미세 패턴 롤 제작을 위한 롤투롤 와인딩 시스템에 관한 연구
A study on the roll-to-roll winding system for fabrication of the fine-pattern roll
- 주제(키워드) fine pattern roll , roll-to-roll system , tension control , imprint
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 전용호
- 발행년도 2017
- 학위수여년월 2017. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000024763
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
국 문 요 약 최근 인쇄전자 기술은 기존 노광 및 에칭 공정을 대체하기 위한 저비용, 대량 생산 공정으로 유연 전자 제품을 제조하는 기술로 각광받고 있다. 특히 FPCB(Flexible printed circuit board), RFID(Radio frequency identification), 스마트 센서, 플렉서블 디스플레이 등 차세대 유연 전자 제품에 대한 연구가 활발히 진행됨에 따라 유연기판 상에 금속 회로를 제조하는 수요가 증가하고 있다. 일반적으로 저비용, 대량 생산 공정을 실현하기 위해선 연속적인 롤투롤(Roll-to-Roll) 시스템을 필요로 하며 이를 위해 패턴 롤(Pattern roll)이 사용된다. 패턴 롤의 제작은 레이저 에칭(Laser etching), 원통절삭 선반가공(Turning), 레이저 가공(Laser machining), 전자빔 리소그래피(E-beam lithography) 등의 공정을 통해 제작되며 이러한 기존 공정들의 관한 많은 연구들이 진행되어 왔다. 하지만 기존의 패턴 롤 제작 공정들은 저비용 생산 공정인 인쇄전자 기술에 적합하지 못한 높은 생산 비용을 필요로 하거나 차세대 유연전자 제품을 위한 미세한 패턴의 패턴 롤을 제작하기 어려운 단점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 유연한 기판(Flexible substrate) 표면에 임프린트(Imprint) 공정으로 제작한 제판(Cliche)을 롤 표면에 와인딩(Winding)하는 장비를 설계 및 제작하여 연구를 수행하였다. 유연 전자 제품을 제작하기 위한 연속적인 롤투롤 공정에서 중첩 인쇄 정밀도 확보가 가장 중요한데, 이를 위해 패턴의 위치 오차를 최소화한 정밀한 패턴 롤 제작에 관한 연구가 필요하다. 유연한 기판의 장력에 의한 변형 현상을 유한요소해석법(FEM)을 통해 확인하였으며, 실험적으로 검증하였다. 또한 제판을 감는 와인딩 장비도 이 연구에 포함되는데, 신뢰성 있는 측정 방식을 도입하여 장력 제어와 사행 제어를 통해 정밀한 패턴의 위치를 확보하는 연구를 수행하였다.
more목차
1. 서론 1
2. 연구의 배경 2
2.1 기존 연구 분석 2
2.2 연구의 필요성 4
2.3 연구의 방향 및 내용 5
3. 인쇄 전자 기술 6
3.1 인쇄 공정 기술 6
3.2 롤투롤 시스템 요소 기술 10
3.3 패턴 롤 제작 기술 13
4. 롤투롤 와인딩 시스템 17
4.1 설계 및 제작 17
4.2 실험 방법 22
4.2.1 유연 제판 제작 (Ipmint) 22
4.2.2 측정 반복도 24
4.2.3 사행 제어 26
4.2.3 장력 제어 29
5. 실험 결과 30
5.1 패턴의 위치 정밀도 30
5.2 롤 표면 상 패턴의 측정 위치 반복도 32
5.3 사행 제어에 의한 패턴의 위치 변화량 35
5.4 장력 제어에 의한 패턴의 위치 변화량 38
6. 결론 및 향후 과제 41
6.1 결론 41
6.2 향후 과제 43
참고문헌 44
ABSTRACT 45
