도포에 의한 기능 부여·표면 처리

기능 부여·표면 처리와 코팅

제조 공정에서 접착이 아닌 다른 목적의 도포·도공은 크게 다음의 3가지가 있습니다.

기능 부여
필름이나 시트, 강판, 글라스 등의 비교적 얇은 기재(대상 물체)에 대해 새로운 기능을 부여하는 가공은 「컨버팅」이라고도 합니다. 일반적으로 도포(도공)·증착·스퍼터링 등의 방법으로 이를 실행하는 것을 「코팅」이라 합니다.
스마트폰이나 태블릿 단말기에서 수요가 많은 터치 패널의 전극, 액정 글라스나 필름의 박막 코팅, 전자 기판에 대한 정밀 패턴 도포 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.
표면 처리
성막에 의한 기능 부여 이외에도 기재의 표면을 최적화하기 위해 약제를 도포하여 「표면 처리」를 하는 방법도 있습니다. 예를 들면 반도체 웨이퍼에 레지스트를 도포하기 전 약제를 도포하여 소수 가공을 하는 경우가 있습니다.
도장(디자인+α)
도료 등을 도포하여 착색하는 「도장 공정」의 목적은 디자인에만 한정되지 않습니다. 한 예로, 자동차의 차체 도장 공정에서는 다양한 도료나 코팅제 등의 다층 도막에 의한 치핑 내성과 내열성, 발수성, 내후성 등 표면 보호 기능의 부여도 중요한 목적입니다.

코팅의 종류

코팅의 방법은 「드라이 코팅(건식법)」과 「웨트 코팅(습식법)」의 2종류로 크게 나눌 수 있습니다. 도포(도공)로 실현하는 코팅 기술은 일반적으로 후자입니다.

드라이 코팅(건식법)

기능 부여를 위한 물질을 「고체」 상태 그대로 기재에 코팅하는 기술을 총칭하여 「드라이 코팅(건식법)」이라고 합니다. 대표적인 코팅 방법으로는 진공 증착이나 이온 플레이팅, 스퍼터링 등이 있습니다. 금속 재료 등의 코팅에 이용되고 건조 공정이 필요 없으며 고품질의 성막이 가능하지만, 장비의 대형화나 연속 생산 수 제한, 고비용이라는 단점도 있습니다.

웨트 코팅(습식법)

광범위한 공업 분야에서 일반적으로 이용되며 「도포(도공)」에 큰 영향을 미치는 것이 「웨트 코팅」입니다.
기능 부여를 위한 물질을 용매에 용해 또는 분산 처리하여 「액체화」합니다. 그 액제를 기재에 균일하게 도포하고 건조 또는 경화를 통해 「고체 박막화」시키는 기술입니다. 액막에 먼지나 이물질이 부착되지 않게 하려면 웨트 프로세스 시 클린 룸을 사용합니다.

드라이 코팅과 달리 진공 환경이 필요 없고 대기 중에서 도포(도공)가 가능합니다. 장비의 자유도가 높고 대상 물체(기재)를 연속적으로 공급할 수 있습니다. 웨트 코팅은 양산에서의 장점이 크기 때문에 여러 가지 도포 방법을 이용하여 널리 채택되고 있습니다.

부여하는 기능·특성과 코팅제의 예
기능·특성 코팅제
표면 기능 하드 코팅제(광학용·자동차용·건축 자재용 등), 실리콘 이형제, 대전 방지 코팅제, 내지문 오염 방지 코팅제, 폴리이미드 니스, 방수 방습 코팅제, 방담 코팅제(자동차용 등), 흡음·제진 코팅제, 발수 발유 코팅제, 내후성 코팅제, 광촉매 코팅제, 항균 코팅제, 초친수 코팅제 등
광학 특성 고굴절률 코팅제, 광학 렌즈용 코팅제, 컬러 레지스트·블랙 레지스트, 포토크로믹 안료·코팅제, 광학용 점착제 등
전기 특성 양극 재료(리튬 이온 전지 <LiB>용), 음극 재료(LiB용), 세라믹 재료(LiB 세퍼레이터용), 아라미드·폴라아미드·이미드 재료(절연재용) 등
기타 금속·카본 페이스트 재료, 실리콘 코팅제·불소 코팅제(의료용 등), 세포 배양용 토대 재료 등

최근에는 장비가 다양해지면서 미크론이나 나노 단위의 정밀한 패턴 도포, 코팅의 박막화 등 도포 기술 고도화와 함께 적응 범위도 확대되고 있습니다. 다음은 박막 코팅의 용도 예입니다.

박막 코팅의 용도 예
제품 분야 용도
LCD 컬러 필터, 반사 필름, 반사 방지 필름, 프리즘 시트용, 액정 배향막, 층간 절연 코팅, 투명 전도성 필름 등
유기 EL 발광층, 전자·정공 수송층 등, 밀봉 건조 등
반도체 포토레지스트, 패시베이션 막, 언더 필, 액상 밀봉 등
실장/기판/하우징 등 FPC 코팅, 빌드 업 기판층간 절연막, 방열 코팅, 전자파 실드, 절연용 코팅 등
정보 기록 매체 광학 매체(Blu-ray, CD, CD-R, DVD)용 코팅, 나노임프린트, 자성 코팅, 승화형 프린터 용지 등
광학 분야 광학 렌즈 용도, 광화이버·광화이버 접착 용도, 광부품용 밀폐, 광도파로용 형성 등
기타 분야 음료 등의 용기(캔·병·PET병) 용도, 증착 필름(알루미늄, 실리카, 투명) 등