KR101316727B1 - Plating system of printed circuit board - Google Patents
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- H05K3/188—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by direct electroplating
Abstract
Description
본 발명은 도금장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인쇄회로기판용 도금장치에서 전극판의 가용 면적을 조정하여 도금편차를 줄임으로써 도금품질을 향상시킬 수 있게 하는 인쇄회로기판 도금장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plating apparatus, and more particularly, to a printed circuit board plating apparatus capable of improving plating quality by reducing the plating deviation by adjusting an available area of an electrode plate in a plating apparatus for a printed circuit board.
본 발명은 판형상의 반도체회로 패턴이 형성된 인쇄회로기판에 도금을 시행하기 위한 장치를 개시한다. 반도체회로가 형성(patterning)된 얇은 인쇄회로기판(이하, '기판'이라 한다)을 효율적으로 도금할 수 있는 장비로서 수직연속 도금장치가 있다. 이는 기판을 수직으로 세운 상태에서 기다란 도금조를 연속적으로 통과시키는 구성으로서 도금조를 통과하는 과정에서 전기화학적 반응으로 기판에 동도금이 이루어지도록 하는 것이다. 기판은 예를 들어 면적이 400 X 500mm이고 두께가 0.1mm 이하가 되기도 하며 하나의 기판에는 반도체 회로 패턴이 수십에서 수백 개까지 반복적으로 형성되어 있을 수 있다. The present invention discloses an apparatus for plating a printed circuit board on which a plate-shaped semiconductor circuit pattern is formed. As a device capable of efficiently plating a thin printed circuit board (hereinafter, referred to as a substrate) on which a semiconductor circuit is formed, there is a vertical continuous plating apparatus. This is a configuration in which the elongated plating bath is continuously passed while the substrate is upright, and copper plating is performed on the substrate by an electrochemical reaction in the process of passing the plating bath. For example, the substrate may have an area of 400 X 500 mm and a thickness of 0.1 mm or less, and one substrate may be repeatedly formed with tens to hundreds of semiconductor circuit patterns.
기판의 전체 면적을 따라 발생되는 도금편차는 도금장치의 성능을 가늠하게 하는 것으로서 생산성 내지 수득률과 직결된다. 그러므로 도금편차를 최소화하며 기판 전체 면적에 대하여 도금두께가 고르게 형성되도록 세심한 주의가 필요하게 된다. The plating deviation generated along the entire area of the substrate is a measure of the performance of the plating apparatus and is directly related to productivity and yield. Therefore, it is necessary to pay close attention to minimize the plating deviation and to form the plating thickness uniformly over the entire area of the substrate.
본 발명의 도금장치에서 피도금물인 기판은 도 1에 도시된 바와 같이 행거(100)에 매달린 상태로 기다란 도금조(101)를 따라 이송된다. 그리고 인쇄회로기판(P)에 직접 연결되는 전극은 환원전극인 캐소드(cathode)이며, 도금조(101)에는 기판(P)과 나란하게 도전판(110. 이하에서 '애노드판'이라 한다)이 설치되는데 이에 연결되는 전극은 산화전극인 애노드(anode)이다. In the plating apparatus of the present invention, the substrate to be plated is transferred along the
종래의 도금조(100)의 구조에서 다음과 같은 문제점이 있었다. The structure of the
첫째, 기판(P)의 면적은 유동적인데, 작은 기판(P)을 도금할 경우 애노드판(110)의 면적은 그대로 있기 때문에 과잉전류가 생기게 된다. 따라서 도금층이 두껍고 불균일하게 형성된다. First, the area of the substrate P is flexible. When the small substrate P is plated, the area of the
둘째, 전류가 회절에 기판(P)의 가장자리(도면상 상하단)로 치우쳐 모이는 경향이 있어 기판의 가장자리 부위가 가운데 부위보다 도금 두께가 두꺼워지는 경향이 있게 된다. 즉 도금조(100)의 도금액(Q)에 침지된 기판(P)의 각 모서리 부분에는 고전류의 전기 전도성이 발생하는 반면, 이 기판(P)의 중앙부분에는 저전류의 전기 전도성이 발생하게 되는데, 이러한 전기 전도성의 고저에 의해 피도금물인 기판의 도금편차가 발생하게 되고, 이러한 도금편차는 도금된 기판의 균일성을 떨어뜨리고 도금불량률도 증가시키게 된다.
Second, the current tends to drift toward the edges (upper and lower side in the drawing) of the substrate P in diffraction, so that the edge portion of the substrate tends to have a thicker thickness than the center portion. That is, high current electric conductivity is generated at each corner portion of the substrate P immersed in the plating solution Q of the
이러한 문제에 대하여 비를 피하기 위해 우산으로 몸을 가리듯, 기판(P)을 애노드판(110)으로부터 오는 전류로부터 가리기 위한 차폐수단이이 사용되어 왔다. 국내 실용신안등록출원 제20-2005-0011322호는 인쇄회로기판용 마스크 구조를 제안하고 있으며, 이에 대한 개선사항으로서 국내특허출원 제10-2006-0055363호는 "도금설비의 가변형 인쇄회로기판 마스크 구조"가 제안된 바 있다. 이는 도금할 인쇄회로기판의 규격에 맞추어 마스크 부분을 적절하게 가변하여 사용할 수 있게 하는 것이다. In order to avoid such a problem, shielding means for shielding the substrate P from the current coming from the
그리고 이들이 가지는 문제는 국내 특허출원 제10-2008-00097233호의 "도금설비의 인쇄회로기판용 차폐케이스"를 제안하고 있다.
And the problem they have is to propose a "shielding case for a printed circuit board of the plating equipment" of Korean Patent Application No. 10-2008-00097233.
위와 같은 일련의 종래기술은 도 1에 도시된 바와 같이 도금조(100) 내에서 인쇄회로기판(P)을 차폐판(120)으로 가림으로써 인쇄회로기판(P)에 도금액(Q)의 토출과 공기교환이 제한적으로 이루어지도록 하는 것을 기본적인 내용으로 한다. 차폐판(120)은 위의 종래기술과 같이 케이스 형태로 제공되는 것이 보통이며, 실선으로 도시된 위치에 설치되기도 하고 일점쇄선으로 도시된 위치에 설치되기도 한다. 이처럼 종래에는 차폐판(120)이 기본적으로 애노드판케이스(130)의 외부에 설치되어 있는 것이 일반적이었다. 애노드판케이스(130)는 기판(P)을 향한 방향으로 삼투압 작용을 위한 격막(131)을 설치하기 위해 제공되는 것이다. 격막(131)은 애노드판(120)에서 발생되는 기포로부터 도금액을 보호하는 작용을 한다.
As described above, a series of the related arts cover the printed circuit board P with the
그러나 종래의 경우에는 도 1에서 화살표(A)로 표현된 것처럼 전류의 흐름이 회절에 의해 차폐판(120)을 통과하여 기판(P)에 이르는 경우까지 만족스럽게 막을 수는 없었다. 그리고 크기가 작은 인쇄회로기판(P)을 사용할 경우에는 이미 설치된 애노드판(110)을 사용할 경우 인쇄회로기판(P)의 면적에 맞게 전류량을 조절한다 하여도 애노드판(110) 전체 면적에서 전류가 발생되어 나오기 때문에 도금량을 일정한 두께로 콘트롤하기가 매우 어려웠다. However, in the conventional case, as indicated by the arrow A in FIG. 1, the current cannot be satisfactorily prevented until the current flows through the
이와 같이, 도금편차를 줄이기 위한 노력은 지속적으로 이루어져 왔지만 여전히 개선의 여지가 있는 것은 분명하다.
As such, efforts have been made to reduce the plating deviation, but there is still room for improvement.
위와 같은 문제에 대한 본 발명의 목적은 인쇄회로기판을 위한 도금장치에 있어서, 종래기술에 비하여 도금편차를 더욱 줄임으로써 도금품질을 그만큼 더 향상시킬 수 있는 도금장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히 인쇄회로기판의 면적이 변화함에 따라 전극판(애노드판)의 전류 발생면적을 가변시킴으로써 용이하게 도금량을 조절할 수 있게 하는, 인쇄회로기판 도금장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
An object of the present invention for the above problem is to provide a plating apparatus that can further improve the plating quality by further reducing the plating deviation in the plating apparatus for a printed circuit board, compared to the prior art. In particular, it is an object of the present invention to provide a printed circuit board plating apparatus in which the plating amount can be easily adjusted by varying the current generation area of the electrode plate (anode plate) as the area of the printed circuit board changes.
위와 같은 목적은, 도금액이 저장되는 도금조; 상기 도금조 내부의 일측 또는 양측에 설치되는 것으로서 애노드로 기능하는 전극판; 상기 도금액에 담기는 인쇄회로기판을 향한 방향으로 삼투압작용을 위한 격막이 설치되도록 상기 전극판을 끼워넣을 수 있는 공간을 제공하는 전극판 케이싱; The above object is a plating bath in which the plating liquid is stored; An electrode plate installed on one side or both sides of the plating bath and functioning as an anode; An electrode plate casing providing a space in which the electrode plate can be inserted such that a diaphragm for osmotic pressure is installed in a direction toward the printed circuit board contained in the plating liquid;
상기 전극판이 상기 인쇄회로기판을 향하는 작용면의 면적을 줄이기 위해, 상기 전극판 케이싱 내부에 설치되는 평판 형태의 가림판을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 도금장치에 의해 달성된다. In order to reduce the area of the working surface facing the printed circuit board, the electrode plate is achieved by a printed circuit board plating apparatus comprising a shielding plate in the form of a plate installed inside the electrode plate casing.
본 발명의 특징에 의하면, 상기 가림판은 상기 전극판의 상단과 하단을 가릴 수 있도록 상부가림판과 하부가림판으로 구성될 수 있다. According to a feature of the invention, the shielding plate may be composed of an upper shielding plate and a lower shielding plate to cover the top and bottom of the electrode plate.
본 발명의 다른 특징에 의하면 상기 상부가림판과 하부가림판은 각각 상하기동수단에 의해 상하방향으로 기동함으로써 상기 전극판의 작동면적, 즉 상기 전극판의 상기 인쇄회로기판을 향하여 개방된 면적이 가변될 수 있다.
According to another feature of the present invention, the upper and lower shielding plates are moved up and down by vertical movement means, respectively, so that the operating area of the electrode plate, that is, the area opened toward the printed circuit board of the electrode plate is variable. Can be.
위와 같은 구성에 의하면 인쇄회로기판 수직연속도금장치의 도금조에 있어서, 애노드가 되는 전극판의 전류의 발생면적, 즉 가용면적을 줄임으로써 인쇄회로기판을 향한 전류를 콘트롤할 수 있게 된다. 특히 전극판의 상단과 하단을 가림으로써 인쇄회로기판의 상하단에 도금이 두껍게 이루어지는 경향을 최소화할 수 있게 된다. 또한 규격이 상이한 인쇄회로기판을 투입할 경우 과잉전류에 의해 도금량이 과도해지는 것을 막을 수 있어 도금품질을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
According to the above configuration, in the plating bath of the vertical continuous gold plating apparatus of the printed circuit board, it is possible to control the current toward the printed circuit board by reducing the generation area of the electrode plate to be the anode, that is, the available area. In particular, by covering the top and bottom of the electrode plate it is possible to minimize the tendency of the plating is thick on the upper and lower ends of the printed circuit board. In addition, when inputting a printed circuit board having a different specification, the plating amount can be prevented from being excessive due to excess current, thereby further improving the plating quality.
도 1은 종래 인쇄회로기판 수직연속도금장치의 도금조의 개략적 단면구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 인쇄회로기판 수직연속도금장치의 도금조의 개략적 단면구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 전극판 케이싱의 일부 절개 사시도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a plating bath of a vertical printed circuit board of a conventional printed circuit board.
2 is a schematic cross-sectional configuration diagram of a plating bath of a vertical continuous gold plating apparatus of a printed circuit board according to an embodiment of the present invention.
3 is a partially cutaway perspective view of an electrode plate casing according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도 2 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying Figures 2 to 3 will be described in detail an embodiment of the present invention.
근래 인쇄회로기판 도금은 생산성 향상을 위해 인쇄회로기판을 수직으로 세워 연속적으로 이동시키면서 도금이 이루어지도록 하는 수직연속도금장치에 의해 이루어지는 것이 보통이다. 그래서 이하에서는 수직연속도금장치를 기준으로 설명이 이루어진다. 다만 본 발명이 수직연속도금장치에 한정되어 적용되는 것은 아니다.Recently, printed circuit board plating is usually performed by a vertical continuous gold plating device in which the plating is performed while the printed circuit board is vertically moved continuously to improve productivity. Therefore, the following description will be made with respect to the vertical speed lock device. However, the present invention is not limited to the vertical speed limit device.
수직연속도금장치는 도금조(1)에 담긴 인쇄회로기판(P)을 행거(3)에 걸어 놓고 도금액(Q)에 침지한 상태에서 연속적으로 이동시키면서 도금이 이루어지도록 하는 장치이다. 이를 위해 우선 도금액(Q)을 저장해놓기 위한 기다란 도금조(1)가 구비되어야 한다. 도금조(1)는 갖가지 장치(예를 들어 도금액 분사장치(5))가 부속된다. 아무튼 도금조(1)는 인쇄회로기판(P)이 수직 이동될 수 있는 경로를 제공한다.The vertical continuous gold plating apparatus is a device which allows the plating to be performed while the printed circuit board P contained in the plating bath 1 is hung on the
인쇄회로기판(P. 이하, '기판'이라 한다)은 통상 클램프(7)에 파지된 상태에서 도금조(1)를 따라 이동된다.
The printed circuit board (hereinafter referred to as "substrate") is usually moved along the plating bath 1 in a state of being held by the
애노드(anode)로 기능하게 되는 전극판(9)이 도금조(1)의 길이방향을 따라 상기 도금조(1) 내부의 일측 또는 양측에 설치된다. 전극판(9)은 통상 도시된 바와 같이 도금조(1)의 양쪽 가장자리에 대칭을 이루도록 설치된다. 전극판(9)은 도금조(1)의 길이방향을 따라 여러 장 설치되며 이들은 일정한 면적을 가진다. An
전극판(9)은 전극판케이싱(11)에 끼워진다. 전극판케이싱의 전면 즉 기판(P)을 향한 면에는 격막(13)이 설치된다. 격막(13)의 역할은 전극판(9)에서 발생하는 기포의 확산을 방지하는 것으로서 전술한 바와 같다. The
본 발명에 의하면, 전극판(9)이 기판(P)을 향해 노출되는 면적을 줄이기 위한 전극판 가변수단이 제공된다. 전극판 가변수단은 전극판(9)의 작용면(9a, 전류가 방출되는 면)을 부분적으로 가림으로써 기판으로 향하는 전류의 양을 제어하기 위한 수단이며 다양한 방식으로 제공될 수 있다. According to the present invention, the electrode plate variable means for reducing the area where the
본 발명의 실시예에 의하면, 전극판 가변수단은 도금조(1)에 잠기도록 설치되는 전극판케이싱(11)의 내부에 설치되는 가림판(15,17)이다. 전극판(9)이 기판(P)의 양측에 대칭되게 설치되므로 전극판케이싱스(11)과 가림판(15,17)도 기판(P)의 양측에 대칭되게 설치된다. 이하에서는 그중 하나만을 대표하여 설명한다. According to the embodiment of the present invention, the electrode plate variable means is a shielding plate (15, 17) provided inside the electrode plate casing (11) which is installed to be immersed in the plating bath (1). Since the
전극판케이싱(11)은 박판 형태의 전극판(9)이 인입될 수 있도록 상부가 개구되어 있다. 가림판(15,17)은 격막(13)과 전극판(9) 사이에 위치하며, 전극판(9)에 가깝게 설치될수록 본 발명의 효과를 높일 수 있다. 가림판(15,17)과 전극판(9) 사이의 간격(G)은 7mm 이하, 즉 0 ~ 7mm가 바람직하며 간격(G)이 작을수록 효과가 좋다. 그 이상이 되면 본 발명에 의해 제공되는 효과가 그만큼 줄어들게 된다. The
가림판(15,17)은 전극판(9)의 상단을 가리기 위한 상부 가림판(15)과, 전극판(9)의 하단을 가리기 위한 하부 가림판(17)으로 구성될 수 있다. 상부 가림판(15)은 평편한 판재 형태이다. 하부 가림판은 도 2에 도시된 바와 같이 단면이 제이(J)자 형태로서 가림부(17a)와 작동부(17b)로 구성된다. 작동부(17b)를 상하로 기동하게 되면 가림부(17a)이 전극판(9)의 하단을 감싸는 정도가 조정된다. The shielding
본 발명의 실시예에 의하면, 가림판(15,17)이 전극판의 작용면(9a)을 가리는 정도를 가변시킬 수 있도록 가림판 상하기동수단(19)이 제공된다. 가림판 상하기동수단은 구동모터, 랙장치를 포함할 수 있으며 가림판(15,17)이 동시에 기동되도록 하는 것이 바람직하다. 상하기동수단(19)은 상기 전극판(9)의 기판(P)을 향하여 개방된 면적을 조정하기 위한 수단이다.
According to the embodiment of the present invention, the shielding plate up-and-down moving means 19 is provided so that the shielding
이와 같은 구성에 의하면, 애노드가 되는 전극판(9)을 가림으로써 가림판(15,17)과 전극판(9) 사이의 공간에서 도금액이 순환되는 것을 막을 수 있게 되며, 따라서 작용면(9a)중 실제 전류가 나오는 부분을 제한하거나 나아가 가변시킬 수 있게 된다. 그러면 종래와 같이 기판을 과잉전류로부터 보다 완전하게 차단시킬 수 있어 도금편차를 줄이는데 더 유리하게 된다. According to such a configuration, by covering the
면적이 작은 기판을 도금해야 할 경우에는 그 기판의 면적에 준하여 가림판(15,17)을 가변시킴으로써 기판에 전류가 고르게 공급되도록 하여 도금두께가 고르게 형성되도록 할 수 있게 된다. 종래에는 전극판(9) 전체 면에서 흘러나오는 전류의 일부가 기판(P)에 닿지 못하도록 차폐시키는 개념이라면, 본 발명은 그에 대한 발상의 전환으로서 전극판(9)으로부터 전류가 나오는 것을 사전에 차단 또는 조절하는 개념인 것으로서 종래의 방식과는 큰 차이가 있다.
When the substrate having a small area needs to be plated, the
위에 도시 및 설명된 구성은 본 발명의 기술적 사상에 근거한 바람직한 실시예에 지나지 아니한다. 당업자는 통상의 기술적 상식을 바탕으로 다양한 변경실시를 할 수 있을 것이지만 이는 본 발명의 보호범위에 포함될 수 있음을 주지해야 할 것이다. 특히 전극판의 작용면(9a)을 최대한 인접한 곳에서 가림으로써 전류가 발생되는 면적을 줄인다는 개념을 바탕으로 다양한 구성이 고안될 수 있으나 이들은 모두 본 발명의 보호범위 내에 있는 것이 된다.
The configuration shown and described above is merely a preferred embodiment based on the technical idea of the present invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. In particular, a variety of configurations can be devised based on the concept of reducing the area where current is generated by covering the working
1 ; 도금조 3 ; 행거
5 ; 도금액 분사장치 7 ; 클램프
9 : 전극판 11 : 전극판 케이싱
13 : 격막 15, 17 : 가림판
19 : 상하기동수단 P : 인쇄회로기판
Q : 도금액 One ;
5; Plating
9
13:
19: vertical moving means P: printed circuit board
Q: Plating Solution
Claims (4)
상기 인쇄회로기판을 향하고 있는 상기 전극판(9)의 작용면의 면적을 줄임으로써 상기 인쇄회로기판으로 향하는 전류의 양을 제어하기 위한 것으로서, 가림판(15,17)이 상기 격막(13)과 전극판(9) 사이에 위치되도록 상기 전극판 케이싱(11) 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 도금장치.
A plating bath 1 in which a plating solution is stored; An electrode plate 9 installed on one side or both sides of the plating bath 1 to function as an anode; Printed circuit board comprising an electrode plate casing (11) for providing a space for the electrode plate (9) to be inserted so that the diaphragm 13 for the osmotic action in the direction toward the printed circuit board contained in the plating liquid In the plating apparatus;
For controlling the amount of current directed to the printed circuit board by reducing the area of the working surface of the electrode plate 9 facing the printed circuit board, the shielding plates (15, 17) and the diaphragm 13 Printed circuit board plating apparatus, characterized in that installed in the electrode plate casing (11) to be located between the electrode plate (9).
상기 가림판(15,17)은 상기 전극판(9)의 상단과 하단을 가릴 수 있도록 상부가림판(15)과 하부가림판(17)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 도금장치.
The method of claim 1,
The shielding plate (15, 17) is a printed circuit board plating apparatus, characterized in that consisting of the upper shielding plate (15) and the lower shielding plate (17) to cover the top and bottom of the electrode plate (9).
상기 상부가림판(15)과 하부가림판(17)은 상하기동수단에 의해 각각 상하방향으로 기동함으로써, 상기 전극판(9)의 상기 인쇄회로기판을 향하여 개방된 면적이 가변될 수 있는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 도금장치.
3. The method of claim 2,
The upper screen plate 15 and the lower screen plate 17 are moved up and down by vertical movement means, so that the area opened toward the printed circuit board of the electrode plate 9 can be varied. Printed circuit board plating apparatus.
상기 가림판(15,17)과 전극판(9) 사이의 간격은 7mm 이하인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 도금장치. The method of claim 1,
Printed circuit board plating apparatus, characterized in that the gap between the shielding plate (15,17) and the electrode plate (9) is 7mm or less.
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