KR101935028B1 - Led 웨이퍼 기판 제조 방법 - Google Patents
Led 웨이퍼 기판 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 LED 웨이퍼 기판 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구리 스퍼트링을 통한 나노 입자 크기의 균일한 표면처리 및 우수한 밀착성을 확보하고, Mo, Mo 합금, W, W 합금 및 Cu 표면 연마를 통한 표면 조도 향상시킨 후 Ni, Ni 합금도금, Au 도금을 통한 LED 반사각을 향상시키는 LED 웨이퍼 기판 제조에 관한 것이다.
본 발명에 따른 LED 웨이퍼 기판 제조 방법은, 몰리브덴 단일 또는 몰리브덴 합금을 포함하는 몰리브덴 소재를 와이어 컷팅으로 절단하는 제1 단계; 절단된 상기 몰리브덴 소재를 연마하는 제2 단계; 연마된 상기 몰리브덴 소재를 균일한 에칭을 통해 몰리브덴 산화층을 제거하여 전처리하는 제3 단계; 전처리된 상기 몰리브덴 소재 상에 구리 소재를 코팅하되, 밀착성 및 균일성을 증가시키기 위하여 나노입자 크기로 스퍼트링하는 제4 단계; 상기 구리 코팅층을 표면조도 Ra 0.03um 이하로 연마하는 제5 단계; 상기 구리 코팅층과 도금관의 밀착성 및 조도를 증가시키기 위해 전처리하는 제6 단계; 상기 구리 코팅층 상에 니켈 스트라이크 도금하는 제7 단계; 니켈 스트라이크된 상기 구리 코팅층 상에 전해 니켈 도금 및 무전해 니켈 도금하는 제8 단계; 및 상기 니켈 도금층 상에 금 도금을 실시하는 제9 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 LED 웨이퍼 기판 제조 방법은, 몰리브덴 단일 또는 몰리브덴 합금을 포함하는 몰리브덴 소재를 와이어 컷팅으로 절단하는 제1 단계; 절단된 상기 몰리브덴 소재를 연마하는 제2 단계; 연마된 상기 몰리브덴 소재를 균일한 에칭을 통해 몰리브덴 산화층을 제거하여 전처리하는 제3 단계; 전처리된 상기 몰리브덴 소재 상에 구리 소재를 코팅하되, 밀착성 및 균일성을 증가시키기 위하여 나노입자 크기로 스퍼트링하는 제4 단계; 상기 구리 코팅층을 표면조도 Ra 0.03um 이하로 연마하는 제5 단계; 상기 구리 코팅층과 도금관의 밀착성 및 조도를 증가시키기 위해 전처리하는 제6 단계; 상기 구리 코팅층 상에 니켈 스트라이크 도금하는 제7 단계; 니켈 스트라이크된 상기 구리 코팅층 상에 전해 니켈 도금 및 무전해 니켈 도금하는 제8 단계; 및 상기 니켈 도금층 상에 금 도금을 실시하는 제9 단계;를 포함한다.
Description
본 발명은 LED 웨이퍼 기판 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구리 스퍼트링을 통한 나노 입자 크기의 균일한 표면처리 및 우수한 밀착성을 확보하고, Mo, Mo 합금, W, W 합금 및 Cu 표면 연마를 통한 표면 조도 향상시킨 후 Ni, Ni 합금도금, Au 도금을 통한 LED 반사각을 향상시키는 LED 웨이퍼 기판 제조에 관한 것이다.
최근, LED 웨이퍼 기판 표면 발색기술은, LED 표면 의장 산업에서 고부가가치 창출이 기대되는 기술임에도 불구하고, 국내의 습식 및 건식기술은 모두 활성화되지 못하고 있는 실정이다.
구체적으로, 국내 표면코팅 의장산업은 대부분의 기술 및 설비를 수입에 의존하고 있으며 특히 고급사양을 필요로 하는 건축공사에서는 제품의 20% ~ 30%를 수입하고 있으며, 국내의 표면코팅과 관련된 업체의 수는 매우 한정되어 있으며 영세하며, 표면코팅 기술은 어느 정도 보유하고 있으나, 거의 습식과 이온 스파터링 기법에 의존하고 있고, 칼라의 불일치성이 가장 큰 문제점으로 나타나고 있다.
또한, 습식코팅 기법의 경우 탱크내의 수분, 활성시의 온도 등의 여러 가지 제약으로 인해 숙련된 기술공의 기술에 의존하고 있고 약 25%의 불량률이 발생하고 있으며 재처리 과정의 비용이 증대하고 있는 문제점이 있다. 이는, 이온 스파터링 기법으로 칼라의 일치성은 다소 향상되었으나 공정상 생산성의 저하를 초래하고 있다. 즉, 작업공정 순서의 조정 및 변화를 통하여 피막의 균일성과 칼라의 일치성을 시도하였으나 칼라의 불일치성에 대한 근본적인 문제해결 방법은 없는 실정이다.
이와 같이, 종래의 LED 웨이퍼 기판의 발색 기술 중 화학습식 방법이 가장 현실성이 있으나 현장 경험에 의존한 방법으로 이루어지고 있으므로, 높은 불량률과 낮은 생산성을 보이고 있는 문제점이 있다.
또한, 종래의 LED 웨이퍼 기판의 표면 발색기술은 화학습식 방법을 사용함으로써 크롬을 비롯한 환경 유해물질을 다량 사용하는 문제점을 가지고 있다. 따라서, 환경 친화적이며 폐수처리 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 표면 발색 기법 개발의 필요성이 절실히 요구되고 있다.
또한, 소비자의 취향이 다양화됨에 따라 종래의 경험에 의존하는 발색 기술로는 다면칼라 및 다양한 고급 제품 개발에 한계가 있어, 이에 능동적으로 대처할 수 있는 정량적이고 표준화된 혁신적인 신기술의 개발 및 적용이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 구리 스퍼트링을 통한 나노 입자 크기의 균일한 표면처리 및 우수한 밀착성을 확보하고, Mo, Mo 합금, W, W 합금 및 Cu 표면 연마를 통한 표면 조도 향상시킨 후 Ni, Ni 합금도금, Au 도금을 통한 LED 반사각을 향상시킬 수 있는 LED 웨이퍼 기판 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 정량화된 공정제어를 통해 고효율적이며 친환경적인 LED 웨이퍼 기판 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 LED 웨이퍼 기판 제조 방법은, 몰리브덴 단일 또는 몰리브덴 합금을 포함하는 몰리브덴 소재를 와이어 컷팅으로 절단하는 제1 단계; 절단된 상기 몰리브덴 소재를 연마하는 제2 단계; 연마된 상기 몰리브덴 소재를 균일한 에칭을 통해 몰리브덴 산화층을 제거하여 전처리하는 제3 단계; 전처리된 상기 몰리브덴 소재 상에 구리 소재를 코팅하되, 밀착성 및 균일성을 증가시키기 위하여 나노입자 크기로 스퍼트링하는 제4 단계; 상기 구리 코팅층을 표면조도 Ra 0.03um 이하로 연마하는 제5 단계; 상기 구리 코팅층과 도금관의 밀착성 및 조도를 증가시키기 위해 전처리하는 제6 단계; 상기 구리 코팅층 상에 니켈 스트라이크 도금하는 제7 단계; 니켈 스트라이크된 상기 구리 코팅층 상에 전해 니켈 도금 및 무전해 니켈 도금하는 제8 단계; 및 상기 니켈 도금층 상에 금 도금을 실시하는 제9 단계;를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 제4 단계에서, 구리 코팅층의 재질은, Cu-Ag, Cu-B 또는 Cu-Co-B 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 구리 코팅층을 형성하기 위한 구리 코팅액에는 C, C4H8O2 또는 C4H6O2 중 적어도 어느 하나의 탄소 공급원이 0.001M 이상 0.1M 이하 농도로 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구리 코팅액은, 니켈 설파메이트 또는 황산니켈의 1.0M 내지 1.9 M의 니켈 공급원과, DMAB(dimethyl amine borane complex), TMAB(trimethyl amine borane complex), DEAB(diethyl amine borame complex) 또는 TEAB(tetryl amine borame complex) 중 적어도 어느 하나의 0.002M 내지 0.019M의 보론 공급원과, C, C4H8O2 또는 C4H6O2 중 적어도 어느 하나의 0.001M 내지 0.1M의 탄소 공급원과, 염화니켈 0.03M 내지 0.20M의 양극용해제와, 붕산 0.3M 내지 0.8M의 완충제와, 라우릴 황산 소다 0.1g/L 내지 1.5g/L 농도의 피트방지제와, 헥사메틸렌디아민(1,6-diammonium hexane) 또는 시카린 나트륨(C7H4NNaO3S)의 0.1g/L 내지 1.5g/L 농도의 광택제를 포함하며, 전류밀도 1A/dm2 내지 30A/dm2, 온도 30℃ 내지 60℃, pH 3 내지 5에서 전해 도금하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 제6 단계에서는, 알칼리 침지 탈지액에 온도 50도 처리 시간 10분이상 침지하여 표면 이물질을 제거한 후, 가성소다 50~200g/L, 상온에서 전류 밀도 5~20A/dm2, 10~200초간 전해 탈지 후 1~10% 황산, 또는 염산에서 표면 활성화 처리하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 제8 단계에서, Nickel Sulfate 0.05~0.20mol/L, Sodium Hypophoshite 0.05~0.2mol/L, Sodium Acetate 0.01~0.10mol/L를 투입 후 나머지 증류수로 1L 제조하되, 온도 90℃ 상승시킨후 pH 측정후 10% H2SO4로 pH 5까지 보정 후, 10~15분 무전해 도금 실시하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명의 LED 웨이퍼 기판 제조 방법은, Cu 스퍼트링을 통한 나노 입자 크기의 균일한 코팅 및 소재와의 우수한 밀착성을 확보할 수 있는 효과와, 소재 및 Cu 연마를 통한 우수한 표면조도 확보를 통한 우수한 LED의 반사각을 확보할 수 있는 효과와, 니켈 합금 도금을 통한 우수한 금속 접합성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 LED 웨이퍼 기판 제조 방법은, 몰리브덴 단일 또는 몰리브덴 합금을 포함하는 몰리브덴 소재를 와이어 컷팅으로 절단하는 제1 단계; 절단된 상기 몰리브덴 소재를 연마하는 제2 단계; 연마된 상기 몰리브덴 소재를 균일한 에칭을 통해 몰리브덴 산화층을 제거하여 전처리하는 제3 단계; 전처리된 상기 몰리브덴 소재 상에 구리 소재를 코팅하되, 밀착성 및 균일성을 증가시키기 위하여 나노입자 크기로 스퍼트링하는 제4 단계; 상기 구리 코팅층을 표면조도 Ra 0.03um 이하로 연마하는 제5 단계; 상기 구리 코팅층과 도금관의 밀착성 및 조도를 증가시키기 위해 전처리하는 제6 단계; 상기 구리 코팅층 상에 니켈 스트라이크 도금하는 제7 단계; 니켈 스트라이크된 상기 구리 코팅층 상에 전해 니켈 도금 및 무전해 니켈 도금하는 제8 단계; 및 상기 니켈 도금층 상에 금 도금을 실시하는 제9 단계;를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 제4 단계에서, 구리 코팅층의 재질은, Cu-Ag, Cu-B 또는 Cu-Co-B 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 구리 코팅층을 형성하기 위한 구리 코팅액에는 C, C4H8O2 또는 C4H6O2 중 적어도 어느 하나의 탄소 공급원이 0.001M 이상 0.1M 이하 농도로 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구리 코팅액은, 니켈 설파메이트 또는 황산니켈의 1.0M 내지 1.9 M의 니켈 공급원과, DMAB(dimethyl amine borane complex), TMAB(trimethyl amine borane complex), DEAB(diethyl amine borame complex) 또는 TEAB(tetryl amine borame complex) 중 적어도 어느 하나의 0.002M 내지 0.019M의 보론 공급원과, C, C4H8O2 또는 C4H6O2 중 적어도 어느 하나의 0.001M 내지 0.1M의 탄소 공급원과, 염화니켈 0.03M 내지 0.20M의 양극용해제와, 붕산 0.3M 내지 0.8M의 완충제와, 라우릴 황산 소다 0.1g/L 내지 1.5g/L 농도의 피트방지제와, 헥사메틸렌디아민(1,6-diammonium hexane) 또는 시카린 나트륨(C7H4NNaO3S)의 0.1g/L 내지 1.5g/L 농도의 광택제를 포함하며, 전류밀도 1A/dm2 내지 30A/dm2, 온도 30℃ 내지 60℃, pH 3 내지 5에서 전해 도금하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 제6 단계에서는, 알칼리 침지 탈지액에 온도 50도 처리 시간 10분이상 침지하여 표면 이물질을 제거한 후, 가성소다 50~200g/L, 상온에서 전류 밀도 5~20A/dm2, 10~200초간 전해 탈지 후 1~10% 황산, 또는 염산에서 표면 활성화 처리하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 제8 단계에서, Nickel Sulfate 0.05~0.20mol/L, Sodium Hypophoshite 0.05~0.2mol/L, Sodium Acetate 0.01~0.10mol/L를 투입 후 나머지 증류수로 1L 제조하되, 온도 90℃ 상승시킨후 pH 측정후 10% H2SO4로 pH 5까지 보정 후, 10~15분 무전해 도금 실시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 LED 웨이퍼 기판 제조 방법은, Cu 스퍼트링을 통한 나노 입자 크기의 균일한 코팅 및 소재와의 우수한 밀착성을 확보할 수 있는 효과와, 소재 및 Cu 연마를 통한 우수한 표면조도 확보를 통한 우수한 LED의 반사각을 확보할 수 있는 효과와, 니켈 합금 도금을 통한 우수한 금속 접합성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (6)
- 몰리브덴 단일 또는 몰리브덴 합금을 포함하는 몰리브덴 소재를 와이어 컷팅으로 절단하는 제1 단계;
절단된 상기 몰리브덴 소재를 연마하는 제2 단계;
연마된 상기 몰리브덴 소재를 균일한 에칭을 통해 몰리브덴 산화층을 제거하여 전처리하는 제3 단계;
전처리된 상기 몰리브덴 소재 상에 구리 소재를 코팅하되, 밀착성 및 균일성을 증가시키기 위하여 나노입자 크기로 스퍼트링하는 제4 단계;
상기 구리 코팅층을 표면조도 Ra 0.03um 이하로 연마하는 제5 단계;
상기 구리 코팅층과 도금관의 밀착성 및 조도를 증가시키기 위해 전처리하는 제6 단계;
상기 구리 코팅층 상에 니켈 스트라이크 도금하는 제7 단계;
니켈 스트라이크된 상기 구리 코팅층 상에 전해 니켈 도금 및 무전해 니켈 도금하는 제8 단계; 및
상기 니켈 도금층 상에 금 도금을 실시하는 제9 단계;를 포함하며,
상기 제4 단계에서, 구리 코팅층의 재질은, Cu-Ag, Cu-B 또는 Cu-Co-B 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 LED 웨이퍼 기판 제조 방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 구리 코팅층을 형성하기 위한 구리 코팅액에는 C, C4H8O2 또는 C4H6O2 중 적어도 어느 하나의 탄소 공급원이 0.001M 이상 0.1M 이하 농도로 포함되는 것을 특징으로 하는 LED 웨이퍼 기판 제조 방법. - 제3항에 있어서,
상기 구리 코팅액은,
니켈 설파메이트 또는 황산니켈의 1.0M 내지 1.9 M의 니켈 공급원과,
DMAB(dimethyl amine borane complex), TMAB(trimethyl amine borane complex), DEAB(diethyl amine borame complex) 또는 TEAB(tetryl amine borame complex) 중 적어도 어느 하나의 0.002M 내지 0.019M의 보론 공급원과,
C, C4H8O2 또는 C4H6O2 중 적어도 어느 하나의 0.001M 내지 0.1M의 탄소 공급원과,
염화니켈 0.03M 내지 0.20M의 양극용해제와,
붕산 0.3M 내지 0.8M의 완충제와,
라우릴 황산 소다 0.1g/L 내지 1.5g/L 농도의 피트방지제와,
헥사메틸렌디아민(1,6-diammonium hexane) 또는 시카린 나트륨(C7H4NNaO3S)의 0.1g/L 내지 1.5g/L 농도의 광택제를 포함하며,
전류밀도 1A/dm2 내지 30A/dm2, 온도 30℃ 내지 60℃, pH 3 내지 5에서 전해 도금하는 것을 특징으로 하는 LED 웨이퍼 기판 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제6 단계에서는,
알칼리 침지 탈지액에 온도 50도 처리 시간 10분이상 침지하여 표면 이물질을 제거한 후, 가성소다 50~200g/L, 상온에서 전류 밀도 5~20A/dm2, 10~200초간 전해 탈지 후 1~10% 황산, 또는 염산에서 표면 활성화 처리하는 것을 특징으로 하는 LED 웨이퍼 기판 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제8 단계에서,
Nickel Sulfate 0.05~0.20mol/L, Sodium Hypophoshite 0.05~0.2mol/L, Sodium Acetate 0.01~0.10mol/L를 투입 후 나머지 증류수로 1L 제조하되, 온도 90℃ 상승시킨후 pH 측정후 10% H2SO4로 pH 5까지 보정 후, 10~15분 무전해 도금 실시하는 것을 특징으로 하는 LED 웨이퍼 기판 제조 방법.
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