스크린마스크와 콤비네이션 스크린마스크의 경제성 분석

Abstract

산업혁명이후 시대는 급변하고 있으며 살아남기 위한 경쟁은 날이 갈수록 치열해지고 서로간의 경쟁력 확보를 위해서 마케팅 전략, 기술개발, 생산성 향상 등 모든 면에서 최선을 다하고 있으며 또한 자국의 자사의 이익을 위해 경쟁하고 있다. 한국의 상황은 어떠한가? 인건비는 상승되어있고 정부 규제 또한 강화되고 노조는 강성해져서 기업환경은 갈수록 나빠지며 투자는 줄어들고 소비 또한 위축되어 있다. 기술로열티의 수지는 악화되어 제품을 생산해 팔아서 로열티를 지급하고 나면 기업이윤은 축소되고 이로 인해서 많은 기업들이 위험에 노출되어 있다. 이런 난관을 타개하기 위해서는 고학력과 고급인력이 풍부한 국내에서 할 수 있는 일은 철저한 기술개발로 부가가치를 높이는 것이며 생산 공정의 혁신으로 생산성 향상을 극대화해야 하며 원소재의 효율을 높여 비용을 절감하여야 한다. 스크린 인쇄에 필요한 원부자재는 대부분 수입에 의존하고 있다. 그렇다고 지금 시점에서 국산화 한다는 것도 어려운 일이며, 지금 이런 환경에서 가장 생산력 있고 경쟁력 있는 방법을 고객과 함께 협력해서 찾아야만 할 것이다. 스크린인쇄는 오랜 기간에 걸쳐 발전되어 왔다. 처음에는 스텐실 기법으로 식물염료를 사용하여 이미지를 형성하였으며, 문명이 발달하면서 그 시기에 적합하게 여러 용도로 사용되어 왔다. 그러다가 스텐실 지지대가 필요함을 인식하고 지지대 역할을 할 수 있는 스크린 제판을 실험적으로 만들어 사용에 성공했다. 처음에는 스퀴지 고무대신 붓을 사용했으며, 단일색 인쇄에서 어려색 인쇄로 사용함으로써 산업적으로도 발전하게 되었다. 또한 제판용 필름을 고안해 내므로 써 제판에 일대 혁신을 일으켰으며, 제판 기술의 발전과 함께 새로운 잉크의 개발이 이루어지고 자동화된 인쇄 기계가 개발, 발전되면서 현대 산업에 없어서는 안 될 중요한 위치에 자리매김하게 되었다. 스크린 인쇄를 하기에 최적의 망사는 PET망사이다. PET섬유는 합성 폴리머로 만든 모노 필라멘트 화학 섬유이며, 잘 늘어나지 않고 빛의 저항력이 우수하고, 기계적 내구성과 내마모성이 강하며, 기후 요인에 민감하지 않고 치수 회복력이 뛰어나다. 망사형태의 기본적인 요소는 목수와 선경이다. 목수는 센티미터 및 인치당의 실의 개수를 나타내며 선경은 직조하지 않은 선경을 나타내는 공칭값이다. 이런 망사의 형태는 미세한 라인 텍스트, 하프톤 이미지의 프린팅 가능 여부 및 선명도 잉크방출의 특성, 잉크소비량, 잉크층 두께 잉크내림의 특성, 잉크건조 등에 영향을 미친다. 망사의 직조타입은 씨실과 날실 섬유가 서로 직각으로 교차하는 구조를 말하며 평직과 능직으로 구분하는데 평직은 1:1 직조이며 능직은 1:2 또는 2:2 직조구조를 말한다. 망사의 오프닝은 인접한 날실과 씨실의 공간이며 스크린 인쇄 잉크의 최대입자 크기에 따라 오프닝이 결정된다. 잉크내림이 좋으려면 잉크의 입자가 오프닝의 1/3 보다 작은 게 좋다 유제 도포 후 제판용 필름을 부착한 뒤 노광시켰을 때 흰색 망사는 빛이 와 닿았을 때 반사되어 필림의 검은색 모서리까지 빛이 산란되어 모서리 부위가 선명하지 않게 되어 섬세한 이미지 형성이 어렵게 된다. UV램프에서 유제와 필름의 민감도는 약 350-420 nanometre 범위에 있으며 빛 산란 보호 층이 형성되려면 이 범위 내에서 UV광선을 흡수해야만 한다. 노란 망사는 흡수 시험에서 350-420 nanometre 범위에서 더 효과적으로 흡수하는 것으로 밝혀졌다. 따라서 모서리 부위의 해상도를 좋게 하기 위해서는 노란 망사를 사용하여야 하며 노광시간을 흰색망사에 비해 72-125% 더 소요된다. 스크린 인쇄용 잉크에는 솔벤트가 들어있어서 건조하고 나면 잉크두께가 줄어드는 반면 UV경화잉크에는 솔벤트가 거의 없기 때문에 건조 후에도 잉크 두께가 그대로 남아있게 되는데 이 두꺼운 잉크층 때문에 불안전하게 경화되고 하프톤 인쇄에서 색의 변이 현상과 얼룩 모아레 현상이 발생할 수도 있다. 그래서 잉크의 내림을 제어하고, 좋게 하기 위해서 망사의 한쪽 면을 납작하게 눌러 놓은 갤린더 망사를 사용하면 좋다. 이후 PET 망사보다 한 차원 더 높은 SUS 망사가 개발되었으며, SUS망사는 PET망사와 달리 높은 텐션을 낼 수 있으며, 스크린 마스크와 피인쇄물과의 스냅오프를 최소화 할 수 있고 치수 안정에 큰 도움이 되며 Paste의 내림성도 좋아서 높은 품질을 요하는 제품에 많이 적용된다. SUS망사는 HIC, LOD, TOUCH PANNEL, GPS안테나 등을 만드는데 많이 사용하며 또한 최적의 인쇄상태를 구현하기 위해서는 강한 텐션을 낼 수 있어야 하며 망사 두께의 편차가 최소화 해야 될 뿐 아니라 균일한 오프닝과 직조상태가 견고하고 표면상태가 부드러워야 한다. 견장시 각도를 틀어서 견장 하는 것이 유리하며, 평각 견장시 스퀴지와 망사 사이에 많은 저항력이 생겨 잉크의 내림이 나빠질 뿐만 아니라 마스크의 수명 또한 줄어들게 된다. SUS망사는 PET망사에 비해 가격이 비싸며 늘어났다가 복원되는 유연성이 낮은 반면 PET망사는 유연성은 좋지만 인쇄 위치에 정확하게 인쇄할 수 있는 정밀도는 떨어진다. 그래서 SUS망사의 장점과 PET망사의 장점을 결합해서 만든 최적의 스크린 마스크가 콤비네이션 스크린 마스크이다. 콤비네이션 스크린 마스크는 SUS망사를 PET망사로 견장된 프레임에 접착해 건조한 다음 겹쳐지는 PET망사 부분을 제거하여 PET망사의 인장력을 이용해 텐션을 얻도록 하는 스크린 마스크이다. 스크린마스크와 콤비네이션 스크린마스크의 경제성 비교를 위해 두 제품의 치수변화율을 측정한 결과 전체 치수 변화는 콤비네이션 스크린마스크가 스크린마스크보다 변화율이 적었다. 또한 두 제품의 경제성을 분석해 보면 콤비네이션 스크린마스크가 스크린마스크에 비해 42%의 제조원가로 제작 가능하다. 스크린 인쇄는 모든 산업에 걸쳐 여러 용도로 적용 발전되고 있으며. 특히 우리의 선도 산업이라 할 수 있는 IT, 디스플레, 자동차 산업 등의 전반에 걸쳐 사용을 하고 있어서 스크린 인쇄는 앞으로도 많은 발전이 있으리라 예상된다. 하지만 스크린인쇄에 필요한 모든 자재들은 거의 수입에 의존하고 있으며, 제조원가에서도 자재비용이 차지하는 비율은 상당히 높은 편이다. 뿐만 아니라 우리의 산업에서 생산되고 있는 제품의 많은 부분들 또한 수입에 의존하고 있고, 제품을 많이 팔면 팔수록 일본은 보다 더 많은 부가가치를 창출할 수 있도록 돼 있는 게 우리와 일본의 산업구조이다. 그렇다고 지금 당장 기초 소재를 개발해서 산업에 투입하는 것도 현실적으로 어려운 실정이다. 우리의 현재 모바일 산업을 돌이켜 보면 많은 기업들이 진입을 했다가 무너졌다. 가장 큰 이유는 제품에 대해 로열티를 지급하고 나면 이익 창출을 내지 못했고 미래의 잠재 시장이 커질 것이라는 기대에 이익 창출이 없는데도 무리하게 기업을 이끌어 왔기에 결국에는 재무구조의 악화로 무너진 것이다. 그나마 재무구조가 탄탄한 삼성, LG만이 우리의 모바일 산업을 선도하고 있다. 기업이 경쟁력을 확보하기 위해서는 기술력을 바탕으로 한 비용 절감이 우선적으로 선행되어야만 할 것이다. 스크린 인쇄를 하는 업체들도 수입 자재의 단가 인하는 한계가 있음을 인식하고 새로운 방법으로 자재 원가를 절감할 수 있는 방법을 찾아야 한다. 같은 양의 자재를 투입해서 보다 더 많은 생산량을 낼 수 있는 방법을 연구하여야 하며, 또한 지금의 생산에서 원부자재의 투입을 현저히 낮출 수 있는 방법 또한 고안해 낸다면 시장에서는 분명히 경쟁을 갖출 수 있다고 본다. 또한 근본적인 기초소재의 개발이 뒤따라야만 하는데 그러기 위해서는 많은 비용과 시간과 노력이 필요하다.; The basic factors of mesh thread is a number of thread and thread diameter. The thread number is a number per inch and centimeter, and the thread diameter is named a engineering unit of a diameter, no weaving textiles. These mesh thread affect to the fine line text, a possibility and distinction of halftone image printing, a characteristics of emits, layer thickness, and pressing down of ink from the mesh tread, inks utility, and a inks drying condition. The mesh thread weaving type is crossing over an weft and warp threads with a perpendicular structure each other, this mean is the plain and diagonal weaving, and the plain weaving is crossing over one to one, and the diagonal weaving is one to two or two to two structure as vertically. The mesh thread opening is a space between weft and warp thread neighbored and it is decided as a maximum size of screen inks. To optimize ink pressing down, the ink particle size is less than a third of mesh opening. After distributing photo emulsion solutions and a master film attachment, when it is exposed the U.V. lights, the white mesh thread is difficult for a fine image to build it up because the light is reflected when it is approached to the black edge with a light diffusion and the edge is not sharpened. The sensitivities of photo emulsion solutions and film on the U.V. lamp is about 350 to 420 nanometers area and to build it up a protection layer diffusing of light, a photo emulsion solutions needs to absorb an U.V. lights. The yellow mesh thread has been verified more effectively absorb to U.V. light exposure of 350 to 420 nanometer in the experiment. Therefore, to optimize the resolution on a portion of edge, it is better to use the yellow mesh tread and U.V. exposure time is required more 72 to 125% than the white mesh tread. Due to the screen printing ink contains a solvent, after drying the ink thickness is diminish. Instead of that, the U.V. based harden Ink is nearly reserve a solvent and the ink thickness is not change after drying. This could generate to the phenomenon of color changes, speckles and instable printing layer with hardening of instability as thickness of ink layer. Therefore, to control and be better a ink pressing down, it is used to calendar mesh tread press as flatness on the one side of mesh tread. SUS mesh wire is apply for manufacturing of HIC, LOD, TOUCH PANNEL, GPS, ANTENA, etc,. To achieve a optimized printing states, not only it is required strong tension and minimized thickness tolerance but also it is soften the condition of surface, the uniformity of mesh opening and the solidity of weaving. It is beneficial of a shoulder strap twisted an angle when it is shouldering, and when it is shouldered a plain angle, the mask life cycle is lessen and worse ink pressing down due to generating of ink resistance between squeeze and mesh. SUS mesh wire is more expensive and lower revitalizing after it is extend, the reverse, PET mesh tread has higher elasticity but lower accuracy printable on the printing position. This is the reason it is apply for a combination mesh optimized screen mask combining a merits of SUS mesh wire with PET mesh thread. The combination screen mask is made of required tension using PET mesh elasticity as eliminated PET mesh duplicated after adhering SUS mesh to frame. The combination mask is reduced to a quarter of raw material than previous SUS mesh manufacturing only and higher working ability.