KR101041627B1 - Method and apparatus for monitoring grain growth during annealing heat treatment - Google Patents
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Abstract
본 발명은 노내의 가열 온도에 대한 시편의 에너지수치를 모니터링시켜 결정립 크기를 모니터링함으로써, 과도한 결정립 성장을 방지할 수 있도록 한 어닐링 공정에서의 결정성장 모니터링 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for monitoring grain growth in an annealing process by monitoring the grain size by monitoring the energy value of the specimen with respect to the heating temperature in the furnace, thereby preventing excessive grain growth.
이를 위해, 노 내에 시편을 장입하고, 이를 가열 및 냉각하는 어닐링 열처리 공정을 모니터링하는 것에 있어서, 열처리하고자 하는 시편의 결정성장 활성화에너지를 콘트롤러에 입력하고, 수학식1에 의해 결정립 크기를 예측할 수 있는 누적에너지수치를 계산하여, 이를 콘트롤러에 모니터링시키며, 콘트롤러에 모니터링되는 누적에너지수치와 동기화되어 시편의 결정립 크기를 실시간 모니터링시키는 것을 특징으로 한다.To this end, in loading the specimen into the furnace, and monitoring the annealing heat treatment process for heating and cooling the specimen, the crystal growth activation energy of the specimen to be heat-treated is input to the controller, and the grain size can be predicted by Equation (1). The cumulative energy value is calculated and monitored by the controller, and is synchronized with the cumulative energy value monitored by the controller.
상기한 구성에 따라, 누적에너지수치에 대응하여 성장하는 결정립 크기를 콘트롤러에 실시간 모니터링시키므로, 결정립 성장이 과도하게 성장되는 것을 억제하여 원하는 미세 조직의 동도금 제품을 획득할 수 있는 효과가 있고, 제품의 품질을 제어할 수 있을 뿐만 아니라 공정 중에 불량품을 예측할 수 있어 불량품의 생산을 방지할 수도 있는 효과도 있다.According to the above configuration, since the size of the grain growing in response to the cumulative energy value is monitored in real time by the controller, it is possible to suppress excessive growth of grain growth to obtain a copper plated product having a desired microstructure. Not only can you control the quality, but you can predict defective products during the process, which can also prevent the production of defective products.
PCB, 어닐링, 결정성장, 콘트롤러, 결정성장 활성화에너지. PCB, Annealing, Crystal Growth, Controller, Crystal Growth Activation Energy.
Description
본 발명은 어닐링공정에서의 결정성장 모니터링방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 노내의 가열 온도에 대한 시편의 에너지수치를 모니터링시키고 이를 결정립 크기로 환산하여 결정립 크기를 실시간 모니터링함으로써, 잔류응력 제거를 위한 열처리 공정에서 과도한 결정립 성장을 방지함은 물론 결정립 크기를 제어할 수 있도록 한 어닐링 공정에서의 결정성장 모니터링 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for monitoring crystal growth in an annealing process, and more particularly, to monitor the energy value of a specimen with respect to the heating temperature in a furnace and convert it into a grain size to monitor grain size in real time, thereby removing residual stress. The present invention relates to a method and apparatus for monitoring grain growth in an annealing process to prevent excessive grain growth in a heat treatment process and to control grain size.
최근 IT산업의 급속한 발전으로 전자부품의 초소형화, 회로기판의 초미세화가 절실히 요구되면서 회로기판의 우수한 열적, 전기적, 기계적특성이 중요하게 되었다.Recently, due to the rapid development of the IT industry, the miniaturization of electronic components and the miniaturization of circuit boards are urgently required, and the excellent thermal, electrical, and mechanical properties of circuit boards have become important.
고미세피치 동도금은 상온 근처의 공정에서 제조되므로 전반적으로 평균입자 크기가 5㎛ 정도로 작고, 여러 크기 범위의 입자가 혼재하는 높은 불균일성을 나타내며, 높은 잔류응력을 보유하고 있다.Since high-fine pitch copper plating is manufactured in a process near room temperature, the overall average particle size is as small as 5 μm, and shows a high non-uniformity in which particles of various sizes are mixed and have a high residual stress.
10㎛ 이하의 미세피치의 경우, 위와 같은 잔류응력에 의해 최종소비자의 사 용이나 심지어 다음 제조공정에서 회선변형, 쇼트(short), 계면분리, 균열 등이 발생하여 회로자체가 파괴되는 현상이 발생한다. 따라서, 고미세피치 동도금의 경우 잔류응력을 제거하기 위해 어닐링열처리를 실시하게 된다.In the case of fine pitch of 10㎛ or less, the above-mentioned residual stress causes the circuit itself to be destroyed due to line deformation, short, interfacial separation, crack, etc. in the use of the final consumer or even in the next manufacturing process. do. Therefore, in the case of high fine pitch copper plating, annealing heat treatment is performed to remove residual stress.
그러나, 과도한 어닐링열처리는 피트(pit)와 보이드(void)의 급격한 증가와, 과도한 결정립 성장을 야기하므로 5~10㎛의 미세피치를 구현하는 것 자체가 불가능해지는 문제점이 있었다. 즉, 최소한의 결정립 성장을 유지하면서 잔류응력을 최대한 제거할 수 있는 최적의 열처리 조건의 설정이 필요한 것이다.However, excessive annealing heat treatment causes a sudden increase in pit and void and excessive grain growth, thus making it impossible to realize a fine pitch of 5 to 10 μm. In other words, it is necessary to set the optimum heat treatment conditions to remove the residual stress as much as possible while maintaining the minimum grain growth.
한편, 도 1은 어닐링열처리 후, 에칭공정을 통해 미세 패턴이 형성된 PCB의 개략 단면도로써, 에칭 계수(factor)는 에칭 후 형성된 미세 패턴의 단면에서 H/a로 표현되며, 무한대(∞)에 가까울수록 우수한 에칭 패턴이다.1 is a schematic cross-sectional view of a PCB on which a fine pattern is formed through an etching process after annealing heat treatment, and an etching factor is expressed as H / a in a cross section of the fine pattern formed after etching, and is close to infinity (∞). The better the etching pattern.
위의 H/a값을 크게 하기 위해서는 잔류응력이 최소화되고, 결정립 성장이 최소화 및 균일화되어야 함으로써, 어닐링열처리시에는 결정립 크기의 모니터링이 필수적이며, 과도한 열처리로 인해 결정립이 8~10㎛ 이상으로 성장하는 것을 피해야 한다.In order to increase the above H / a value, residual stress should be minimized and grain growth should be minimized and uniformized. Therefore, monitoring of grain size is essential during annealing heat treatment, and grains grow to 8 ~ 10㎛ or more due to excessive heat treatment. You should avoid doing it.
한편, 본 출원인은 이미 소결열처리공정에 있어서, 노내의 가열 온도에 대한 누적에너지수치를 모니터링시켜 제품의 품질 편차를 없애고 소결 불량품의 생산을 방지하도록 한 에너지수치를 이용한 열처리 제어방법(특허 등록번호 제0612446호)의 특허를 선출원하여 등록받은 바 있다.On the other hand, in the sintering heat treatment process, the present applicant already monitors the cumulative energy value of the heating temperature in the furnace to remove the quality deviation of the product and to prevent the production of defective sintered heat treatment control method (patent registration No. 0612446) has been filed and registered.
즉, 상기 특허는 분말의 소결시 제품에 가해지는 열에너지와 제품 소결밀도 사이에 유일한 함수관계가 존재한다는 사실에 근거하여 발명이 된 것으로, 위와 같 이 소결 가공되는 제품의 품질 편차를 없애고 소결 불량품 생산을 방지할 수 있게 된다.That is, the patent was invented on the basis of the fact that there is a unique functional relationship between the thermal energy applied to the product during the sintering of the powder and the sintering density of the product. Can be prevented.
그러나, 위와 같은 열처리 제어방법은 목표 소결밀도를 확보하기 위해 목표에너지를 설정하고 그 목표에너지를 달성하는 것이 목적이므로, 동도금층의 어닐링 과정에서 성장하는 결정입도를 실시간 모니터링하는 것이 어려운 문제가 있었다.However, since the heat treatment control method as described above aims to set a target energy to achieve a target sintered density and achieve the target energy, it is difficult to monitor the grain size growing in the annealing process of the copper plating layer in real time.
즉, 잔류응력 제거가 목적인 열처리에서는 결정립의 성장이 필연적으로 동반되는 것으로써, 결정립 성장에 따른 물리량은 결정립의 크기가 과도하게 형성되는 것을 피하기 위해 계속적으로 모니터링되어야 하나, 결정립을 성장시키는 것이 목적이 아니므로 결정립 크기를 목표수치로 설정하는 것이 어려운 문제가 있었다.In other words, in the heat treatment for the purpose of removing residual stress, grain growth is inevitably accompanied, and the physical quantity due to grain growth must be continuously monitored to avoid excessive formation of grain size, but the purpose of growing grains is to No, it was difficult to set the grain size as the target value.
또한, 첨부 도면 도 2는 항온이 유지되고 있는 연속로에 PCB나 FPCB를 장입하는 경우 결정성장을 보여주는 그래프로써, 어닐링온도에 따라 결정립 성장속도가 상이함을 확인할 수 있다.In addition, Figure 2 is a graph showing the crystal growth when loading the PCB or FPCB in a continuous furnace is maintained at a constant temperature, it can be seen that the grain growth rate is different depending on the annealing temperature.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 노내의 가열 온도에 대한 시편의 에너지수치를 모니터링시키고 이를 결정립 크기로 환산하여 결정립 크기를 실시간 모니터링함으로써, 잔류응력 제거를 위한 열처리 공정에서 과도한 결정립 성장을 방지함은 물론 결정립 크기를 제어할 수 있도록 한 어닐링 공정에서의 결정성장 모니터링 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the problems described above, by monitoring the energy value of the specimen for the heating temperature in the furnace and converting it into grain size in real time to monitor the grain size, in the heat treatment process for removing residual stress An object of the present invention is to provide a method and apparatus for monitoring grain growth in an annealing process that prevents excessive grain growth and controls grain size.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 결정성장 모니터링방법은, 노 내에 시편을 장입하고, 이를 가열 및 냉각하는 어닐링 열처리 공정을 모니터링하는 방법에 있어서, 열처리하고자 하는 시편의 결정성장 활성화에너지를 콘트롤러에 입력하는 제1단계와; 열처리 과정에서 실시간 측정되는 노 내의 가열온도와 가열 유지시간과 시편의 결정성장 활성화에너지를 수학식1에 의해 계산하여 결정립 크기를 예측할 수 있는 누적에너지수치를 구하고, 이를 콘트롤러에 모니터링시키는 제2단계와; 콘트롤러에 모니터링되는 누적에너지수치와 동기화되어 상기 시편의 결정립 크기가 실시간 모니터링되는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the crystal growth monitoring method of the present invention for achieving the above object, in the method for monitoring the annealing heat treatment process of charging the specimen in the furnace, heating and cooling it, the controller to control the crystal growth activation energy of the specimen to be heat treated A first step of inputting to the; The second step of calculating the cumulative energy value that can predict the grain size by calculating the heating temperature and the holding time and the crystal growth activation energy of the specimen measured in real time during the heat treatment process by
여기서, 수학식1은 
T=절대온도, Q=결정성장 활성화에너지, R=기체상수, dt=가열유지시간을 나타낸다.T = absolute temperature, Q = crystal growth activation energy, R = gas constant, and dt = heating holding time.
그리고, 상기 시편의 결정립 성장이 필요한 경우에는 시편을 계속해서 가열하여 누적에너지수치를 상승시키고, 시편의 결정립 성장이 불필요한 경우에는 시편을 냉각시킨다.When the grain growth of the specimen is required, the specimen is continuously heated to increase the cumulative energy value, and when the grain growth of the specimen is unnecessary, the specimen is cooled.
또한, 본 발명의 결정성장 모니터링장치는, 노 내에 시편을 장입하고, 이를 가열 및 냉각하는 어닐링 열처리 공정을 모니터링하는 장치에 있어서, 노 내의 가열온도와 가열 유지시간을 표시할 수 있도록 콘트롤러 전면에 가열온도표시부와 가열 유지시간표시부를 각각 구비하고, 시편의 결정립 크기를 예측할 수 있는 누적에너지수치를 수학식1에 의해 계산하여 표시할 수 있도록 상기 콘트롤러 전면에 누적에너지표시부를 구비하며, 상기 누적에너지수치와 동기화되어 성장하는 시편의 결정립 크기를 실시간 표시할 수 있도록 콘트롤러 전면에 결정립크기표시부를 구비한다.In addition, the crystal growth monitoring apparatus of the present invention, in the apparatus for monitoring the annealing heat treatment process of charging the specimen in the furnace, heating and cooling it, the heating in front of the controller to display the heating temperature and the heating holding time in the furnace A temperature display unit and a heating holding time display unit are respectively provided, and a cumulative energy display unit is provided on the front of the controller to display and calculate a cumulative energy value for predicting the grain size of the specimen by
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 수학식1에 의해 계산되는 누적에너지수치와 그에 대응하여 성장하는 결정립 크기를 콘트롤러에 실시간 모니터링시켜 최초의 결정립 크기와 대비하여 결정립이 성장한 정도를 모니터링할 수 있게 된다.The present invention through the above problem solving means, by monitoring the cumulative energy value calculated by
따라서, 잔류응력 제거를 위해 열처리를 하는 경우 결정립 성장이 과도하게 일어나는 경우 어느 정도 잔류응력이 해소되는 정도에서 시편을 냉각시켜 더 이상의 결정립 성장을 억제하는 효과가 있고, 원하는 미세 조직을 갖는 동도금 제품을 획득할 수 있는 효과도 있다.Therefore, in the case of heat treatment to remove residual stress, when the grain growth occurs excessively, the specimen is cooled to the extent that the residual stress is eliminated to some extent to suppress further grain growth, and to obtain a copper plating product having a desired microstructure. There is also an effect that can be obtained.
더욱이, 상술한 바와 같이 열처리 가공되는 제품의 결정립 크기를 에너지수 치의 비교를 통해 제어할 수 있으므로, 제품의 품질을 제어할 수 있을 뿐만 아니라 공정 중에 불량품을 예측할 수 있어 불량품의 생산을 방지할 수도 있는 효과도 있는 것이다.Furthermore, as described above, since the grain size of the heat treated product can be controlled by comparing the energy values, not only the quality of the product can be controlled but also the defective product can be predicted during the process, thereby preventing the production of the defective product. It is also effective.
또한, 위와는 반대로 결정립 성장이 필요한 열처리의 경우에도 적용이 가능하여, 어닐링 열처리를 통해 시편에 원하는 결정립 크기가 될 때까지 가열하여 원하는 크기의 결정립 크기를 확보할 수 있는 효과도 있다.In addition, contrary to the above, it can be applied even in the case of heat treatment that requires grain growth, there is an effect that can be obtained by heating until the desired grain size on the specimen through the annealing heat treatment to secure the grain size of the desired size.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 어닐링 공정에서의 결정성장 모니터링방법을 순차적으로 나타낸 블록도로써, 시편의 결정성장 활성화에너지(Q)를 입력하는 제1단계(S10)와, 누적에너지수치(Θ)를 모니터링시키는 제2단계(S20)와, 누적에너지수치(Θ)에 따라 시편의 냉각 여부를 결정하는 제3단계(S30)의 순서에 의해 시편의 열처리 가공을 제어하고, 결정립 크기를 모니터링한다.3 is a block diagram sequentially illustrating a method for monitoring the growth of a crystal in the annealing process according to the present invention. The first step S10 of inputting the crystal growth activation energy Q of the specimen and a cumulative energy value Θ The heat treatment of the specimen is controlled by the sequence of the second step S20 of monitoring and the third step S30 of determining whether to cool the specimen according to the cumulative energy value Θ, and the grain size is monitored.
구체적으로 설명하면, 먼저 제1단계(S10)에서는 어닐링 열처리하고자 하는 시편의 결정성장 활성화에너지(Q)를 독립적 또는 노 외부에 부착된 콘트롤러(10)에 입력시킨다.Specifically, in the first step (S10), the crystal growth activation energy (Q) of the specimen to be annealed is input to the
여기서, 상기한 결정성장 활성화에너지(Q)(activation energy)란 어닐링 열처리시 결정입자들의 성장반응이 일어나기 위한 최소한의 에너지를 일컫는 것으로, 열처리에 사용되는 물질마다 결정성장 활성화에너지(Q)의 수치가 다르고 상기 수치 는 이미 공지되어 널리 알려져 있다. 일예로 동도금층의 경우는 8.8kJ/mol이고, ZnO은 188kJ/mol이며, Si는 238kJ/mol, 그리고 나노Ni은 428kJ/mol이다.Here, the crystal growth activation energy (Q) refers to the minimum energy for the growth reaction of the crystal grains during the annealing heat treatment, the value of the crystal growth activation energy (Q) for each material used in the heat treatment The figures are different and already known and well known. For example, the copper plating layer is 8.8 kJ / mol, ZnO is 188 kJ / mol, Si is 238 kJ / mol, and nano Ni is 428 kJ / mol.
계속해서, 제2단계(S20)에서는 누적에너지수치(Θ)를 상기 콘트롤러(10)에 실시간으로 모니터링시키는 것으로, 실시간 측정되는 노 내부의 가열온도와, 가열 유지시간 및 상기 콘트롤러(10)에 입력되는 결정성장 활성화에너지(Q)를 수학식1에 의해 계산하여 결정립 크기를 예측할 수 있는 누적에너지수치(Θ)를 구하고, 이 누적에너지수치(Θ)를 콘트롤러(10)에 실시간으로 입력 및 모니터링시킨다.Subsequently, in the second step S20, the cumulative energy value Θ is monitored in real time on the
여기서, 상기한 수학식1은 
로써, 상기한 수학식1의 기호가 나타내는 바를 간략하게 설명하면, T=절대온도, Q=결정성장 활성화에너지, R=기체상수, dt=가열유지시간을 나타낸다.By briefly explaining what the symbol of Equation (1) indicates, T = absolute temperature, Q = crystal growth activation energy, R = gas constant, and dt = heating holding time.
즉, 도 6은 PCB 동도금층의 150~300℃ 온도범위에서 어닐링시 제품에 가해진 에너지(x축)에 따른 결정립의 성장을 보여주는 것으로, x축을 제품에 가해진 에너지값으로 환산했을 때 성장 중인 결정립의 크기가 에너지의 유일한 함수로 계산됨을 알 수 있다.That is, Figure 6 shows the growth of the grains according to the energy (x-axis) applied to the product during annealing in the temperature range of 150 ~ 300 ℃ of the copper plating layer of the PCB, the x-axis of the growing grain when converted to the energy value applied to the product It can be seen that magnitude is calculated as the only function of energy.
계산에 사용된 동도금층의 결정성장 활성화에너지(Q)는 8.8kJ/mol이며, 수학식1 
제3단계(S30)는 상기한 수학식1에 의해 계산된 누적에너지수치(Θ)에 따라 시편의 냉각 여부를 결정하는 것으로, 시편의 결정립은 상기한 누적에너지수치(Θ) 에 동기화되어 성장이 이루어지고, 상기한 결정립의 크기가 콘트롤러(10)에 실시간으로 모니터링된다.The third step (S30) is to determine whether to cool the specimen according to the cumulative energy value (Θ) calculated by the above equation (1), the grain of the specimen is synchronized with the cumulative energy value (Θ) above the growth The size of the crystal grains described above is monitored by the
도 4를 통하여 설명하면, 시편을 가열하는 경우 상기 수학식1에 의해 계산되는 누적에너지수치(Θ)가 점차적으로 상승하게 되면서 이와 함께 결정립의 크기가 성장하게 되고, 누적에너지수치(Θ)의 상승과 함께 결정립의 크기가 원하는 크기에 도달하게 되면 시편을 냉각구간으로 이동시켜 냉각시키게 된다.Referring to FIG. 4, when the specimen is heated, as the cumulative energy value Θ calculated by
한편, 첨부도면 도 5에 도시된 콘트롤러(10)에는 가열온도표시부(11)와, 가열유지시간표시부(12)와, 누적에너지표시부(13) 및 결정립크기표시부(14)를 각각 구비한다.Meanwhile, the
설명하면, 상기 콘트롤러(10) 전면 상부 일측에 노 내의 가열온도를 표시할 수 있도록 가열온도표시부(11)를 구비하고, 상기 가열온도표시부(11) 일측에는 노 내의 가열 유지시간을 표시할 수 있도록 가열 유지시간표시부(12)를 구비한다.For example, a heating
그리고, 상기 콘트롤러(10) 전면 하부 일측에는 결정립 크기를 예측할 수 있는 누적에너지수치(Θ)를 수학식1에 의해 계산하여 표시할 수 있도록 누적에너표시부(13)를 구비한다. 또한, 콘트롤러(10) 전면 하부 타측에 위치한 상기 누적에너지표시부(13) 일측에는 상기 누적에너지수치(Θ)와 동기화되어 성장하는 시편의 결정립 크기를 실시간 표시할 수 있도록 결정립크기표시부(14)를 구비한다.In addition, a cumulative
즉, 상기한 콘트롤러(10)에 노 내의 가열온도 및 가열 유지시간은 물론, 누적에너지수치(Θ)와 누적에너지수치(Θ)에 따라 성장하는 결정립 크기가 함께 모니터링됨으로써, 누적에너지수치(Θ)와 결정립 크기의 비교가 용이할 뿐만 아니라, 어닐링공정에서 결정립 크기를 원활하게 조절할 수 있게 된다.That is, the
이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effect of the present invention configured as described in detail as follows.
본 발명의 어닐링 공정에서의 결정성장 모니터링방법 및 통하여 시편을 열처리 가공하고 이와 동시에 결정립 성장을 모니터링하기 위해서는 도 4와 같이 먼저, 열처리하고자 하는 시편 고유의 결정성장 활성화에너지(Q)를 콘트롤러(10)에 입력한다(S10). 그리고, 노 내부의 가열온도와, 가열 유지시간과, 시편 고유의 결정성장 활성화에너지(Q)를 이용하여 수학식1에 의해 누적에너지수치(Θ)를 계산하고, 계산된 누적에너지수치(Θ)를 콘트롤러(10)에 입력시킨다(S20).In order to heat-treat the specimen through the crystal growth monitoring method and the annealing process of the present invention and simultaneously monitor the grain growth, as shown in FIG. 4, the intrinsic crystal growth activation energy (Q) to be heat treated is
이 후, 시편의 가열과 함께 온도에 대한 시편의 누적에너지 적분값이 수학식1에 의해 계산되어 콘트롤러(10)에 실시간으로 모니터링되면서, 상기한 누적에너지수치(Θ)에 따라 결정립 크기가 콘트롤러(10)에 실시간 모니터링되고, 이와 함께 시편의 결정립 성장이 일어나게 되는데, 이때 원하는 결정립 크기에 따라 시편의 냉각 여부를 결정하게 된다(S30).Thereafter, the cumulative energy integral value of the specimen with respect to the temperature with the heating of the specimen is calculated by
즉, 시편의 결정립 크기를 성장시키고자 하는 경우 시간에 관여하지 않고 지속적으로 가열을 유지하여 누적에너지수치(Θ)를 상승시키고, 시편의 결정립 크기가 원하는 크기에 도달하거나 혹은 더 이상 시편의 결정립 크기의 성장을 원하지 않는 경우 시편을 냉각구간에 위치시켜 냉각시키게 되는 것이다.In other words, if you want to grow the grain size of the specimen, do not involve time and continuously maintain heating to increase the cumulative energy value (Θ), the grain size of the specimen reaches the desired size or no longer the grain size of the specimen If you do not want the growth of the specimen is placed in the cooling section to cool.
이와 같은 방법을 통해, 열처리 이전의 결정립 크기가 5㎛인 동도금층을 이용하여 10㎛의 미세피치를 가진 최종 제품을 제조할 경우, 어닐링 열처리 후 결정 립은 반드시 10㎛미만이어야 하며, 7㎛의 미세피치가 최종 제품이면 어닐링 열처리 후 결정립은 반드시 7㎛미만이어야 한다.Through this method, when manufacturing the final product having a fine pitch of 10㎛ using a copper plating layer having a grain size of 5㎛ before heat treatment, the crystal grain after annealing heat treatment must be less than 10㎛, 7㎛ If the fine pitch is the final product, the grain after annealing heat treatment must be less than 7㎛.
이처럼, 본 발명의 어닐링 공정에서의 결정성장 모니터링방법 및 장치는 도 5와 같이 수학식1에 의해 계산되는 누적에너지수치(Θ)와 상기 누적에너지수치(Θ)에 따라 동기화되는 결정립 크기를 콘트롤러(10)에 함께 모니터링시켜 양자의 수치가 비교될 수 있도록 하였다.As such, in the annealing process of the present invention, the method and apparatus for monitoring growth of crystals control the cumulative energy value Θ calculated by
따라서, 잔류응력 제거를 위해 열처리를 하는 경우 결정립 성장이 과도하게 일어나는 경우 어느 정도 잔류응력이 해소되는 정도에서 시편을 냉각시켜 더 이상의 결정립 성장을 억제할 수 있고, 원하는 미세 조직을 갖는 동도금 제품을 획득할 수도 있다.Therefore, in the case of heat treatment to remove residual stress, if the grain growth occurs excessively, the specimen can be cooled to a degree where the residual stress is resolved to some extent to suppress further grain growth, thereby obtaining a copper plating product having a desired microstructure. You may.
더욱이, 상술한 바와 같이 열처리 가공되는 제품의 결정립 크기를 에너지수치의 비교를 통해 제어할 수 있으므로, 제품의 품질을 제어할 수 있을 뿐만 아니라 공정 중에 불량품을 예측할 수 있어 불량품의 생산을 방지할 수도 있다.Furthermore, as described above, since the grain size of the product to be heat-treated can be controlled by comparing the energy values, not only the quality of the product can be controlled but also the defective product can be predicted during the process, thereby preventing the production of the defective product. .
또한, 결정립 성장이 필요한 열처리의 경우에도 적용이 가능하여, 어닐링 열처리를 통해 시편에 원하는 결정립 크기가 될 때까지 가열하여 원하는 크기의 결정립 크기를 확보할 수도 있다.In addition, it is possible to apply even in the case of heat treatment that requires grain growth, it is possible to secure the desired grain size by heating until the desired grain size on the specimen through annealing heat treatment.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.On the other hand, the present invention has been described in detail only with respect to the specific examples described above it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical scope of the present invention, it is natural that such variations and modifications belong to the appended claims. .
즉, 본 발명의 일실시예로 어닐링 공정을 일예로 들었으나, 이외에도 다른 열처리 공정에 적용될 수도 있다.That is, although an annealing process is mentioned as an example of one embodiment of the present invention, it may be applied to other heat treatment processes.
도 1은 통상의 어닐링 열처리 후 에칭공정을 통해 미세 패턴이 형성된 PCB의 개략 단면도,1 is a schematic cross-sectional view of a PCB formed with a fine pattern through an etching process after a conventional annealing heat treatment,
도 2는 여러 항온 상태에서 PCB 또는 FPCB의 시간에 따른 결정성장 실험결과를 나타낸 그래프,Figure 2 is a graph showing the results of the crystal growth experiments with time of PCB or FPCB in various constant temperature conditions,
도 3은 본 발명에 따른 결정성장 모니터링방법을 순차적으로 나열한 블록도,3 is a block diagram sequentially listing the crystal growth monitoring method according to the present invention,
도 4는 본 발명에 따른 결정성장 모니터링방법의 흐름을 나타낸 순서도,4 is a flow chart showing the flow of the crystal growth monitoring method according to the present invention,
도 5는 본 발명에 따른 콘트롤러를 개략적으로 도시한 정면도,5 is a front view schematically showing a controller according to the present invention;
도 6은 본 발명에 의해 여러 항온 상태에서의 누적에너지수치에 따른 결정성장 실험결과를 나타낸 그래프.Figure 6 is a graph showing the results of the crystal growth experiment according to the cumulative energy value in various constant temperature state by the present invention.
*도면 중 주요 부호에 대한 설명** Description of the major symbols in the drawings *
10 : 콘트롤러 11 : 가열온도표시부10: controller 11: heating temperature display unit
12 : 가열 유지시간표시부 13 : 누적에너지표시부12: heat holding time display unit 13: cumulative energy display unit
14 : 결정립크기표시부14: crystal grain size display
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