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그라비아 옵셋 프린팅 공정에서의 잉크전이 메커니즘 해석 연구
Analysis of Ink Transfer Mechanism in Gravure-offset Printing Process 원문보기

한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society for Precision Engineering, v.28 no.10, 2011년, pp.1146 - 1152  

이승현 (한국기계연구원 인쇄전자연구센터) ,  남기상 (한국기계연구원 인쇄전자연구센터) ,  이택민 (한국기계연구원 인쇄전자연구센터) ,  윤덕균 (한국기계연구원 인쇄전자연구센터) ,  조정대 (한국기계연구원 인쇄전자연구센터)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Ink transfer process is very important to determine quality of printed pattern, therefore its mechanism should be understood to control printing quality. Although there have been many attempts to understand ink transfer mechanism by numerical simulation and experimental studies, their model was too ...

주제어

#롤 프린팅   #그라비아 옵셋   #인쇄전자   #가시화   #비뉴턴유체   #잉크  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 대부분의 롤 프린팅 장비들은 실제 인쇄공정을 통한 소자 제작에 적합한 구조로 설계 및 제작되어 있기 때문에 잉크 전이 공정을 가시화하기에 어려움이 존재하며, 이러한 단점을 해결하기 위하여 본 연구에서는 인쇄공정의 가시화에 특화된 잉크 전이 가시화 장비를 개발하였다.
  • 이러한 한계점을 극복하기 위해서는 본 연구에서는 실제 롤 프린팅 공정과 근사하게 보다 실제 적인 잉크 전이 공정을 모사할 수 있는 가시화 장비를 개발하였으며, 이를 통하여 잉크 전이 공정에 대한 가시화 연구를 수행하였다. 특히, 유변학적 특성을 고려하기 위하여 non-Newtonian 특성을 지닌 실제 인쇄전자용 잉크를 이용하였으며, 인쇄 속도에 따른 롤의 회전 효과 및 미세 패턴의 각도 등에 의한 영향도 비교하였다.

가설 설정

  • 23-28 Kim 등은 블랭킷롤의 변형을 고려한 구조해석을 수해하여 이를 통한 패턴의 왜곡에 대한 분석을 수행한 바 있다. 하지만 롤의 회전을 고려하지 않은 정상상태로 가정하였으며 유체간의 상호작용 등에 대한 모델링은 이루어지지 못한 바 있다.29
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
전자소자용 롤 프린팅 연속생산장비란 무엇인가? 전자소자용 롤 프린팅 연속생산장비는 종이나 플라스틱과 같은 유연 기판 위에 그라비아(gravure), 그라비아 옵셋(gravure-offset), 플렉소(flexo) 프린팅과 같은 롤 프린팅 기법을 이용하여 수십 um 급의미세패턴을 인쇄하여 저가의 인쇄전자소자(printed electronics)를 대량 생산하는 장비이다. 이러한 롤프린팅 공정을 이용한 인쇄전자 생산기술은 기존의 노광(lithography) 기술 등을 이용하는 반도체 공정에 비하여 진공 공정을 필요치 않기 때문에 대면적 기판 사용 시 장비, 시설 투자비가 크게 절감되며 롤투롤(roll-to-roll) 연속 생산 방식을 통하여 고속 대량생산이 가능하여 매우 저렴한 전자 소자 생산이 가능하다.
그라비아 옵셋 프린팅 공정은 어떻게 나뉘는가? 인쇄전자 공정에서 널리 쓰이고 있는 그라비아 옵셋 프린팅 공정의 경우 패턴롤에서 블랭킷롤로 잉크가 전이되는 오프(off) 공정과, 블랭킷롤에서유연기판으로 잉크가 전이되는 셋(set) 공정으로 나뉘어 질 수 있는데 각 공정마다 매우 다양한 물리적 현상들이 복합적으로 연관되어 있다. 아래 그림은 그라비아 옵셋 프린팅 공정의 모식도를 보여주고 있다.
롤 프린팅 기법을 이용한 인쇄전자 생산기술의 장점은 무엇인가? 전자소자용 롤 프린팅 연속생산장비는 종이나 플라스틱과 같은 유연 기판 위에 그라비아(gravure), 그라비아 옵셋(gravure-offset), 플렉소(flexo) 프린팅과 같은 롤 프린팅 기법을 이용하여 수십 um 급의미세패턴을 인쇄하여 저가의 인쇄전자소자(printed electronics)를 대량 생산하는 장비이다. 이러한 롤프린팅 공정을 이용한 인쇄전자 생산기술은 기존의 노광(lithography) 기술 등을 이용하는 반도체 공정에 비하여 진공 공정을 필요치 않기 때문에 대면적 기판 사용 시 장비, 시설 투자비가 크게 절감되며 롤투롤(roll-to-roll) 연속 생산 방식을 통하여 고속 대량생산이 가능하여 매우 저렴한 전자 소자 생산이 가능하다. 이러한 이유로 인하여 최근 들어 롤 프린팅 기술을 이용한 인쇄전자 제작에 대한 연구가 전세계적으로 널리 이루어지고 있다.
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참고문헌 (33)

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  9. Pudas, M., Hagberg, J. and Lepp vuori, S., "Rollertype Gravure Offset Printing of Conductive Inks for High-resolution Printing on Ceramic Substrates," International Journal of Electronics, Vol. 92, No. 5, pp. 251-269, 2005. 

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  22. Ghadri, F., Ahmed, D. H., Sung, H. J. and Shirani, E., "Non-Newtonian Ink Transfer in Gravure-offset Printing," Int. J. Heat & Fluid Flow, Vol. 32, No. 1, pp. 308-317, 2011. 

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  23. Bhat, P. P., Basaran, O. A. and Pasquali, M., "Dynamics of Viscoelastic Liquid Filaments: Low Capillary Number Flows," J. Non-Newtonian Fluid Mech., Vol. 150, No. 2-3, pp. 211-225, 2008. 

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  28. Sizaire, R. and Legat, V., "Finite Element Simulation of a Filament Stretching Extensional Rheometer," J. Non-Newtonian Fluid Mech., Vol. 71, No. 1-2, pp. 89-107, 1997. 

  29. Kim, K., Kim, C. H., Kim. H.-Y. and Kim, D. -S., "Effects of Blanket Roller Deformation on Printing Qualities in Gravure-Offset Printing Method," Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 49, No. 5, Paper No. 05EC04, 2010. 

  30. Yin, X., "Visualization and Modeling of Flow inside Gravure Cells and Grooves," Ph.D. Dissertation, Chemical Engineering, University of Minnesota, 2005. 

  31. Yin, X. and Kumar, S., "Flow Visualization of the Liquid-emptying Process in Scaled-up Gravure Grooves and Cells," Chem. Eng. Sci., Vol. 61, No. 4, pp. 1146-1156, 2006. 

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  32. Kang, H. W., Sung, H. J., Lee, T.-M., Kim, D.-S. and Kim, C.-J., "Liquid Transfer between Two Separating Plates from Micro-gravure-offset Printing," J. Micromech. Microeng., Vol. 19, No. 1, Paper No. 015025, 2009. 

  33. Dodds, S., Carvalho, M. S. and Kumar, S., "Stretching Liquid Bridges with Bubbles: The Effect of Air Bubbles on Liquid Transfer," Langmuir, Vol. 27, No. 5, pp. 1556-1559, 2011. 

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