plating layer (plating layer formation).
  • the dry film resist layer (DFR) is peeled off using a 1 to 10% NaOH or KOH solution in a three-dimensional structure having a plating layer formed thereon.
  • a three-dimensional metal mask (mask separation) which is a plating layer is separated from the metal plate.
  • the SUS metal plate is immersed in an alkali solution at 50 to 60.degree. C., followed by washing with water and drying. Thereafter, the dry film resist layer (DFR) was coated on the surface of the metal plate through a roll coating (roll temperature 120 ⁇ , roll pressure 0.3 MPa, coating speed 1.0 m / min) to the cap height of the 3D mask, (Laser Direct Imaging) pattern exposure at 500 mJ to 500 mJ, and then washed with 1% sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) and washed with water to prepare a three-dimensional structure having concave and convex portions.
  • DFR dry film resist layer
  • a vacuum chamber of a vacuum chamber of 1.0 ⁇ 10 -3 torr, Ar of 200 sccm was injected into the surface of a three-dimensional structure on the basis of Cr metal, a sputtering process of forming a Cr film thickness of 1000 ⁇ to 1500 ⁇ by operating at a power of 8 kw To give conductivity (three-dimensional shape manufacturing).
  • a dry film resist layer (DFR) was coated with a three-dimensional mask thickness to form a dry film resist layer (DFR) through roll coating (roll temperature 120 ⁇ , roll pressure 0.3 MPa, coating speed 1.0 m / min) Then, LDI (Laser Direct Imaging) pattern exposure is performed at a light amount of about 70 to 500 mJ, followed by development with 1% sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) and washing with water (pattern formation).
  • LDI Laser Direct Imaging
  • the three-dimensional structure having the plated layer formed is dipped in 5 to 20% potassium dichromate (K 2 Cr 2 O 7 ) solution at room temperature for 10 seconds to 10 minutes, Electroplating is performed by using Ni and Co alloy plating solution to which saccharin (C 7 H 4 NNaO 3 S H 2 O) is added as a plating brightening agent to form a plating layer (plating layer formation).
  • the dry film resist layer (DFR) is peeled off using a 1 to 10% NaOH or KOH solution in a three-dimensional structure having a plating layer formed thereon.
  • the dry film resin layer (DFR) is peeled off with a 1 to 10% NaOH or KOH solution, and a three-dimensional metal mask (mask separation) which is a plating layer is separated from the metal plate.

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Abstract

본 발명은 전주도금을 이용하여 3차원 형상의 금속 마스크 제조방법에 관한 것으로, 뛰어난 정밀도, 높은 인쇄성 및 내구성을 구비하여 COB 또는 굴곡이 있는 리드프레임(Lead Frame) 마스크 적용이 가능한 금속마스크를 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.

Description

전주도금을 이용한 3차원 형상의 금속 마스크 제조방법
본 발명은 전기주조도금(전주도금; Electro-forming)을 이용하여 3차원 형상의 금속 마스크 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표면 실장(Surface Mount)용 COB 기판 또는 굴곡(오목부 또는 볼록부)이 있는 리드프레임(Lead Frame)에 솔더 페이스트 인쇄(Printing) 시 이용되는 3차원 형상의 전주도금 메탈마스크의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 인쇄회로기판(Printed Circuit Boeard; PCB) 또는 COB(Chip On Board) 기판상에 IC 및 LSI 등의 초소형 고직접회로 실장부품을 솔더 페이스트(Solder Paste)를 인쇄 후 인쇄회로에 직접 부착하는 작업을 표면실장기술(Surface Mounter Technologyl; SMT)이라 하며, 이러한 표면실장기술은 패드와 레지스터가 구성된 인쇄회로기판 위의 다양한 패드 형상에 맞추어 패드용 개구부(관통홀; Aperture)를 형성한 메탈마스크(Metal Mask)를 올려놓고, 마스크와 PCB 사이의 공간부를 통해 솔더 페이스트(solder paste)라고 하는 솔더 크림(Solder Cream)을 적절한 압력을 가하면서 개구부(Aperture) 안으로 밀어 넣는 인쇄 공정을 통해 PCB 기판의 패드에 필요한 페이스트량만 도포하게 된다.
이후, 패드가 기판상에 각각의 패드에 부착된 IC 및 기타 초소형 전자부품을 리플로우 납땜 오픈으로 운반되고, 페이스트 용융 온도 이상으로 열을 가하여 납땜을 수행한다. 이때, 기판 패드의 면적율 대비 인쇄된 솔더 페이스트량을 메탈마스크 개구부의 면적율에 의해서 결정되므로 메탈마스크의 치수 정밀도(Dimension Accuracy), 위치 정확성(Location Accuracy), 개구부(Aperture) 벽면(Sidewall)의 빠짐성은 표면실장 인쇄품질에서 매우 중요하다.
간략하게는, 메탈마스크는 솔더 페이스트를 인쇄하는 얇은 금속판(두께 20 내지 100 ㎛)을 의미하는 것으로, 메틸마스크의 역할은 PCB 기판 패드 상에 일정량의 솔더 페이스트를 정확한 위치에 정량 도포하기 위한 것이다.
종래 메탈마스크를 제조하는 방식은 금속판(주로 스테인레스스틸(SUS)판)에 레이저를 이용해 CAM Data를 직가공하여 직접 개구부를 형성하거나, 금속판에 포토리소그래피 공정과 같은 감광제(Photo Resist)를 도포하고 포토마스크를 통해 노광하여 패턴을 형성 및 현상 후, 화학적으로 포토에칭하여 개구부를 형성하였다. 또는, 유리판이나 금속판과 같은 플레이트 상의 포토리소그래피 공정으로 패터닝을 형성한 후 진공증착(Vacuum Metallizing)이나 전기도금(Electro Plating) 방식으로 얇은 금속막(Metal Layer)을 형성하기도 하였다.
그러나, 종래의 방법으로 제조된 메탈마스크 중 레이저 가공방법은 레이저 특성상 고열에 의한 레이저 가공으로 금속판 개구부가 열에 의해 녹아내리고 레이저가 가공된 부위는 뒤틀어짐(트위스터), 손상(또는 열변색)되고, 레이저가 관통된 개구부 벽면은 거칠고 개구부 하부에는 돌기(Burr)가 남아있어 개구부의 표면이 일정하지 않고 매끄럽지 않아 전해연마(Electro polishing) 같은 표면처리 후에도 솔더 페이스트의 빠짐성이 우수하지 않으며, 이로 인하여 솔더 페이스트를 인쇄기판(PCB) 상의 정확한 위치에 정량 도포하는 것이 어려운 문제점이 존재하였다.
또한, 포토에칭 가공방법은 레이저 가공에 비해서 개구부 표면과 개구부 벽면은 화학적으로 부식되어 부드럽고 깨끗하여 표면품질은 우수하지만 포토리소 공정 후 포토에칭시에 금속판 상하에서 노즐로 압력 스프레이 분사함으로 인해 개구부 벽면 가운데에는 모래시계 형상의 특성을 가지고 되어 솔더 페이스트 인쇄시에 미세한 간섭을 발생하게 되었다.
그러나, 종래의 방법으로 제조된 메탈마스크는 정밀도가 낮아 소형화, 박형화로 가는 추세에 맞지 않고 레이저로 가공한 개구부에 돌기(Burr)가 형성되어 개구부의 표면이 일정 또는 매끄럽지 않아 솔더 페이스트의 빠짐성이 우수하지 않고, 이로 인하여 솔더 페이스트를 인쇄기판 상의 정확한 위치에 정량 도포하는 것이 어려운 문제점이 존재하였다.
또한, 종래의 기술은 평판형 금형판 가공에 국한되어, 오목부나 돌출부를 갖는 메탈마스크의 제작에는 한계가 있으며, 오목부와 돌출부를 갖는 금속판을 가공하는 경우에는 치수 정밀도 및 위치 정밀도가 정확하지 않아, 최근에는 초소형 부품실장, HIC(High Intergrated Circuit), WLP(Wafer Level Package), WLCSP(Wafer Level Chip Scale Package), LED Package, COB 등의 인쇄에는 레이저 가공이나 포토에칭 가공보다 더욱 정밀한 포토리소그래피 공정의 전주도금 가공법 적용이 확대 되고 있다.
본 발명은 전주도금(Electro-forming)을 이용한 3차원 형상의 금속 마스크를 제공하는 것으로, 뛰어난 치수 및 위치 정밀도, 높은 인쇄성 및 내구성을 구비하여 COB(Chip On Board) 기판이나 굴곡(오목부 또는 볼록부)이 있는 리드프레임(lead frame)에 솔더 페이스트 인쇄에 이용되는 3차원 전주도금 메탈마스크를 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.
본 발명은 솔더 페이스트 개구부를 구비하는 3차원 형상의 금속 마스크 제조방법에 있어서, 평판형 금형판에 요철부를 부여하는 형상제조단계; 상기 요철부가 형성된 금형판 표면에 솔더 페이스트 개구부에 대응하는 레지스트층을 형성하는 패턴형성단계; 상기 요철부가 형성된 금형판을 중크롬산칼륨(K2Cr2O7) 용액에 침지 후, 금형판 표면 중 상기 레지스트층이 형성되지 않은 영역에 도금층을 형성하는 도금단계; 및 상기 도금층을 분리하는 마스크 분리단계를 포함하는 3차원 형상의 금속 마스크 제조방법을 제공하는 것을 본 발명의 일 측면으로 한다.
또한, 본 발명은 솔더 페이스트 개구부를 구비하는 3차원 형상의 금속 마스크 제조방법에 있어서, 평판형 금형판에 요철부를 부여하는 형상제조단계; 상기 요철부가 형성된 금형판을 중크롬산칼륨(K2Cr2O7) 용액에 침지 후, 금형판 표면에 대하여 도금층을 형성하는 도금단계; 상기 도금층을 분리하는 마스크 분리단계; 및 상기 마스크 표면에 솔더 페이스트 개구부를 형성하는 단계를 포함하는 3차원 형상의 금속 마스크 제조방법을 제공하는 것을 본 발명의 다른 측면으로 한다.
상기 3차원 구조물의 형상제조단계는, (a) 평판형 금형판에 CNC 가공이나 포토에칭으로 요철부를 형성하거나 또는 평판형 금형판에 요철부를 형성하는 레지스트층을 적층하는 단계; (b) 상기 요철부가 있는 평판형 금형판이나 평판형 금형판에 개구부에 해당하는 레지스트층 표면에 전도성을 부여하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 (b) 단계는 은경 도금(silver mirror plating) 또는 스퍼터링 공정에 의하여 전도성을 부여하는 것일 수 있다.
상기 도금단계는 중크롬산칼륨(K2Cr2O7) 용액의 농도는 5 내지 20%이며, 10초 내지 10분간 금속판을 침지할 수 있다.
상기 도금단계는 니켈(Ni) 및 코발트(Co)를 포함하는 도금액을 이용하여 도금층을 형성할 수 있으며, 상기 도금액은 도금광택제를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 미리 형성된 3차원 형상의 구조물을 이용하여 전주도금을 통한 금속 마스크를 제공함으로써, 개구부의 표면이 매끄러워 솔더 페이스트의 빠짐성이 우수하고, 높은 정밀도의 구현이 가능하며, 도금층의 두께 조절이 용이한 효과가 있다.
또한, 높은 정밀도를 구현함으로써, 다양한 전자소자에 적용할 수 있는 금속 마스크의 제작이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 형태에 따른 3차원 금속 마스크의 제조방법의 공정도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 형태에 따른 3차원 금속 마스크의 제조방법의 모식도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 형태에 따른 3차원 금속 마스크의 제조방법의 공정도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 형태에 따른 3차원 금속 마스크의 제조방법의 모식도를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 3차원 금속 마스크 제조방법의 일 실시예를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 3차원 금속 마스크 제조방법에 있어서, CNC 가공을 통하여 제조되는 금속 마스크 제조방법의 일 실시예를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 3차원 금속 마스크 제조방법에 있어서, 에칭 공정을 통하여 제조되는 금속 마스크 제조방법의 일 실시예를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 3차원 금속 마스크 제조방법에 있어서, 패터닝 공정을 통하여 제조되는 금속 마스크 제조방법의 일 실시예를 도시한 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 솔더 페이스트(Solder Paste)를 인쇄할 수 있도록 패터닝 된 개구부(Aperture)와 실장된 부품의 높이, 치수를 맞춘 일정한 깊이와 치수의 요철부(오목부 또는 볼록부)를 갖춘 3차원 형상의 전주도금 메탈 마스크 제조방법에 관한 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 형태에 따른 솔더 페이스트 개구부를 구비하는 3차원 형상의 금속 마스크 제조방법은 평판형 금형판(110)에 요철부(111)를 형성하는 형상제조단계(S110); 금형판(110) 표면에 솔더 페이스트 개구부에 대응하는 레지스트층(120)을 형성하는 패턴형성단계(S120); 상기 레지스트층이 형성되지 않은 금형판 표면(113)에 대하여 전주도금을 이용하여 도금층(130)을 형성하는 도금단계(S130); 및 레지스트층(120)을 박리하고, 도금층(130)을 금형판(110)으로부터 분리하는 마스크 분리단계(S140)를 포함한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 형태에 따른 솔더 페이스트 개구부를 구비하는 3차원 형상의 금속 마스크 제조방법은 평판형 금형판(210)에 평판형 금형판에 요철부(211)를 부여하는 형상제조단계(S210); 금형판(210) 표면에 대하여 전주도금을 이용하여 도금층(230)을 형성하는 도금단계(S220); 도금층(230)을 분리하는 마스크(200) 분리단계(S230); 및 마스크(200) 표면에 솔더 페이스트 개구부(210)를 형성하는 단계(S240)를 포함한다.
본 발명의 3차원 구조물의 형상제조단계(S110, S210)는 도전성 전기주조 모형을 준비하는 단계로서, 금형판(110, 210)은 전주도금과 분리가 용이한 것이 바람직하며, 도전성 전기주조 모형의 금형판(110, 210) 재질은 SUS(Stainless Steel)이 바람직하며, 철(Fe), 동(Cu), 니켈(Ni), 알루미늄(Aluminium) 또는 그 외 합금을 포함하는 금속재료(Metal Substrate)일 수 있다. 또한, 전기주조 모형은 유리판(Glass Plate), 수지 필름(Resin Film) 등의 비전도성 재질을 포함할 수 있으며, 비전도성의 경우에는 은경, 니켈, 크롬, ITO(Indium Tin Oxide) 등 전도성 물질로 은경도금 또는 스퍼터링에 의한 도전성 피막을 코팅하여 전도성을 부여하여 전주도금이 가능하도록 함으로써, 전기주조 모형으로 사용할 수 있다.
본 발명의 요철부 형성 또는 3차원 구조물의 형상제조단계(S110, S210)는 CNC(Computer Numerical Control) 가공, 에칭(Etching) 공정 또는 포토리소 공정의 패터닝(patterning)에 의하여 평판형 금형판(110, 210)에 요철부(111, 211)를 형성함으로써 금속판에 3차원 형상을 형성할 수 있다.
보다 상세하게는 설계된 CAM Data를 이용한 CNC 가공으로 정해진 위치에 오목부 또는 볼록부를 형성할 수 있으며(CNC 가공), 또는 평판형 금형판(110, 210)에 감광제(Photo Resist)층을 코팅하고 포토마스크(LDI 노광기에는 미사용)를 통해 UV 빛을 조사하여 노광하고 현상하여 요철부(오목부 또는 볼록부)(111, 211)에 해당되는 부위만 포토에칭을 수행하여 정해진 위치에 오목부 또는 볼록부를 형성할 수 있으며(에칭 가공), 또는 평판형 금형판(110, 210)에 감광제(Photo Resist)층인 레지스트층을 코팅하고 포토마스크(LDI 노광기에는 미사용)를 통해 UV 빛을 조사하여 노광하고 현상하여 요철부(오목부 또는 볼록부)(111, 211)에 해당되는 패턴(Pattern) 부위를 형성한 후 은경처리 또는 스퍼터링 공정에 의하여 전도성을 부여(패터닝 가공)하여 전기주조 모형을 형성할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 패터닝(patterning)을 통하여 요철부를 형성하는 형상제조단계(S110, S210)는, 바람직하게는 (a) 평판형 금형판(110, 210)에 요철부(112, 212)를 형성하는 레지스트층(121, 221)을 적층하는 단계; 및 (b) 레지스트층(121, 221)과 평판형 금형판(110, 210) 표면에 전도성을 부여하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기의 패터닝을 통한 요철부(112, 212)를 형성하는 형상제조단계(S110, S210)에서, 상기 (a) 단계는 평판형 금형판(110, 210)에 대하여 레지스트층(121, 221)을 PCB 또는 COB에서의 Chip의 두께수준으로 적층한 후, 패턴노광공정 및 현상액을 이용하여 현상공정을 통하여 패턴을 형성할 수 있다. 패턴노광공정을 통하여 잔류시키려는 레지스트층 영역을 경화시키고, 현상공정을 통하여 경화된 레지스트층 영역을 제외한 나머지 영역(112, 213)을 제거함으로서, 잔류된 레지스트층인 요철부(112, 212)를 형성할 수 있다. 한편, 상기 패턴노광공정은 공정단계를 줄이고 정밀도를 높일 수 있는 LDI(Laser Direct Imaging) 공정을 이용하는 것이 바람직하며, 상기 현상액은 1% 탄산나트륨(Na2CO3)인 것이 바람직하다. 또한, 상기 (b) 단계는 은경 도금(silver mirror plating) 또는 스퍼터링 공정에 의하여 전도성을 부여할 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따른 패턴형성단계(S120)는 요철부(111)가 형성된 금형판(110)에 대하여, 솔더 페이스트가 관통하는 개구부의 형상을 확정하는 단계이다. 보다 상세하게는, 요철부(111)가 형성된 금형판(110)에 대하여 레지스트층(120)을 코팅한 후, 패턴노광공정 및 현상액을 이용한 현상공정을 통하여 솔더 페이스트 개구부 영역과, 도금층을 형성하고자하는 영역를 확정할 수 있다. 패턴노광공정을 통하여 잔류시키려는 레지스트층 영역(113)을 확정하고 현상과정을 통하여 도금층이 형성될 영역(115)을 형성한다. 한편, 잔류하는 레지스트층 영역(113)은 도금층이 형성되지 않고 레지스트층 박리를 통하여 솔더 페이스트 개구부를 형성한다. 상기 현상액은 1% 탄산나트륨(Na2CO3)인 것이 바람직하다.
보다 더 상세하게는 상기 패턴노광공정은 포토마스크 공정 또는 LDI(Laser Direct Imaging) 공정을 이용할 수 있다. 포토마스크 공정은 요철부(오목부 또는 볼록부)(111)가 형성된 금형판(110) 표면에 레지스트층(120)을 코팅하고 솔더 페이스트(Solder Paste) 인쇄에 대응하는 개구부 형성을 위해 설계된 포토마스크를 통해 UV 빛을 조사하여 노광 후, 현상하면 빛에 조사된 부분은 제거되고 빛이 조사되지 않은 부분은 패턴의 형태로 존재하여 패턴을 형성할 수 있다. 한편, 공정단계를 줄이고 정밀도를 높일 수 있는 LDI(Laser Direct Imaging) 공정을 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 도금층 형성단계(S130, S220)는 도금액으로서 니켈(Ni) 및 코발트(Co) 혼합 합금액을 이용하여 전주도금을 수행하는 것으로, 패턴형성단계(S120)에서 레지스트층(120)이 존재하지 않는 영역(115)에 대해 전주도금(Electro Forming)을 이용하여 일정한 두께의 도금층(130, 230)을 형성하는 단계이다.
상기 도금액은 도금광택제를 더 포함할 수 있으며, 상기 도금광택제는 사카린(C7H4NNaO3SㅇH2O)을 포함할 수 있다. 도금광택제를 더 포함함으로써, 전주도금에 따른 도금층의 인장응력을 조정할 수 있다.
보다 바람직하게는, 금형판(110, 210) 5 내지 20%의 중크롬산칼륨(K2Cr2O7) 용액에 10초 내지 10분 동안 상온에서 침지한 후, 도금층을 형성하는 것이 바람직하다. 중크롬산칼륨(K2Cr2O7) 용액에 침지함으로써, 금형판(110, 210) 표면에 크롬화합물이 형성되여, 금형판(110, 210)과 도금층(130, 230)의 분리를 용이하게 할 수 있어, 도금층 분리시 금속 마스크의 손상을 최소화시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 형태에 따른 도금층 형성단계(S130)는 도금층(130)의 형성 시, 레지스트층(120)에 의하여 미리 정해진 솔더 페이스트 개구부에는 도금층이 형성되지 않고, 레지스트층 이외 영역(115)에만 도금층(130)을 형성함으로써 3차원 형상의 금속 마스크 본체를 형성할 수 있다. 또한, 레지스트층(120)의 박리시 솔더 페이스트 개구부가 형성되어, Laser Cut 방식과는 달리 돌기(Burr)가 생성되지 않으므로 솔더 페이스트의 빠짐성이 우수한 금속 마스크를 제공할 수 있다.
본 발명의 마스크 분리단계(S140, S230)는 도금층 형성단계(S130, S220)에서 형성된 도금층(130, 230)을 전기주조 모형인 금형판(110)으로부터 웨이브, 꾸김, 찢어짐 등의 손상 없이 완벽히 분리하는 단계이다.
본 발명의 다른 형태에 따른 개구부 형성단계(S240)는 상기 마스크 분리단계(S230)에서 분리된 3차원 형상의 마스크의 표면에 Laser Cut 등에 의하여 솔더 페이스트가 관통할 수 있는 개구부를 직접 형성할 수 있다. 상기 분리된 마스크 표면에 솔더 페이스트(Solder Paste) 인쇄에 대응하는 개구부(Aperture)를 레이저 가공 또는 포토에칭을 통하여 형성할 수 있다.
이하에서는 본 발명을 실시 예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시 예에 의하여 더욱 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. CNC 가공을 통한 3차원 구조물 형성
도 6을 참조하면, SUS 금속판에 대하여 CNC 가공을 통해 요철부를 형성하여 3차원 형상의 구조물을 제작한다(3차원 형상 제조). 이후, 50 내지 60℃의 알카리 용액에 침지한 후 수세 및 건조한다. 이후, 롤 코팅(롤 온도 120℃, 롤 압력 0.3 Mpa, 코팅속도 1.0 m/min)을 통하여 드라이 필름 레지스트층(DFR)을 제작하려는 3차원 마스크 두께로 코팅한 후, 광량 약 70 내지 500 mj로 LDI(Laser Direct Imaging) 패턴노광작업을 수행한 후, 1% 탄산나트륨(Na2CO3)으로 현상 후 수세한다(패턴 형성). 이후, 도금층이 형성된 3차원 형상의 구조물을 5 내지 20%의 중크롬산칼륨(K2Cr2O7) 용액에 상온에서 10초 내지 10분간 침지(Dipping)한 후, 3차원 형상의 구조물 표면에 대하여 도금광택제로서 사카린(C7H4NNaO3SㅇH2O)를 첨가한 Ni 및 Co 합금 도금액을 이용하여 전주 도금을 수행하여 도금층을 형성한다(도금층 형성). 이후, 도금층이 형성된 3차원 형상의 구조물에서 1 내지 10%의 NaOH 또는 KOH 용액을 이용하여 드라이 필름 레지시트층(DFR)을 박리한다. 이후, 금속판으로부터 도금층인 3차원 금속 마스크를 분리한다(금속 마스크 분리).
실시예 2. 에칭(Etching) 가공을 통한 3차원 구조물 형성
도 7을 참조하면, SUS 금속판에 대하여 50 내지 60℃의 알카리 용액에 침지한 후 수세 및 건조한다. 이후, 롤 코팅(롤 온도 120℃, 롤 압력 0.3 Mpa, 코팅속도 1.0 m/min)을 통하여 드라이 필름 레지스트층(DFR)을 금속판의 표면에 코팅한 후, 광량 약 70 내지 500 mj로 LDI(Laser Direct Imaging) 패턴노광작업을 수행한 후, 1% 탄산나트륨(Na2CO3)으로 현상 후 수세하고, 이후, 염화 제2철 용액(FeCl3ㅇ6H2O)으로 에칭하여 요철부를 형성한 후, 드라이 필름 레지스트층을 박리하여 3차원 형상의 구조물을 제작한다(3차원 형상 제조). 이후, 롤 코팅(롤 온도 120℃, 롤 압력 0.3 Mpa, 코팅속도 1.0 m/min)을 통하여 드라이 필름 레지스트층(DFR)을 제작하려는 3차원 마스크 두께로 코팅한 후, 광량 약 70 내지 500 mj로 LDI(Laser Direct Imaging) 패턴노광작업을 수행한 후, 1% 탄산나트륨(Na2CO3)으로 현상 후 수세한다(패턴 형성). 이후, 도금층이 형성된 3차원 형상의 구조물을 5 내지 20%의 중크롬산칼륨(K2Cr2O7) 용액에 상온에서 10초 내지 10분간 침지(Dipping)한 후, 3차원 형상의 구조물 표면에 대하여 도금광택제로서 사카린(C7H4NNaO3SㅇH2O)를 첨가한 Ni 및 Co 합금 도금액을 이용하여 전주 도금을 수행하여 도금층을 형성한다(도금층 형성). 이후, 도금층이 형성된 3차원 형상의 구조물에서 1 내지 10%의 NaOH 또는 KOH 용액을 이용하여 드라이 필름 레지시트층(DFR)을 박리한다. 이후, 금속판으로부터 도금층인 3차원 금속 마스크를 분리한다(금속 마스크 분리).
실시예 3. 패터닝(patterning)을 통한 3차원 구조물 형성
도 8을 참조하면, SUS 금속판에 대하여 50 내지 60℃의 알카리 용액에 침지한 후 수세 및 건조한다. 이후, 롤 코팅(롤 온도 120℃, 롤 압력 0.3 Mpa, 코팅속도 1.0 m/min)을 통하여 드라이 필름 레지스트층(DFR)을 금속판의 표면에 3차원 마스크의 cap 높이만큼 코팅한 후, 광량 약 70 내지 500 mj로 LDI(Laser Direct Imaging) 패턴노광작업을 수행한 후, 1% 탄산나트륨(Na2CO3)으로 현상 후 수세하여 요철부를 구비한 3차원 형상의 구조물을 제작한다. 이후, 3차원 형상의 구조물 표면에 질산은(AgNO3) 25g/L 및 암모니아수 100ml/L을 혼합한 은액과 글리옥살(C2H2O2) 20ml/L 및 트리에탄올아민(C6H15NO3) 8ml/L를 혼합한 환원액을 쌍두 스프레이건으로 분사함으로서 은이 석출되어 전도성막이 형성되는 은경 도금 공정을 수행하여 전도성을 부여한다(3차원 형상 제조). 전도성이 부여된 3차원 형성의 구조물 표면에 롤 코팅(롤 온도 120℃, 롤 압력 0.3 Mpa, 코팅속도 1.0 m/min)을 통하여 드라이 필름 레지스트층(DFR)을 제작하려는 3차원 마스크 두께로 코팅한 후, 광량 약 70 내지 500 mj로 LDI(Laser Direct Imaging) 패턴노광작업을 수행한 후, 1% 탄산나트륨(Na2CO3)으로 현상 후 수세한다(패턴 형성). 이후, 도금층이 형성된 3차원 형상의 구조물을 5 내지 20%의 중크롬산칼륨(K2Cr2O7) 용액에 상온에서 10초 내지 10분간 침지(Dipping)한 후, 3차원 형상의 구조물 표면에 대하여 도금광택제로서 사카린(C7H4NNaO3SㅇH2O)를 첨가한 Ni 및 Co 합금 도금액을 이용하여 전주 도금을 수행하여 도금층을 형성한다(도금층 형성). 이후, 도금층이 형성된 3차원 형상의 구조물에서 1 내지 10%의 NaOH 또는 KOH 용액을 이용하여 드라이 필름 레지시트층(DFR)을 박리한다. 이후, 금속판으로부터 도금층인 3차원 금속 마스크(마스크 분리)를 분리한다.
실시예 4. 패터닝(patterning)을 통한 3차원 구조물 형성
도 8을 참조하면, SUS 금속판에 대하여 50 내지 60℃의 알카리 용액에 침지한 후 수세 및 건조한다. 이후, 롤 코팅(롤 온도 120℃, 롤 압력 0.3 Mpa, 코팅속도 1.0 m/min)을 통하여 드라이 필름 레지스트층(DFR)을 금속판의 표면에 3차원 마스크의 cap 높이만큼 코팅한 후, 광량 약 70 내지 500 mj로 LDI(Laser Direct Imaging) 패턴노광작업을 수행한 후, 1% 탄산나트륨(Na2CO3)으로 현상 후 수세하여 요철부를 구비한 3차원 형상의 구조물을 제작한다. 이후, 3차원 형상의 구조물 표면에 Cr 금속을 기준으로 진공챔버의 진공도 1.0 × 10-3 torr, Ar을 200 sccm으로 주입 후, 전력 8kw로 작업하여 Cr 막 두께를 1000Å ~ 1500Å로 형성하는 스퍼터링 공정을 수행하여 전도성을 부여한다(3차원 형상 제조). 전도성이 부여된 3차원 형성의 구조물 표면에 롤 코팅(롤 온도 120℃, 롤 압력 0.3 Mpa, 코팅속도 1.0 m/min)을 통하여 드라이 필름 레지스트층(DFR)을 제작하려는 3차원 마스크 두께로 코팅한 후, 광량 약 70 내지 500 mj로 LDI(Laser Direct Imaging) 패턴노광작업을 수행한 후, 1% 탄산나트륨(Na2CO3)으로 현상 후 수세한다(패턴 형성). 이후, 도금층이 형성된 3차원 형상의 구조물을 5 내지 20%의 중크롬산칼륨(K2Cr2O7) 용액에 상온에서 10초 내지 10분간 침지(Dipping)한 후, 3차원 형상의 구조물 표면에 대하여 도금광택제로서 사카린(C7H4NNaO3SㅇH2O)를 첨가한 Ni 및 Co 합금 도금액을 이용하여 전주 도금을 수행하여 도금층을 형성한다(도금층 형성). 이후, 도금층이 형성된 3차원 형상의 구조물에서 1 내지 10%의 NaOH 또는 KOH 용액을 이용하여 드라이 필름 레지시트층(DFR)을 박리한다. 이후, 1 내지 10%의 NaOH 또는 KOH 용액으로 드라이 필름 레지시트층(DFR)을 박리하고, 금속판으로부터 도금층인 3차원 금속 마스크(마스크 분리)를 분리한다.
이상, 본 발명내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.

Claims (6)

  1. 솔더 페이스트 개구부를 구비하는 3차원 형상의 스크린 인쇄용 금속 마스크 제조방법에 있어서,
    평판형 금형판에 요철부를 부여하는 형상제조단계;
    상기 요철부가 형성된 금형판 표면에 솔더 페이스트 개구부에 대응하는 레지스트층을 형성하는 패턴형성단계;
    상기 요철부가 형성된 금형판을 중크롬산칼륨(K2Cr2O7) 용액에 침지 후, 금형판 표면 중 상기 레지스트층이 형성되지 않은 영역에 도금층을 형성하는 도금단계; 및
    상기 도금층을 분리하는 마스크 분리단계를 포함하는 3차원 형상의 금속 마스크 제조방법.
  2. 솔더 페이스트 개구부를 구비하는 3차원 형상의 금속 마스크 제조방법에 있어서,
    평판형 금형판에 요철부를 부여하는 형상제조단계;
    상기 요철부가 형성된 금형판을 중크롬산칼륨(K2Cr2O7) 용액에 침지 후, 금형판 표면에 대하여 도금층을 형성하는 도금단계;
    상기 도금층을 분리하는 마스크 분리단계; 및
    상기 마스크 표면에 솔더 페이스트 개구부를 형성하는 단계를 포함하는 3차원 형상의 금속 마스크 제조방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 형상제조단계는,
    (a) 평판형 금형판에 요철부를 형성하는 레지스트층을 적층하는 단계;
    (b) 상기 레지스트층과 평판형 금형판 표면에 전도성을 부여하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상의 금속 마스크 제조방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 도금단계는 중크롬산칼륨(K2Cr2O7) 용액의 농도는 5 내지 20%이며, 10초 내지 10분간 금속판을 침지하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상의 금속 마스크 제조방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 도금단계는 니켈(Ni) 및 코발트(Co)를 포함하는 도금액을 이용하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상의 금속 마스크 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 도금액은 도금광택제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상의 금속 마스크 제조방법.
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