KR101255902B1 - 기판 건조 장치 및 기판 건조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 기판 건조 장치는 기판을 투입하기 위한 기판 투입부와, 투입된 기판을 고정하여 수직으로 세우기 위한 기판 고정부재와, 수직으로 세워진 기판을 가열하여 건조시키기 위한 기판 건조부 및 건조된 기판을 배출시키기 위한 기판 배출부를 구비한다.

Description

기판 건조 장치 및 기판 건조 방법{Apparatus and method for drying substrate}

본 발명은 기판 건조 장치 및 기판 건조 방법에 관한 것이다.

기판을 제조하는 공정에서 기판에 잔류하는 잔류물을 제거하기 위하여 기판을 세정하고 기판 표면의 액상의 제거 및 건조시키는 공정 또는 기판에 도포되는 액상 물질을 건조시키는 공정 등에서 기판 건조 장치가 이용된다.

이중 기판에 도포되는 액상 물질을 건조시키는 공정으로서, 기판상에 형성된 회로패턴을 피복할 목적으로 부품이 실장될 영역을 제외한 다른 부분을 차폐하기 위하여 솔더 레지스트를 기판에 도포하고 건조시키는 공정이 있다.

기판의 회로 패턴은 기판에 입혀진 동박을 부식하여 만들어지므로 원리적으로는 절연 피복이 없는 나선이라고 할 수 있다. 이로 인하여 전자부품을 기판 상에 실장 시에 기판 표면이 녹은 납에 노출되어 원하지 않는 접속이 발생할 수 있다. 이는 전자기기가 정상적으로 동작하지 못하게 하는 중대한 결함으로 이어지게 된다.

이러한 불량을 방지하기 위하여 나선인 회로패턴을 피복할 목적으로 부품의 납땜에 필요한 랜드(land) 주변을 제외한 다른 부분을 차폐하는 피막을 솔더 레지스트라 하며, 솔더 레지스트는 차폐의 의미를 적용하여 솔더 마스크라고도 한다.

전술한 솔더 레지스트층 형성방법은 동박적층판인 기판에 회로패턴을 형성하고, 회로패턴이 형성된 기판에 액체 상태의 감광성 솔더 레지스트를 도포하고 건조기를 이용하여 가열하는 방식으로 가건조한 후, 기판에 아트 워크 필름을 밀착시킨 후, 자외선에 노출시켜 솔더 레지스트층에 대응되는 솔더 레지스트는 경화시키고, 경화되지 않은 부분은 제거하여 솔더 레지스트층을 형성한다.

이때, 상기 기판에 액체 상태의 솔더 레지스트를 도포한 후, 건조기를 이용하여 가열하는 방식으로 가건조를 할 때, 일반적으로 도 6에 도시한 것처럼, 수평타입의 클램프(clamp)(10)를 적용하여 기판(P)이 수평을 유지한 상태에서 가열하여 가건조하는 컨택(contact) 방식과 또는, 도 7에 도시한 바와 같이, 하부에 회전하는 롤에 의해 기판(P)이 이동하면서 가열하여 가건조하는 논-컨택(non-contact) 방식이 사용된다.

그러나, 상기 컨택 방식은 기판 가열 시 열에 의한 기판 팽창으로 기판이 처짐으로써 과건조가 발생하여 기판의 일부분이 미현상되는 불량이 발생하는 문제점이 있고, 상기 논-컨택 방식은 솔더 레지스트가 가경화 상태이므로 건조 진행시 회전하는 하부 롤에 의해 기판의 표면에 줄무늬가 발생하는 외관 불량 문제가 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면은 가열에 의한 기판의 처짐 발생을 방지하고, 외관 불량을 방지할 수 있는 기판 건조 장치 및 기판 건조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 기판 건조 장치는 기판을 투입하기 위한 기판 투입부와, 투입된 기판을 고정하여 수직으로 세우기 위한 기판 고정부재와, 수직으로 세워진 기판을 가열하여 건조시키기 위한 기판 건조부 및 건조된 기판을 배출시키기 위한 기판 배출부를 구비한다.

여기에서, 상기 기판 고정부재는 상기 기판 투입부와 기판 배출부 사이에 위치할 수 있다.

또한, 상기 장치는 상기 기판 고정부재를 회전시키기 위한 회전 유닛을 더 구비하며, 상기 기판 고정부재의 회전 반경은 0° ~ 180°일 수 있다.

상기 기판 건조부는 상기 기판 투입부 및 기판 배출부의 상측에 위치할 수 있다.

또한, 상기 장치는 상기 기판 고정부재를 상하로 이동시키기 위한 상하 이동 유닛을 더 구비할 수 있다.

상기 기판 고정부재는 상기 투입된 기판의 에지(edge)를 클램핑(clamping)하기 위한 클램핑 수단을 구비할 수 있다.

또한, 상기 장치는 상기 건조된 기판을 냉각시키기 위한 기판 냉각부를 더 구비할 수 있다.

상기 기판 투입부는 투입되는 기판의 이동 경로를 제어하기 위한 기판 이동 가이드를 더 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 기판 건조 방법은 기판 투입부로 기판을 투입시키는 단계와, 투입된 기판을 수직으로 세워서 기판 건조부에서 건조시키는 단계 및 건조된 기판을 기판 배출부로 배출시키는 단계를 포함한다.

상기 기판 건조부가 상기 기판 투입부 상측에 위치하는 경우, 상기 기판을 건조시키는 단계는, 상기 기판 투입부로 투입된 기판을 기판 고정부재를 이용하여 고정시키는 단계와, 상기 고정된 기판을 수직으로 세우는 단계와, 상기 세워진 기판을 상측으로 이동시켜 상기 기판 건조부로 진입시키는 단계 및 상기 기판 건조부에서 상기 진입된 기판을 가열하여 건조시키는 단계를 포함하며, 상기 기판을 배출시키는 단계는, 상기 건조된 기판을 하측으로 이동시켜 상기 기판 건조부로부터 퇴각시키는 단계 및 상기 퇴각된 기판을 상기 기판 배출부 방향으로 회전시켜 배출시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 기판을 고정하는 단계는 상기 투입된 기판의 에지(edge)를 클램핑(clamping)하여 수행될 수 있다.

상기 기판을 건조시키는 단계 이후에, 상기 건조된 기판을 기판 냉각부에서 냉각시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명은 기판을 수직으로 세워서 건조시킴으로써, 가열에 의한 기판의 처짐 현상 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 기판의 에지 부분만을 클램핑하여 수직으로 세움으로써, 기판에 접촉되는 부분을 최소화하여 기판 외관에 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 건조 장치의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 건조 장치의 기판 고정부재의 회전 양상을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 건조 방법의 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 종래 기판 건조 방식 중 컨택(contact) 방식으로 기판을 건조시키는 공정을 나타내는 도면이다.
도 7은 종래 기판 건조 방식 중 논-컨택(ontact) 방식으로 기판을 건조시키는 공정을 나타내는 도면이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.

기판 건조 장치

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 건조 장치의 구성을 나타내는 사시도이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 건조 장치의 기판 고정부재의 회전 양상을 나타내는 도면이다.

우선, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 기판 건조 장치는 기판 투입부(100), 기판 배출부(200), 기판 고정부재(300) 및 기판 건조부(600)를 포함한다.

기판 투입부(100)는 액상 물질, 예로써, 액상 솔더 레지스트가 도포된 기판(P)이 투입되는 부분으로, 컨베이어 형태로 구비될 수 있다. 여기에서, 컨베이어는 벨트 컨베이어, 롤러 컨베이어, 휠 컨베이어 중 어느 하나일 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 기판 투입부(100)는 상기 컨베이어를 구동시키기 위한 구동원, 예로써, 구동 모터(미도시) 등을 더 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 도면상에 도시하지는 않았지만, 기판 투입부(100)의 양 측면 즉, 기판이 이동하는 방향에 대응되는 측면에는 투입된 기판의 이동 경로를 제어하기 위한 기판 이동 가이드가 더 구비될 수 있다.

기판 배출부(200)는 상기 기판 건조부(600)에서 건조된 기판(P)이 배출되는 부분으로, 이 역시 기판 투입부(100)와 마찬가지로 컨베이어 형태로 구비될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.

기판 고정부재(300)는 상기 기판 투입부(100)로 투입된 기판(P)의 에지(edge)를 고정하여 수직으로 세우기 위한 부재로, 상기 고정은 클램핑(clampimg)에 의해 수행될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 고정부재(300)는 ㄱ자로 꺾인 형태이며, ㄱ자에서 ㅡ부분은 투입되는 기판(P)의 에지(edge)부분을 클램핑(clamping)하기 위한 클램프(clamp) 수단이며, ㅣ자 부분의 일단은 클램프(clamp)와 연결되고, 타단은 회전봉(410)과 연결되어 있다. 회전봉(410)의 일단은 상기 기판 고정부재(300)와 연결된 회전봉(410)을 회전시키기 위한 회전 유닛(400)과 연결되어 있는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명은 기판의 에지 부분만을 클램핑함으로써, 기판에 접촉되는 부분을 최소화하여 기판 외관에 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 기판 건조 장치에서 상기 기판 투입부(100)와 기판 배출부(200) 및 기판 고정부재(300)는 도 1에 도시한 바와 같이, 서로 일렬로 수평한 구조로 구비될 수 있다. 본 발명에서 각 장치의 부분은 서로 일렬인 수평 구조로 구비된 것으로 예를 들었으나, 서로 연결될 수 있는 구조라면 어떠한 구조라도 가능하다는 것은 자명할 것이다.

이때, 상기 기판 고정부재(300)의 l자 부분의 일단이 연결된 회전봉(410)이 상기 기판 투입부(100)와 기판 배출부(200) 사이에 위치하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 회전봉(410)에 연결된 상기 기판 고정부재(300)는 상기 기판 투입부(100)와 기판 배출부(200) 사이를 회전할 수 있게 된다.

이때, 상기 회전은 회전봉(410)의 일단에 연결된 회전 유닛(400)에 의해 수행되며, 이에 의한 상기 기판 고정부재(300)의 회전 반경은 0° ~ 180°일 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.

기판 건조부(600)는 상기 기판 투입부(100)로 투입된 액상 물질, 예로써, 액상 솔더 레지스트가 도포된 기판(P)을 가열하여 건조시키기 위한 부분으로서, 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 기판 투입부(100)와 기판 배출부(200)의 상측에 위치할 수 있다.

상기 기판 고정부재(300)는 원위치 즉, 상기 기판 투입부(100)와 기판 배출부(200)의 사이에서부터 그 상측에 위치한 상기 기판 건조부(600)까지 상하로 이동하며 클램핑하여 수직으로 세운 기판(P)을 기판 건조부(600)로 진입 및 퇴각시킬 수 있다. 이를 위하여, 본 발명에 따른 기판 건조 장치는 상기 기판 고정부재(300)를 상하로 이동시키기 위한 상하 이동 유닛(500)을 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 기판 건조 장치는 상기 기판 건조부(600)에서 가열되고 건조된 기판(P)을 냉각시키기 위한 기판 냉각부(미도시)를 더 구비할 수 있으며, 상기 기판 냉각부(미도시)의 위치는 상기 기판 건조부(600)의 하측에 구비될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 기판 건조부(600)는 상기 기판 고정부재(300)와 연결된 회전봉(410)과 기판 배출부(200) 사이에 이들과 일렬로 구비될 수 있으며, 이러한 경우에는 상기 기판 고정부재(300)가 좌우로 이동할 수 있는 별도의 수단, 예를 들어 가드레일과 같은 수단을 구비할 수도 있다. 즉, 상기 기판 고정부재(300)가 상기 가드레일을 따라, 클램핑한 기판(P)을 수직으로 세운 상태로 기판 건조부(600)로 진입시켜 가열하여 건조시키고 기판 배출부(200) 쪽으로 건조된 기판(P)을 퇴각시키는 것이다.

또한, 상기 기판 건조부(600)가 상기 기판 배출부(200)와 일렬로 위치하면, 상기 기판 냉각부(미도시) 역시 상기 기판 건조부(600)와 상기 기판 배출부(200)의 사이에 일렬로 구비되어 상기 기판 건조부(600)로부터 퇴각되는 건조된 기판(P)을 냉각시키는 것이 바람직하다.

이에 따라, 본 발명은 기판을 수직으로 세워서 건조시킴으로써, 가열에 의한 기판의 처짐 현상을 방지할 수 있다.

기판 건조 방법

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 건조 방법의 순서를 나타내는 흐름도이다.

우선, 도 1에 도시한 바와 같은 기판 건조 장치의 기판 투입부(100)로 기판(P)를 투입시킨다(S501). 여기에서, 상기 투입되는 기판(P)상에는 액상 물질, 예로써, 액상의 솔더 레지스트가 도포될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.

이후, 기판 고정부재(300)를 이용하여 상기 투입된 기판(P)을 고정하여 수직으로 세운 후, 상기 세워진 기판(P)을 기판 건조부(600)로 진입시킨 다음, 상기 기판 건조부(600)에서 가열하여 건조시킨다(S503). 여기에서, 상기 고정은 클램핑(clamping)에 의해 수행될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 상기 기판 건조부(600)가 상기 기판 투입부(100)의 상측에 위치하는 경우라면, 도 2에 도시한 바와 같이, 기판 투입부(100)로 기판(P)이 투입되면, 기판 배출부(200) 쪽에 위치해 있던 기판 고정부재(300)를 기판 투입부(100)까지 180°회전시켜 투입된 기판(P)의 에지(edge) 부분을 클램핑(clamping)한 후, 기판(P) 클램핑이 완료되면, 도 3과 같이, 90°역회전시킴으로써 기판(P)을 수직으로 세운다.

이후, 상기 세워진 기판(P)을 도 3와 같이, 화살표 방향 즉, 상측으로 이동시켜 기판 건조부(600)로 진입시킨 다음, 진입된 기판(P)을 가열하여 건조시킨다.

다음, 건조된 기판(P)를 상기 기판 건조부(600)로부터 퇴각시켜 기판 배출부(200)로 배출시킨다(S505).

이때, 상기 기판 고정부재(300)를 도 3에 도시한 바와 같이, 화살표 방향, 즉, 하측으로 이동시켜 상기 기판 건조부(600)로부터 건조된 기판(P)을 퇴각시킨 후, 상기 기판 고정부재(300)를 기판 배출부(200) 쪽으로 90°역회전시켜서 건조된 기판(P)을 배출시킨다.

이때, 건조된 기판(P)을 상기 기판 배출부(200)로 배출시키기 전에, 상기 기판 건조부(600)로부터 퇴각된 기판(P)을 냉각시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 기판 건조부(600)가 기판 투입부(100)의 상측에 위치하는 경우에 대하여 예시하였으나, 기판 건조부(600)의 위치가 다른 경우에도 본 발명이 적용 가능함은 자명할 것이다.

따라서, 본 발명은 액상 물질, 예로써 액상 솔더 레지스트가 도포된 기판을 수직으로 세워서 가열하여 건조시킴으로써, 열에 의한 기판 팽창으로 처짐에 의한 과건조 발생에 의한 불량 발생을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 기판의 에지 부분만을 클램핑하여 수직으로 세움으로써, 기판에 접촉되는 부분을 최소화하여 기판 외관에 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 패키지용 기판 및 그 제조방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100 : 기판 투입부 200 : 기판 배출부
300 : 기판 고정부재 400 : 회전 유닛
500 : 상하 이동 유닛 600 : 기판 건조부

Claims (13)

1. 기판을 투입하기 위한 기판 투입부;
   투입된 기판을 고정하여 수직으로 세우기 위한 기판 고정부재;
   수직으로 세워진 기판을 가열하여 건조시키기 위한 기판 건조부; 및
   건조된 기판을 배출시키기 위한 기판 배출부
   를 구비하며,
   상기 기판 고정부재를 회전시키기 위한 회전 유닛을 더 구비하고, 상기 기판 고정부재의 회전 반경은 0° ~ 180°인 기판 건조 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 기판 고정부재는 상기 기판 투입부와 기판 배출부 사이에 위치하는 기판 건조 장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 기판 건조부는 상기 기판 투입부 및 기판 배출부의 상측에 위치하는 기판 건조 장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 장치는 상기 기판 고정부재를 상하로 이동시키기 위한 상하 이동 유닛을 더 구비하는 기판 건조 장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 기판 고정부재는 상기 투입된 기판의 에지(edge)를 클램핑(clamping)하기 위한 클램핑 수단을 구비하는 기판 건조 장치.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 장치는 상기 건조된 기판을 냉각시키기 위한 기판 냉각부를 더 구비하는 기판 건조 장치.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 기판 투입부는 투입되는 기판의 이동 경로를 제어하기 위한 기판 이동 가이드를 더 구비하는 기판 건조 장치.
10. 기판 투입부로 기판을 투입시키는 단계;
    투입된 기판을 수직으로 세워서 기판 건조부에서 건조시키는 단계; 및
    건조된 기판을 기판 배출부로 배출시키는 단계
    를 포함하며,
    상기 기판 건조부가 상기 기판 투입부 상측에 위치하는 경우,
    상기 기판을 건조시키는 단계는,
    상기 기판 투입부로 투입된 기판을 기판 고정부재를 이용하여 고정시키는 단계;
    상기 고정된 기판을 수직으로 세우는 단계;
    상기 세워진 기판을 상측으로 이동시켜 상기 기판 건조부로 진입시키는 단계; 및
    상기 기판 건조부에서 상기 진입된 기판을 가열하여 건조시키는 단계
    를 포함하며,
    상기 기판을 배출시키는 단계는,
    상기 건조된 기판을 하측으로 이동시켜 상기 기판 건조부로부터 퇴각시키는 단계; 및
    상기 퇴각된 기판을 상기 기판 배출부 방향으로 회전시켜 배출시키는 단계
    를 포함하는 기판 건조 방법.
11. 삭제
12. 청구항 10에 있어서,
    상기 기판을 고정하는 단계는 상기 투입된 기판의 에지(edge)를 클램핑(clamping)하여 수행되는 기판 건조 방법.
13. 삭제

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