KR102639533B1 - 전기도금장치 및 수평도금장치 - Google Patents

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Abstract

본 명세서의 실시예에 따른 전기도금장치는, 기판이 도금되는 공간인 도금조, 도금조 내부에 배치되어 수평방향으로 배치되는 기판을 파지하는 클램프, 기판의 상부에 이격되어 배치되며, 외부전원과 연결된 애노드 및 기판의 상부에 이격되어 배치되며, 도금액을 공급하는 도금액공급부를 포함하는 결합체, 결합체를 기판으로부터 이격되어 수평방향으로 왕복이동시키는 구동부, 결합체는 애노드와 도금액공급부의 사이에 절연체를 포함하여, 일정한 두께를 갖는 도금막을 제공할 수 있다.

Description

전기도금장치 및 수평도금장치{APPARATUS FOR ELECTRO-FORMING AND APPARATUS FOR HORIZONTAL ELECTRO-FORMING}
본 명세서는 전기도금장치 및 수평도금장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수평 도금 방식으로 도금층을 형성하는 전기도금장치 및 수평도금장치에 관한 것이다.
도금 기술은 소재 및 부품의 표면을 물리적 처리, 화학적 처리, 전기화학적 처리에 의해 내식성, 내구성, 전도성 등의 기능을 부여하거나 외관을 미려하게 하여 최종 제품의 부가가치를 높이는 기술로, 소재 및 부품산업의 핵심 기술이라고 할 수 있다. 도금 기술은 크게 수용액에서 이루어지는 습식 도금 기술과 대기 및 진공 상태에서 이루어지는 건식 도금 기술로 분류할 수 있다. 습식 도금 분야는 전기 도금, 무전해 도금, 양극 산화, 화성 처리 등으로 이루어져 있고, 건식 도금 분야는 용융 도금, 용사, 물리 증착, 화학 증착 등으로 이루어져 있다. 습식 도금은 빠른 도금 속도, 높은 경제성, 다양한 기능성 부여 용이, 연속 공정 및 대량 생산 용이 등의 장점으로 인해 현재뿐 아니라 앞으로도 계속 성장할 분야이다.
본 명세서의 발명자들은 이러한 도금 공정을 사용하여 유기 발광 표시장치 제조 과정에서 사용되는 마스크, 예를 들어, FMM(fine metal mask)를 형성하는 공정을 개발하였다.
OLED(Organic Light Emitting Diode: 유기 발광 다이오드) 디스플레이 장치는 형광성 도는 인광성 유기 화합물을 전기적으로 여기시켜 발광시키는 표시장치로서, 유기 발광셀들을 구동하여 영상을 표현할 수 있다.
유기 발광셀은 애노드, 유기박막, 캐소드의 구조로 되어 있다. 유기 박막은 전자와 정공의 균형을 좋게 하여 발광 효율을 향상시키기 위해 발광층(emitting layer, EML) 전자 수송층(electron transport layer, ETL) 및 정공 수송층(hole transport layer, HTL)을 포함한 다층 구조로 이루어지고, 또한 별도의 전자 주입층(electron injecting layer, EIL)과 정공 주입층(hole injecting layer, HIL)을 포함할 수 있다.
유기 전계 발광 소자에 있어서 풀컬러(full-color)를 구현하기 위해서는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 발광층을 각각 패터닝해야 하는데, 이러한 발광층을 패터닝하기 위해 미세 금속 마스크(fine metal mask: FMM)가 이용된다. 경우에 따라 발광 효율을 위해 적색(R), 녹색(G), 청색(B)외 백색(W)를 추가로 배치할 수 있다.
미세 금속 마스크는 주로 열팽창 등을 고려하여 인바(Invar: 강철과 니켈의 합금)가 사용된다. 미세 금속 마스크 제작을 위한 인바 합금(36%Ni-64%Fe) 또는 수퍼 인바 합금(32%Ni-63%Fe-5%Co)의 대표적인 생산 방식은 냉간압연(cold-rolling) 방식이 이용될 수 있다. 냉간압연 방식으로 두께 50㎛ 이하의 박판을 얻기 위해서는 다단의 압연 공정이 필요하므로, 공정이 길고 복잡하여 제조 단가가 높은 단점이 있다. 또한, 냉간 압연 방식으로 생산되는 50μm 이하의 압연 인바 박판은 그 폭이 500mm 이하로 제한되어 대면적 공정 재료로의 적용에 많은 어려움이 있다. 이러한 문제들로 인해 20μm 이하의 두께를 요구하는 OLED 디스플레이 장치의 제조 단가 상승과 대면적 OLED 디스플레이 장치 제조의 공정 수율 저하로 단가 상승이 야기되어 디스플레이 기술 개발에 어려움이 발생되고 있다.
최근 대형 OLED TV뿐만 아니라 OLED 디스플레이의 생산성 향상을 위해 미세 금속 마스크는 점점 대형화가 진행되고 있다.
이러한 미세 금속 마스크의 대형화 추세에 따라서 최근에는 전기 도금(electro-forming) 방식으로 미세 금속 마스크용 인바 합금을 제작하는 제작 방법이 개발되고 있다.
이러한 전주도금 방식을 이용한 일반적인 미세 금속 마스크용 인바 합금 도금 제작 방법은 도금 탱크 내부 공간에 양극 전극과 음극 전극을 서로 평행한 상태로 대향되게 배치하고, 도금을 진행할 기판을 양극 전극과 음극 전극 사이에 배치할 수 있다. 도금 탱크 내부 공간에 도금 용액(전해액)을 공급한 후 양극 전극과 음극 전극에 각각 양극 전원과 음극 전원을 연결하고, 여기에 전류를 인가하면 기판의 일면에 도금층(인바 합금)이 형성되도록 하는 방식으로 구성된다. 이후 도금층을 기판으로부터 분리하여 후처리한 후 미세 금속 마스크를 최종적으로 제조한다. 종래에는 일반적으로 기판을 수직방향으로 배치하여 도금하는 수직형 전주도금 방식을 주로 사용하였다. 하지만 이러한 수직형 방식은 도금이 대형화 될수록 도금조의 크기가 비례해서 커지는 단점이 있었다. 제한된 설비 공간에서 도금조의 크기 증가는 생산성을 떨어트리는 주요 원인이 되었다. 또한 전주 도금 과정에서 대면적에 도금을 진행하다 보면 영역별로 전류 밀도의 불균일화가 발생할 수 있다. 전류 밀도 불균일화로 인해 도금층의 두께가 불균일해지는 문제는 인바 합금의 품질과 관련하여 매우 중요한 요소이다.
본 명세서의 발명자들은, 미세 금속 마스크의 대형화를 위해서 도금 방식의 변화 및 도금 공정 내 전류 밀도 최적화를 위한 고난이도 기술이 요구됨을 인식하였다. 이에 본 명세서의 발명자들은 수직형 전주도금 방식의 한계를 없애고자 수평형 전주도금 방식의 장비에 대한 연구를 진행하였다. 수평형 전주도금 장비에 대한 개발과 더불어 수평형 방식에서 기판의 영역별 전류 밀도를 일정하게 유지하기 위한 연구를 병행하였다. 예를 들면, 수평형 도금을 위한 도금조, 양극, 및 도금액 공급장치의 형태와 기판의 배치 및 이송방식 등을 발명하였다. 또한 수평형 도금 진행 시 도금액 공급장치와 양극 전극의 구조 및 기판과의 거리 등을 최적화하여 기판에 도금액이 적절히 공급되면서 일정한 전류 밀도를 가질 수 있도록 하여 도금층이 일정한 두께를 가지도록 하는 전기 도금 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서의 실시예에 따른 전기도금장치는, 기판이 도금되는 공간인 도금조, 도금조 내부에 배치되어 수평방향으로 배치되는 기판을 파지하는 클램프, 기판의 상부에 이격되어 배치되며, 외부전원과 연결된 애노드 및 기판의 상부에 이격되어 배치되며 도금액을 공급하는 도금액공급부를 포함하는 결합체, 결합체를 기판으로부터 이격되어 수평방향으로 왕복이동시키는 구동부, 결합체는 애노드와 도금액공급부의 사이에 절연체를 더 포함한다.
본 명세서의 실시예에 따른 수평도금장치는, 도금조, 도금조 내부에 배치된 음극전극부, 외부전원과 연결된 양극전극부, 도금액을 공급하는 도금액 공급노즐, 양극전극부와 상기 양극전극부의 양측면에 도금액 공급노즐이 배치되어 결합되는 결합구조물, 결합구조물은 양극전극부와 도금액 공급노즐의 사이에 절연체를 더 포함한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 미세 금속 마스크 제조장치는 수평식 전주도금을 통하여 기판이 수평하게 장비로 진입하고, 수평으로 배출되도록 설계할 수 있다. 수평식 전주도금방식은 수직형 도금장치의 도금조보다 작은 크기의 도금조를 가짐으로써 설비공간을 최적화하여 생산력을 향상 할 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 미세 금속 마스크 제조장치는 수평식 전주도금을 위해 기판과 일정한 거리가 이격된 상부에 배치된, 양극 전극과 도금액 공급장치의 결합체가 제공된다. 결합체는 기판을 따라 이동하면서 도금액 분사 및 도금막이 안착되는 공정을 진행함으로써, 대형 미세 금속 마스크를 제작할 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 미세 금속 마스크 제조장치는 양극 전극과 도금액 공급장치의 결합체로 인해 도금 면적의 크기에 무관하게 도금 두께를 균일하게 하여 도금 두께 균일도를 향상시킬 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 미세 금속 마스크 제조장치는 기판의 양 측에 캐소드의 기능과 기판의 파지 기능을 동시에 수행하는 복수의 클램프를 배치하여, 서로 대응하는 위치의 클램프에 인가되는 전압을 조절하여 도금 영역 별로 인가되는 전류 밀도를 자유롭게 조절할 수 있다.
본 명세서의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이상에서 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과에 기재한 발명의 내용이 청구항의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구항의 권리 범위는 발명의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.
도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 전기 도금 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 X축- Z축 평면에 따른 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 1의 X축-Y축 평면에 따른 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 명세서의 실시예에 따른 전기 도금 장치에서 캐소드에 인가되는 전류를 설명하기 위한 예시적인 그래프이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 명세서의 실시예에 따른 전기 도금 장치에 의해 형성된 도금층의 두께, 도금층의 조성 비 및 Z축 방향의 전류 밀도를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 명세서의 실시예에 따른 전기 도금 장치의 애노드와 도금액 공급장치의 결합체의가 결합된 결합체의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 명세서의 실시예에 따른 전기 도금 장치의 결합체에서 도금액이 공급되는 분포를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 명세서의 실험예와 실시예에 따른 전기 도금 장치의 유속 프로파일(velocity profile)에 관한 시뮬레이션 결과를 도시한 그래프이다.
도 9는 본 명세서의 실시예에 따른 전기 도금 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 개시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 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 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에'', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 명세서의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 전기 도금 장치의 개략적인 사시도이다. 도 2는 도 1의 X축-Z축 평면에 따른 개략적인 단면도이다. 도 3은 도1의 X축-Y축 평면에 따른 개략적인 평면도이다. 도1 내지 도3을 참조하면, 본 명세서의 실시예에 따른 전기 도금 장치(100)는 도금조(150), 반송지지부(110), 캐소드 역할을 하는 클램프(101), 절연체(220), 애노드(210)와 도금액 공급 노즐(230)이 결합된 결합체(200), 연결부(310), 구동부(320), 도금액 이송부(400), 제1 도금액 이송관(410), 제2 도금액 이송관(470), 도금액 저장고(490), 제어부(800), 전원공급부(900)를 포함한다.
도금조(150)는 내부에 도금액(700)이 충진되는 공간을 제공한다. 도금조(150)에는도금막이 형성될 기판(500)을 수용하고 기판(500)을 고정할 클램프(101)가 배치될 수 있다. 또한, 도금액(700)이 충분히 공급되어 기판(500)에 도금막을 형성하고 남은 도금액이 배출될 수 있는 정도의 공간적 크기를 가질 수 있다. 도금조(150)는 상부 방향으로 개방된 육면체 형상을 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
반송지지부(110)는 피도금체인 기판(500)을 도금조(150) 내부로 반입하고 도금액(700)이 공급되는 공정 중에 기판(500)을 지지하기 위한 기재이다. 반송지지부(110)는 도금조(150) 내부에 X축 방향으로 배치되며 기판(500)의 반송을 위해 복수의 축과 막에 부착된 롤러(roller)로 구성될 수 있다. 기판(500)의 반입을 위해 복수의 축이 회전을 하면 롤러도 회전한다. 롤러의 회전으로 도금조(150) 외부에 있던 기판(500)을 지지 및 운반하여 도금조(150) 내로 기판(500)을 반송할 수 있다. 기판(500)이 도금을 위한 위치에 도달하면 축이 구동을 멈추게 되고, 반송지지부(110)가 기판(500)을 지지하는 스테이지 기능을 할 수 있다. 도 1에서 5개의 샤프트에 각각 4개의 롤러가 부착된 반송지지부(110)를 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 기판(500)의 평탄도 향상을 위해 더 많은 반송지지부(110)를 배치할 수 있다. 또한, 반송지지부(110)의 형상은 이에 한정되지 않고 메쉬 형상이나 판 형상일 수도 있다.
기판(500)은 피도금체로서, 본 명세서의 실시예에 따른 도금 장치에(100)에 의하여, 표면에 도금층이 형성된다. 예를 들면, 기판(500) 상에는 도금 공정에서 시드 역할을 하는 도전성 물질의 시드 패턴이 형성되고, 시드 패턴이 형성된 기판(500)은 반송지지부(110) 상에 배치된다. 기판(500)은 도금조(150) 내부에서 수평 방향으로 배치된다. 이에, 도금조(150) 내에 도금액(700)이 충진된 경우, 기판(500)은 표면이 도금액(700)의 표면과 실질적으로 평행하게 배치될 수 있다. 기판(500)은 도체 또는 부도체 일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 명세서에서는 기판(500)과 시드 패턴이 별개의 구성요소인 것으로 설명하였으나. 기판(500)이 시드 패턴을 포함하는 것으로 정의될 수도 있다.
클램프(101)는 기판(500)의 양측에 배치되어, 기판(500)을 파지하고 기판(500)에 전류를 인가한다. 예를 들면, 클램프(101)는 기판(500)에 배치된 시드 패턴에 전류를 인가할 수 있다. 이에, 클램프(101)와 애노드(210) 사이의 전기 흐름을 통해 기판(500)의 표면에 도금층이 형성될 수 있다.
클램프(101)는 기판(500)을 파지하기 위해 도금조(150)의 양측에 복수로 형성될 수 있다. 예를 들면, 기판(500)을 중심으로 양측에 한쌍의 클램프(101)를 기준으로 여러쌍의 클램프(101)들이 배치되어 기판(500)을 안정적으로 파지 할 수 있다.
클램프(101)는 애노드(210)의 이동방향인 X축 방향을 기준으로 기판(500)의 양측에 배치되는 제1 클램프(101a), 및 제2 클램프(101b)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 클램프는 제1 클램프(101a)에서 제10 클램프(105b)까지 배치될 수 있다. 기판(500)의 일측에 배치된 제1 클램프(101a), 제3 클램프(102a), 제5 클램프(103a), 제7 클램프(104a), 및 제9 클램프(105a)는 타측에 배치된 제2 클램프(101b), 제4 클램프(102b), 제6 클램프(103b), 제8 클램프(104b), 및 제10 클램프(105b)와 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 복수의 클램프(101)의 배치로 인해 기판(500)에 도금 영역 별로 서로 다른 전류 밀도를 인가하도록 구성될 수 있다.
복수의 클램프가 배치되는 가상의 평면은 도금액(700)의 표면과 평행할 수 있다.
예를 들면, 기판(500)을 고정시키는 복수의 클램프(101)에 의해 기판(500)의 표면이 도금액(700)의 표면과 평행하게 유지될 수 있다.
본 명세서에서는 클램프(101)가 기판(500)을 파지 및 전류를 인가하는 기능을 함께 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 클램프(101)와 캐소드가 별개의 구성을 가질 수도 있다.
애노드(210)는 직육면체 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 애노드(210)는 이동 방향인 X축 방향의 폭이 X축 방향에 수직한 Y축 방향의 길이보다 짧은 직사각형 형상을 가질 수 있다. 또한, 애노드(210)는 이동 방향인 X축 방향의 폭이 X축 방향 및 Y축 방향과 수직한 Z축 방향의 높이보다 짧은 직사각형 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 애노드(150)는 X축 방향의 폭이 Y축 방향의 길이 및 Z축 방향의 높이보다 작은 직육면체 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
분사 노즐(230)은 기판(500)을 향해 하부 방향으로 도금액(700)을 분사한다. 분사 노즐(230)은 애노드(210)에 인접하도록 배치될 수 있다. 분사 노즐(230)은 애노드(210)와 결합될 수 있고, 애노드(210)와 함께 X축 방향으로 이동할 수 있다. 분사 노즐(230)은 기판(500)의 상부에서 도금액(700)을 공급함으로써, 도금조(150) 내부의 도금액(700)의 순환을 돕고 도금액(700)의 농도를 일정하게 유지할 수 있다.
분사 노즐(230)은 기판(500)의 표면을 따라 Y축 방향으로 복수개가 배치될 수 있다. 복수의 분사 노즐(230)이 이용됨에 따라, 전기 도금 공정 시 도금액(700)이 빠르게 공급될 수 있다. 또한, 분사 노즐(230)은 애노드(210)의 이동 방향인 X축 방향을 기준으로 기판(500)의 일면에만 배치될 수 있고, 양면에 배치될 수도 있다. 또한, 분사 노즐(230)은 분사 방향 및 각도를 조절할 수 있도록, 회전 가능하도록 배치될 수도 있다.
절연체(220)는 애노드(210)와 분사 노즐(230)의 사이에 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 애노드(210)의 X방향을 기준으로 분사 노즐(230)이 양면에 배치될 때 절연체(220)도 분사 노즐(230)의 내측, 및 애노드(210)의 외측인 양면에 배치될 수 있다. 절연체(220)는 분사 노즐(230)에서 기판(500)으로 분사된 도금액(700)의 흐름을 원활하게 할 수 있다. 예를 들면, 애노드(210)의 끝단과 분사 노즐(230) 끝단이 같은 높이를 가지도록 배치할 수 있다. 애노드(210)와 분사 노즐(230)의 사이 공간을 절연체로 채워 애노드(210)의 끝단에서 분사 노즐(230)의 끝단까지 하나의 면으로 형성되었을 때, 기판(500)과 반응하는 애노드(210) 영역에서 도금액(700)의 흐름이 일정하게 유지될 수 있다. 이에 대한 설명은 도 7a 및 도 7b를 참조하여 후술한다.
상술한 애노드(210), 절연체(220) 및 분사 노즐(230)을 하나로 결합한 것을 결합체(200)라고 할 수 있다. 결합체(200)의 형성으로 인해 기판(500)에 도금을 형성하는 도금액(700)의 분사와 애노드(210)의 인가 전류가 최적화될 수 있다.
연결부(310)는 도금조(150)의 상부에 배치되고 애노드(210) 및 분사 노즐(230)을 포함하는 결합체(200)와 연결된다. 연결부(310)는 결합체(200)를 고정시킬 수 있으며, Z축 방향으로 결합체(200)의 높이를 조절할 수 있다. 연결부(310)를 통해 도금 공정시 기판(500)과 결합체(200)간의 높이를 조절하여 도금액(700)의 유속과 기판(500)의 영역별 전류를 조절하여 최적화할 수 있다.
구동부(320)는 연결부(310)와 결합하여, 연결부(310)를 애노드(210)의 이동방향인 X축 방향으로 왕복 이동시킨다. 구동부(320)는 도금조(150)의 측면 상부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 기판(500)이 배송되어 도금조(150)로 들어오는 투입부의 상부와 기판(500)이 배출되어 나가는 배출부의 상부에 각각 배치될 수 있다. 연결부(310)는 결합체(200)가 유동없이 X축 방향으로 왕복 이동할 수 있도록 도금조(150)의 양측에 각각 배치될 수 있다. 구동부(320)는 애노드(210) 및 분사 노즐(230)의 이동 속도를 제어함으로써, 기판(500)상에 형성되는 도금층의 두께 및 면적을 조절할 수 있다. 도 1에서는 본 명세서의 이해를 위해 기판(500) 배출부 측의 구동부(320)는 절단/제거한 모습으로 표현하였고 도 2 내지 도 3에서 구동부(320)는 생략하였다.
도금액(700)은 도금조(150)에 충진될 수 있다. 도금액(700)은 도금 공정에서 사용되는 다양한 이온 등을 포함할 수 있다. 본 명세서의 실시예에 따른 전기 도금 장치(100)를 통해 제조되는 대상물인 마스크의 경우, 상온이 아닌 가열된 환경에서 유기층을 증착하는데 사용될 수 있다. 이에, 마스크는, 예를 들어, 인바(Invar) 등과 같은 물질로 이루어질 수 있다. 이와 같이, 전기 도금 장치가 인바를 도금하는데 사용되는 경우, 도금액(700)은 황산니켈(NiSO4) 무수화물, 염화니켈(NiCl2) 등을 이용한 니켈 이온, 황산철(FeSO4) 무수화물 등을 이용한 철 이온 소스, 붕산 등의 pH 조절제, 광택제, 스트레스 완화제, 안정제 등의 첨가제가 혼합된 용액일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 본 명세서에서는 도금층이 인바로 구성되는 것을 가정하여 설명하나, 도금층을 구성하는 물질이 이에 제한되는 것은 아니다.
도금액 저장고(490)는 전기 도금 장치(100)에서 도금액(700)을 보관하기 위한 저장고이다. 도금액(700)은 도금액 저장고(490)에서 제2 도금액 이송관(470), 도금액 이송부(400), 제1 도금액 이송관(410), 및 분사 노즐(230)을 통해 기판(500)에 분사된다. 도금액 저장고(490)에서 출발한 도금액(700)은 도금액 이송부(400)에서 애노드(210)측면에 Y축을 따라 배치된 다수개의 분사 노즐(230)로 분개되어 공급된다. 애노드(210)의 양면에 배치된 분사 노즐(230)에 대응되도록 제1 도금액 이송관(410a, 410b)도 한쌍을 이루어 배치될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
전원 공급부(900)는 클램프(101) 및 애노드(210)와 전기적으로 연결되어 전류를 인가한다. 예를 들면, 전원 공급부(900)는 클램프(101)와 애노드(210) 사이에 정전류가 흐르도록 클램프(101) 및 애노드(210)에 전압을 인가할 수 있다. 클램프(101)와 애노드(210) 사이에 정전류가 흐름으로써, 두께 및 표면 조도가 균일한 도금층이 형성될 수 있다.
전원 공급부(900)는 애노드(210)에 직류 전압(DC)과 같은 정전압을 인가하고, 클램프(101)에 교류 전압(AC)을 인가할 수 있다. 여기서 교류 전압은 정현파, 펄스파 또는 삼각파와 같은 다양한 형상의 파형일 수 있다. 이때, 전원 공급부(900)는 복수의 클램프(101) 중 서로 마주보도록 배치된 제1 클램프(101a)와 제2 클램프(101b)에 서로 동일 위상의 전압을 인가할 수 있다. 이때, 애노드(210)가 이동됨에 따라, 제1 클램프(101a)와 애노드(210) 사이에서 흐르는 전류와 제2 클램프(101b)와 애노드(210) 사이에서 흐르는 전류는 변경될 수 있다. 그러나, 서로 마주보도록 배치된 제1 클램프(101a) 및 제2 클램프(101b)와 애노드(210) 사이에서 흐르는 전류의 합은 일정할 수 있다.
제어부(800)는 전원 공급부(900)와 연결되어 전원 공급부(900)로부터 클램프(101)와 애노드(210)에 인가되는 전류를 제어한다. 예를 들어, 제어부(800)는 클램프(101)와 애노드(210)를 통해 발생하는 전류 밀도를 조절함으로써, 도금층의 두께 및 표면 조도를 제어할 수 있다.
예를 들면, 제어부(800)는 서로 마주보는 제1 클램프(101a) 및 제2 클램프(101b)사이에서 이동하는 애노드(210) 위치에 따라 클램프(101)에 인가되는 전류 밀도를 조절할 수 있다. 제어부(800)는 애노드(210)의 위치를 센싱하고, 애노드(210)의 위치에 대응하는 기판(500) 상의 도금 면적에 기초하여 복수의 클램프(101)에 인가되는 전압을 조절하거나, 클램프(101)를 온/오프(on/off)할 수 있다. 또는, 애노드(210)의 위치 변화에 따라 복수의 클램프(101)에 인가되어야 하는 전압이 제어부(800)의 메모리 등에 미리 저장되어 있고, 메모리에 저장된 데이터에 기초하여 애노드(210)의 위치가 변화함에 따라 복수의 클램프(101)에 인가되는 전압을 조절하거나, 클램프(101)를 온/오프할 수도 있다. 이를 통해, 제어부(800)는 도금 영역 별로 인가되는 전류의 양을 조절함으로써, 도금 영역에 형성되는 도금층의 양 및 두께를 조절할 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 전기 도금 장치(100)에서는 클램프(101)와 애노드(210) 사이에 정전류가 흐르도록 하여, 두께 및 표면 조도가 균일한 도금층을 형성할 수 있다. 따라서, 애노드(210)에 직류 전압이 인가되고 클램프(101)에 교류 전압이 인가되는 경우, 애노드(210)와 클램프(101) 사이의 정전류를 유지하기 위하여, 제어부(800)는 서로 마주보는 제1 클램프(101a) 및 제2 클램프(101b)에 인가되는 전류의 합이 일정하도록 제1 클램프(101a) 및 제2 클램프(101b)에 인가되는 전압의 세기를 조절할 수 있다.
도 4는 본 명세서의 실시예에 따른 전기 도금 장치에서 캐소드에 인가되는 전류를 설명하기 위한 예시적인 그래프이다. 예를 들면, 도 4에서는 서로 마주보는 제1 클램프(101a) 및 제2 클램프(101b)를 통해 인가되는 전류를 예시적으로 도시하였다.
도 4를 참조하면, 제1 클램프(101a)와 제2 클램프(101b)에는 교류 전압이 인가된다. 이때, 제1 클램프(101a)와 제2 클램프(101b)에 동일 전압을 인가하는 경우 제1 클램프(101a)와 애노드(210) 사이에서 흐르는 전류와 제2 클램프(101b)와 애노드(210) 사이에서 흐르는 전류는 애노드(210)가 이동됨에 따라 변경될 수 있다. 그러나, 제1 클램프(101a) 및 제2 클램프(101b)에 인가되는 전압이 동일하므로, 제1 클램프(101a) 및 제2 클램프(101b)와 애노드(210) 사이에서 흐르는 전류의 합이 일정하게 유지되도록 할 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 클램프(101a)와 제2 클램프(101b)에 동일 전압이 인가되는 경우, 애노드(210)가 제1 클램프(101a)에 최대로 근접하게 배치되고 제2 클램프(101b)에 최대로 멀게 배치되는 시점인 t1에서, 제1 클램프(101a)와 제2 클램프(101b)사이의 저항이 최소이며, 이에, 제1 클램프(101a)와 애노드(210) 사이에 흐르는 전류는 최대치를 가진다. 반대로, 제2 클램프(101b)와 애노드(210) 거리가 가장 멀기 때문에 제2 클램프(101b)와 애노드(210) 사이의 저항이 최대이며, 제2 클램프(101b)와 애노드(210) 사이에 흐르는 전류는 최소치를 가진다.
이후, 애노드(210)가 제1 클램프(101a) 측에서 제2 클램프(101b) 측으로 이동함에 따라, 제1 클램프(101a)와 애노드(210) 사이의 저항이 점점 증가하고, 이에, 제1 클램프(101a)와 애노드(210) 사이에 흐르는 전류가 점점 감소할 수 있다.
이후, 애노드(210)가 제2 클램프(101b)에 최대로 근접하게 배치되고 제1 클램프(101a)에 최대로 멀게 배치되는 시점인 t2에서, 제2 클램프(101b)와 애노드(210) 사이의 저항이 최소이며, 이에, 제2 클램프(101b)와 애노드(210) 사이에 흐르는 전류는 최대치를 가진다. 반대로, 제1 클램프(101b)와 애노드(210) 거리가 가장 멀기 때문에 제1 클램프(101a)와 애노드(210) 사이의 저항이 최대이며, 제1 클램프(101a)와 애노드(210) 사이에 흐르는 전류는 최소치를 가진다.
이전에는 전기 도금 방식으로 수직 도금 방식이 사용되었다. 이와 같이 수직 도금 방식으로 전기 도금을 수행하는 경우 기판의 일측에서만 캐소드가 기판의 시드 패턴과 연결되므로, 캐소드와 시드 패턴은 단일 지점에서 접촉이 이루어진다. 이에, 시드 패턴은 캐소드와 접촉하는 시드 패턴의 부분으로부터 멀어질수록 저항이 증가하여, 수직 도금 방식에서는 기판 전면에 걸쳐 균일한 도금막을 형성하는 것이 매우 어렵다. 또한, 수직 도금 방식에서는 기판이 수직 방향으로 배치되므로, 도금 공정에서 발생하는 수소 등과 같은 기체와 염 등과 같은 부산물이 수직 방향으로 누적되어, 도금 방해 요소가 누적되는 문제가 발생한다. 또한, 수직 도금 방식에서는, 도금조에 기판을 투입하기 위해 수평 방향으로 이송하는 기판을 수직 방향으로 회전한 후 도금조에 투입하여야 하고, 도금이 완료된 기판을 도금조 외부로 꺼낸 후 다시 수평 방향으로 회전하여야 한다는 점에서 도금조와 주변 설비가 비대화되는 문제점이 존재한다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 전기 도금 장치(100)에서는 수평 도금 방식으로 도금 공정을 수행하여, 상술한 바와 같은 수직 도금 방식에서의 문제점을 해결할 수 있다. 예를 들면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 전기 도금 장치(100)의 복수의 클램프(101)는 기판(500)의 양측에 배치된다. 에를 들면, 제1 클램프(101a), 제3 클램프(102a), 제5 클램프(103a), 제7 클램프(104a), 및 제9 클램프(105a)는 기판(500)의 일측에 배치되고 제2 클램프(101b), 제4 클램프(102b), 제6 클램프(103b), 제8 클램프(104b), 및 제10 클램프(105b)는 기판(500)의 타측에 배치되어 기판(500)의 시드 패턴과 전기적으로 연결될 수 있으므로, 클램프(101)와 시드 패턴 간의 다중 접촉에 의해 시드 패턴의 저항이 균일하게 유지될 수 있다. 이에, 본 명세서의 일 실시예에 따른 전기 도금 장치(100)에서는 전류 밀도가 기판(500) 전체에서 일정하게 유지되어 도금층이 균일하게 형성될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에 따른 전기 도금 장치(100)에서는 수평 도금 방식으로 도금 공정을 수행하여, 도금 방해 요소가 누적되는 것을 최소화할 수 있다. 예를 들면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 전기 도금 장치(100)에서는 기판(500)이 수평 방향으로 배치되어, 도금액(700)의 표면과 기판(500)의 표면이 실질적으로 평행하게 배치될 수 있다. 따라서, 도금 공정에서 발생하는 기체나 부산물 등이 수직 방향으로 누적되는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에 따른 전기 도금 장치(100)에서는 수평 도금 방식으로 도금 공정을 수행하여, 설비 부피를 최소화할 수 있다. 인라인(in-line) 공정을 사용하여 제조 공정을 수행하는 경우, 제조 대상물, 예를 들면, 기판은 수평 방향으로 이동하며 제조 공정이 수행된다. 이에, 전기 도금 장치가 수평 도금 방식으로 도금 공정을 수행하는 경우, 기판은 수평 방향으로 배치된 상태에서 그대로 도금조 내에 투입될 수 있고, 도금 공정이 완료된 후 도금조 외부로 기판을 꺼낸 후 그대로 세정 장비로 이동할 수 있다. 이에, 본 명세서의 일 실시예에 따른 전기 도금 장치(100)에서는 기판(500)을 수평 방향에서 수직 방향으로 또는 수직 방향에서 수평 방향으로 회전시키기 위한 제조 설비가 불필요하므로, 설비 부피를 감소시킬 수 있다. 또한, 수직 도금 방식에서는 기판의 길이 방향으로 2배 이상의 크기를 갖도록 도금조가 구비되어야 하는 반면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 전기 도금 장치(100)와 같이 수평 도금 방식으로 도금 공정을 수행하는 경우, 도금조(150)는 기판(500) 크기의 2배보다 훨씬 작은 크기로 구성될 수 있다. 이에, 본 명세서의 일 실시예에 따른 전기 도금 장치(100)에서는 도금조(150)의 크기를 감소시켜 설비 부피를 최소화할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 전기 도금 장치(100)에서는 캐소드가 복수의 클램프(101)로 이루어져 도금 영역 별로 상이한 전류 밀도를 구현할 수 있다. 예를 들면, 캐소드가 기판(500)의 일측에 배치된 제1 클램프(101a), 제3 클램프(102a), 제5 클램프(103a), 제7 클램프(104a), 및 제9 클램프(105a)들과 기판(500)의 타측에 배치된 제2 클램프(101b), 제4 클램프(102b), 제6 클램프(103b), 제8 클램프(104b), 및 제10 클램프(105b)를 포함하고, 서로 마주보는 제1 클램프(101a), 제3 클램프(102a), 제5 클램프(103a), 제7 클램프(104a), 및 제9 클램프(105a)들과 제2 클램프(101b), 제4 클램프(102b), 제6 클램프(103b), 제8 클램프(104b), 및 제10 클램프(105b)에 인가되는 전압을 조절하여, 도금 영역 별로 상이한 전류 밀도를 구현할 수 있다. 예를 들어, 제1 클램프(101a), 제3 클램프(102a), 제5 클램프(103a), 제7 클램프(104a), 및 제9 클램프(105a) 들과 제2 클램프(101b), 제4 클램프(102b), 제6 클램프(103b), 제8 클램프(104b), 및 제10 클램프(105b) 중 최좌측에 위치한 제1 클램프(101a) 및 제2 클램프(101b)에 대응하는 도금 영역에 최좌측 옆의 제3 클램프(102a) 및 제4 클램프(102b)에 대응하는 도금 영역보다 높은 전류 밀도를 구현하기 위해, 최좌측에 위치한 제1 클램프(101a) 및 제2 클램프(101b)에 인가되는 전압을 최좌측 옆의 제3 클램프(102a) 및 제4 클램프(102b)에 인가되는 전압보다 크게 할 수 있다. 반면, 캐소드가 기판의 일측에 단일의 캐소드가 배치되고 기판의 타측에 단일의 캐소드를 포함하는 경우에는, 도금 영역 전체에 걸쳐 캐소드를 통해 단일의 전압이 인가되므로 도금 영역 별로 상이한 전류 밀도를 구현할 수 없다. 이에, 본 명세서의 일 실시예에 따른 전기 도금 장치(100)에서는 캐소드가 기판의 일측에 단일의 캐소드가 배치되고 기판의 타측에 단일의 캐소드가 배치되는 경우와 비교하여 도금 영역 별로 상이한 전류 밀도 구현이 가능하다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에 따른 전기 도금 장치(100)에서는 제1 클램프(101a), 제3 클램프(102a), 제5 클램프(103a), 제7 클램프(104a), 및 제9 클램프(105a) 들과 제2 클램프(101b), 제4 클램프(102b), 제6 클램프(103b), 제8 클램프(104b), 및 제10 클램프(105b)를 사용하여 도금 영역 별로 상이한 전류 밀도 구현이 가능하므로, 균일한 두께의 도금층이 형성될 수 있다. 예를 들어, 최좌측에 위치하는 제1 클램프(101a) 및 제2 클램프(101b)에 대응하는 도금 영역에서의 도금 면적이 제3 클램프(102a) 및 제4 클램프(102b)에 대응하는 도금 영역에서의 도금 면적보다 크고, 해당 도금 영역들에 동일한 전류 가 구현되는 경우, 전류 밀도 차이에 의해 최좌측에 위치하는 제1 클램프(101a) 및 제2 클램프(101b)에 대응하는 도금 영역에서의 도금 두께가 제3 클램프(102a) 및 제4 클램프(102b)에 대응하는 도금 영역에서의 도금 두께보다 얇을 수 있다. 이 경우, 도금 영역 별로 서로 상이한 두께를 갖는 도금층이 형성되므로, 균일한 두께의 도금층을 형성하지 못할 수 있다. 이에, 본 명세서의 일 실시예에 따른 전기 도금 장치(100)에서는 도금 영역에서의 도금 면적을 고려하여, 도금 영역 별로 상이한 전류 밀도를 구현할 수 있다. 예를 들면, 최좌측에 위치하는 제1 클램프(101a) 및 제2 클램프(101b)에 대응하는 도금 영역에서의 도금 면적이 제3 클램프(102a) 및 제4 클램프(102b)에 대응하는 도금 영역에서의 도금 면적보다 큰 경우, 최좌측에 위치한 제1 클램프(101a) 및 제2 클램프(101b)에 대응하는 도금 영역에 제3 클램프(102a) 및 제4 클램프(102b)에 대응하는 도금 영역보다 낮은 전류 밀도를 구현하여, 도금층의 전체 두께를 균일하게 구현할 수 있고, 도금 면적에 따른 도금층의 두께 편차를 줄이거나 최소화할 수 있다. 이에, 두께 및 표면 조도가 균일한 도금층을 형성할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 본 명세서의 실시예에 따른 전기 도금 장치에 의해 형성된 도금층의 두께, 도금층의 조성비 및 Z축 방향의 전류 밀도를 나타낸 그래프이다.
실시예로 예시된 애노드의 X축 방향의 폭은 40mm이다. 본 명세서의 실시예에 따른 전기 도금 장치를 이용하여, 기판과 애노드 사이의 간격을 30mm로 유지하고, 도금을 진행하였다.
도 5a는 실시예에 따른 전기 도금 장치를 이용하여 도금을 진행한 경우, 애노드 중심을 기준으로 X축 방향으로의 도금층의 두께를 측정한 결과값이다. 도 5a를 참조하면, 도금층이 애노드의 중심을 기준으로 멀어질수록 도금층의 두께가 급격하게 감소하는 것을 확인할 수 있다. 본 명세서의 실시예에 따른 전기 도금 장치에 의해 형성된 도금층은 가우시안(Gaussian) 분포와 유사한 형태의 두께를 가질 수 있다.
도 5b는 본 명세서의 실시예에 따른 전기 도금 장치를 이용하여 도금을 진행한 경우, 애노드 중심을 기준으로 X축 방향으로의 도금층 내의 니켈의 조성비를 측정한 값이다. 도 5b를 참조하면, 애노드의 중심을 기준으로 +/- 약 50mm 범위에서 니켈의 함량이 약 37% 정도로 일정하게 유지되는 것을 확인할 수 있다. 도 5b의 결과를 참조하면, 본 명세서의 실시예에 따른 전기 도금 장치를 사용하는 경우 애노드가 인근에 위치할 경우 일정한 Ni 조성비를 가지도록 도금이 진행되는 것을 알 수 있다.
도 5c는 본 명에서의 실시예에 따른 전기 도금 장치에 있어서, 도 5a 및 도 5b에서 측정된 값을 기초로 하여, 애노드가 고정된 상태에서 형성되는 전류 밀도를 도시한 시뮬레이션 내용이다. 도 5c를 참조하면, 폭이 40mm인 단일 애노드의 경우, Z축 방향의 전류 밀도가 가우시안(Gaussian) 분포와 유사한 형태를 보인다. 예를 들면, 애노드의 중심을 기준으로 가까울 수록 전류 밀도가 급격하게 상승한다. 본 명세서의 실시예에 따른 전기 도금 장치는 애노드를 중심으로 전류 밀도가 높기 때문에 두께, 표면 조도 및 니켈의 조성비가 일정한 도금층을 얻기 위해 애노드와 도금액의 기판 내 도금 영역별 이동이 매우 중요한 것을 확인할 수 있다.
예를 들어 전기 도금 장치를 사용하여 유기층 증착을 위한 마스크를 제조하고, 마스크의 구성 물질을 인바로 설계하는 경우, 인바를 구성하는 니켈의 조성비를 약 36% 내지 40% 정도로 균일하게 구현하는 것이 매우 중요하다. 유기층 증착을 위해 사용되는 마스크는 상온이 아닌 가열된 환경에서 사용된다. 또한, 마스크를 사용하여 정확히 원하는 위치에 유기층이 증착되어야 하므로, 마스크의 패턴의 형상은 매우 정밀하게 구현되어야 하며, 온도 변화에 따라 패턴의 크기나 형상이 변화하는 경우, 원하는 위치에 유기층을 정확히 증착하는 것이 불가능하다. 이에, 인바로 이루어지는 마스크를 전기 도금 방식으로 제조하는 경우, 온도의 변화에 의한 마스크의 크기 변화를 최소화하기 위해, 마스크의 니켈 조성비를 약 36% 내지 40%로 균일하게 유지하여야 한다.
도 6은 본 명세서의 실시예에 따른 전기 도금 장치의 애노드와 도금액 공급장치의 결합체의 단면도를 나타내는 도면이다. 예를 들면, 도 6a 내지 도 6b는 본 명세서의 실험예에 따른 도금 장치의 결합체(200) 단면 구조 및 유속 흐름에 관한 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다. 도 6a는 본 명세서의 실험예에 따른 결합체(200)의 단면과 도금액(700)이 분사되는 형태를 도시하였다. 본 명세서의 발명자들은 상술한 전류 밀도나 니켈의 성분비외에도 도금 영역내 이온 농도가 도금층 두께에 중요한 인자(factor)라는 것을 알게되었다. 또한, 도금 영역내 이온 농도를 확인하는 방법으로 도금액(700)의 유속을 통해 이온 농도가 어떻게 변화하는 지 확인할 수 있다는 것을 알게되었다. 유속을 확인하기 위해 본 실험예는 결합체(200)에 애노드(210)와 애노드(210)를 중심으로 X축 방향 양측에 제1 분사 노즐(230a)과 제2 분사 노즐(230b)가 배치되어 도금액(700)을 기판(500) 상에 분사할 수 있도록 하였다. 실험예는 본 명세서의 실시예와 달리 애노드(210)와 제1 분사 노즐(230a) 사이 및 애노드(210)와 제2 분사 노즐(230b) 사이에 절연체(220)를 배치하지 않고 실시예와의 차이점을 연구하였다. 결합체(200)가 기판(500)의 상부 30mm 지점에서 위치하며 분사 노즐(230)에서 50lpm으로 도금액(700)이 분사되고, 애노드(210)는 370mm/min의 속도로 도 6a를 기준으로 좌측으로 이동하는 것으로 설정하였다. 실험예는 결합체(200)에 절연체(220)를 배치하지 않아도 되어 구조가 간단하고 가볍게 결합체(200)를 제작할 수 있는 장점이 있을 수 있다. 또한, 애노드(210)와 기판(500) 사이에 도금액(700)이 두껍게 공급될 수 있는 장점을 가질 수 있다.
도 6b를 참조하면, 실험예의 조건에서 결합체(200)가 이동하며 도금액(700) 분사 시 도금조(150) 내에 있던 기존 용액과 분사 노즐(230)에서 공급되는 신액이 궤적을 그리면서 오른쪽으로 흘러가는 것을 확인할 수 있다. 애노드(210)와 제1 분사 노즐(230a) 사이 및 애노드(210)와 제2 분사 노즐(230b) 사이 공간에 다량의 유체가 흐름을 가지고 머물러 있는것을 확인할 수 있다. 또한 애노드(210) 주변으로 도금액(700)층이 두껍게 형성되어 기판(500)의 상면을 따라 흘러 가는 것을 확인할 수 있다. 그런데 발명자들은 실험예의 유속을 도금조(150)내에 잔존 도금 용액과 분사 노즐(230)에서 나온 신액이 합류되어 애노드(210)의 측면 빈공간에서 와류가 발생한다는 것을 알 수 있었다. 또한, 애노드(210) 측면에 발생하는 와류로 인해 기판(500)의 도금 영역으로 흘러가야될 신액들이 애노드(210)의 주변 와류에 머물고 있는 것도 확인하였다. 분사 노즐(230)에서 나온 신액이 기판(500) 도금 영역 내 충분이 공급되지 않으면, 위치별로 농도 구배(concentration gradient)가 발생하여 도금막 두께가 불균일해질 수 있다.
도 7은 본 명세서의 실시예에 따른 전기 도금 장치의 결합체에서 도금액이 공급되는 분포를 나타내는 도면이다. 예를 들면, 도 7a 내지 도 7b는 본 명세서의 실시예에 따른 도금 장치의 결합체(200) 단면 구조 및 유속 흐름에 관한 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다. 도 7a는 실시예에 따른 결합체(200)의 단면과 도금액(700)이 분사되는 형태를 도시하였다. 본 명세서의 발명자들은 도 6a 내지 도 6b에서 상술한 실험예를 바탕으로 기판(500)의 도금 영역에서 도금액(700) 와류를 제거할 수 있는 방안을 고안하였다. 도 7a를 참조하면, 결합체(200)에서 애노드(210)의 X축 방향 좌우측에 배치된 제1 분사 노즐(230a)과 제2 분사 노즐(230b)의 사이에 형성된 빈공간에 제1 절연체(220a) 및 제2 절연체(220b)를 배치하였다. 분사 노즐(230)들의 노즐 끝(tip)과 애노드(210)의 끝이 동일 선상에 배치되고, 제1 절연체(220a) 및 제2 절연체(220b)도 끝단을 동일 선상에 배치할 수 있다. 실험조건은 실험예에서 절연체(220)만 추가 배치하였다. 구체적으로, 결합체(200)가 기판(500)의 상부 30mm 지점에서 위치하며 분사 노즐(230)에서 50lpm으로 도금액(700)이 분사되고, 애노드(210)는 370mm/min의 속도로 도 7a를 기준으로 좌측으로 이동하는 것으로 설정하였다.
도 7b를 참조하면, 실시예의 조건에서 결합체(200)가 이동하며 도금액(700) 분사 시 도금조(150) 내에 있던 기존 용액과 분사 노즐(230)에서 공급되는 새로운 용액이 궤적을 그리면서 오른쪽으로 흘러가는 것을 확인할 수 있다. 실험예와 비교하여, 애노드(210)의 측면에 배치된 절연체(220)로 인하여 기판(500)의 상부에 도금액(700) 와류가 발생하지 않았다. 또한 기판(500)의 도금 영역 상부에서 도금액(700)의 유량 궤적이 만나고 있는 차이점을 확인하였다. 도 7b를 참조하면, 결합체(200)가 X축 방향으로 우측 또는 좌측 구분 없이 움직이며 도금할때, 분사 노즐(230)에서 나온 새로운 용액이 완만한 곡선을 그리며 기판(500)의 상면과 접촉하게 되는 것을 확인힐 수 있다. 기판(500)의 상면에 새로운 용액이 충분히 공급된다면 원하는 도금막에 도달하는 시간도 줄어들 수 있고, 도금막의 두께도 균일하게 형성될 수 있다.
도 8은 본 명세서의 실험예와 실시예에 따른 전기 도금 장치의 유속 프로파일(velocity profile)에 관한 시뮬레이션 결과를 도시한 그래프이다. 유속 프로파일이란 해당 위치에서의 유체의 이동 방향 및 이동 속도를 나타내는 것으로, 도 8에 나타난 그래프에서 애노드의 중심에 대응하는 위치를 0으로 설정하고, 애노드 중심으로부터의 거리를 X축에 표시하였으며, Y축 값은 유체가 우측으로 흐를때의 속도를 의미한다. 이때, Y축에 나타낸 유체의 속도는 기판으로부터 상부 방향으로 800㎛인 지점을 기준으로 한다.
실험예는 상술한 바와 같이, 절연체(220)를 포함하지 않고, 애노드(210) 및 애노드 양측에 배치된 분사 노즐(230)을 포함하는 전기 도금 장치이다.
본 명세서의 실시예는 상술한 바와 같이, 절연체(220)를 포함하고, 애노드(210) 및 애노드(210)와 절연체(220)의 양측에 배치된 분사 노즐(230)을 포함하는 전기 도금 장치이다. 이때, 절연체(220)의 끝단, 애노드(210)의 끝단, 및 분사 노즐(230)의 끝단은 동일 선상에 위치하도록 배치되어 결합체(200)의 하면은 굴곡없는 평면으로 형성된다.
실험예와 본 명세서의 실시예 모두 애노드(210)의 X축 방향의 폭은 40mm이고, 기판(500)과 애노드(210) 사이의 간격을 30mm인 것으로 설정하였다. 또한, 애노드(210)는 구리로 이루어지고, 도금액(700)은 유체인 물을 포함하고, 기판(500)은 유리(Glass)상에 ITO로 이루어지는 것으로 설정하였다. 또한, 분사 노즐(230)에서는 50lpm으로 도금액(700)이 분사되고, 애노드(210)는 370mm/min의 속도로 도 8의 그래프를 기준으로 우측으로 이동하는 것으로 설정하였다. 상술한 바와 같은 설정 조건에 기초하여 ANSYS FLUENT 장비를 사용하여 실험예와 본 명세서의 실시예에 대해 시뮬레이션을 진행하였다.
도 8을 참조하면, 애노드(210) 영역을 점선으로 표시하였을 때 애노드(210)가 접근하는 좌측영역에서 유체의 유속이 느리고, 애노드(210)가 지나간 우측영역에서 유체의 유속이 빨라지는 것을 확인할 수 있다. 또한, 애노드(210)의 하부영역은 비교적 완만한 유속을 가지는 것을 확인 할 수 있다. 애노드(210)의 하부영역을 관찰해보면, 절연체(220)를 사용하지 않는 실험예의 경우, 절연체(220)를 사용하는 본 명세서의 실시예와 비교하여, 애노드(210) 하부의 도금 영역에서 유속의 편차 폭이 큰 것을 확인할 수 있다. 절연체(220)를 사용하지 않는 실험예의 애노드(210)의 하부영역에서 유속의 편차가 크게 발생하는 것은, 앞서 도 6b에서 설명한 바와 같이, 애노드(210) 인근에서 발생하는 와류 때문임을 확인할 수 있다. 와류에 의한 영향이 애노드(210) 하부의 도금 영역에 영향을 미치는 것으로, 이는 도금의 조성비가 균일하지 못하게 되고, 도금막의 두께 산포가 증가하는 문제점이 될 수 있다.
유체의 유속을 수치적으로 확인하기 위해 발명자들은 애노드(2100 하부 도금영역에 유속의 균일도(degree of uniformity)를 산출하였다. 유속의 균일도를 구하는 식(uniformity fomular)은 1 - (MAX-MIN)/(MAX+MIN)으로 구할 수 있고, 이를 백분율로 환산할 수 있다. 도 8을 참조하면, 절연체(220)를 사용하지 않는 실험예의 경우 애노드(210)의 하부 도금영역에서 유속의 균일도가 82%, 절연체(220)를 사용하는 본 명세서의 실시예의 경우 애노드(210)의 하부 도금영역에서 유속의 균일도가 90% 인 것을 확인할 수 있다. 도 8의 본 명세서의 실시예와 같이, 애노드(210)의 하부 도금영역에서 완만한 기울기로 속도가 변하는 것은, 도금조(150)내 잔존 용액과 분사 노즐(230)에서 분사된 새로운 용액이 기판(500)에 고르게 확산됨을 의미할 수 있다. 유체의 유속이 일정할 때, 도금액(700)이 기판(500)의 가장 넓은 면적과 가장 오래 접촉하여 균일한 도금막 두께를 얻을 수 있다.
도 9은 본 명세서의 실시예에 따른 전기 도금 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 9을 참조하면, 본 명세서의 실시예에 따른 전기 도금 방법은 도금조에 시드 패턴이 배치된 기판을 수평 방향으로 배치하는 단계(S110), 기판의 양측에 복수의 캐소드를 배치하는 단계(S120), 기판과 이격되도록 기판의 상부에 애노드를 배치하는 단계(S130), 복수의 캐소드 및 애노드에 전류를 인가하는 단계(S140), 및 애노드를 제1 방향으로 이동시키면서 기판 상에 도금층을 형성하는 단계(S150)를 포함한다. 본 명세서의 실시예에 따른 전기 도금 방법은 도 1, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 전기 도금 장치(100)를 기준으로 설명하나, 이에 제한되지 않고, 다른 전기 도금 장치에 사용할 수 있다.
먼저, 도금조(150)에 시드 패턴이 배치된 기판(500)을 수평 방향으로 반송하여배치한다(S110).
예를 들면, 도금조(150) 내부에 위치하는 반송지지부(110) 상에 피도금체인 기판(500)이 배치된다. 기판(500)은 도금조(150) 내부에서 수평 방향으로 배치된다. 이때, 기판(500)은 기판(500)의 표면이 도금조(150) 내의 도금액(700)의 표면과 평행하게 배치될 수 있다.
이어서, 기판(500)의 양측에 복수의 클램프(101)가 배치된다(S120).
복수의 클램프(101)가 기판(130)의 양측의 적어도 일 부분에 접촉하도록 배치한다. 이때, 복수의 클램프(101)는 기판(500)에 배치된 시드 패턴에 연결하여, 전류를 인가한다. 예를 들면, 복수의 클램프(101)는 제1 클램프(101a), 제3 클램프(102a), 제5 클램프(103a), 제7 클램프(104a), 제9 클램프(105a), 제2 클램프(101b), 제4 클램프(102b), 제6 클램프(103b), 제8 클램프(104b), 및 제10 클램프(105b)를 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 이 경우, 애노드(210)의 이동 방향인 X축 방향을 기준으로 기판(500)의 일측에 제1 클램프(101a), 제3 클램프(102a), 제5 클램프(103a), 제7 클램프(104a), 및 제9 클램프(105a)를 배치하고, 기판(130)의 타측에 제2 클램프(101b), 제4 클램프(102b), 제6 클램프(103b), 제8 클램프(104b), 및 제10 클램프(105b)를 배치한다. 이때, 제1 클램프(101a), 제3 클램프(102a), 제5 클램프(103a), 제7 클램프(104a), 및 제9 클램프(105a)들을 제2 클램프(101b), 제4 클램프(102b), 제6 클램프(103b), 제8 클램프(104b), 및 제10 클램프(105b)들과 동일 선상에서 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
이어서, 도금조(150)에 도금액(700)을 공급한다. 이에, 도금조(150)에는 도금액(700)이 충진될 수 있다. 도금액(700)이 도금조(150)에 충진된 경우, 제1 클램프(101a), 제3 클램프(102a), 제5 클램프(103a), 제7 클램프(104a), 및 제9 클램프(105a)들과 제2 클램프(101b), 제4 클램프(102b), 제6 클램프(103b), 제8 클램프(104b), 및 제10 클램프(105b)들은 도금액(700)의 표면과 평행하게 배치될 수 있다.
이어서, 기판(500)과 이격되도록 기판(500)의 상부에 애노드(210)를 배치한다(S130).
고정된 기판(500)의 표면과 일정 간격으로 이격되도록 애노드(210)를 배치한다. 애노드(210)가 클램프(101)와 정전류를 유지하고 일정한 전류 밀도를 가질 수 있는 범위에서, 기판(500)과 애노드(210)의 간격이 자유롭게 조절될 수 있다. 예를 들어, 기판(500)과 애노드(210) 사이의 이격 거리는 30mm 정도일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
애노드(210)와 결합되어 분사 노즐(230)이 배치될 수 있다. 이 경우, 애노드(210)와 마찬가지로 분사 노즐(230)도 기판(500)의 표면과 이격되도록 배치된다.
이어서, 복수의 클램프(101) 및 애노드(210)에 전류를 인가한다(S140).
예를 들면, 클램프(101)에 음의 전압을 인가하고, 애노드(210)에 양의 전압을 인가함으로써, 복수의 클램프(101) 및 애노드(210) 사이에 전류를 형성할 수 있다.
전류를 인가하는 단계(S140)는 복수의 클램프(101) 및 애노드(210)를 통해 시드 패턴에 정전류를 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 클램프(101)와 애노드(210) 사이에 정전류가 흐르는 경우, 두께 및 표면 조도가 균일한 도금층을 형성할 수 있다.
이때, 정전류를 인가하는 단계는 애노드(210)에 정전압을 인가하는 단계 및 복수의 클램프(101)에 교류 전압을 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 복수의 클램프(101)에 교류 전압을 인가하는 단계는 애노드(210)가 이동함에 따라 크기가 가변하는 교류 전압을 복수의 클램프(101)에 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 애노드(210)의 위치가 변화하더라도 기판(500) 상에 일정한 정전류를 유지하기 위하여, 애노드(210)의 위치 변화에 대응하여 복수의 클램프(101)에 인가되는 교류 전압의 크기를 변경할 수 있다.
또한, 복수의 클램프(101)에 교류 전압을 인가하는 단계는 서로 마주보도록 배치된 제1 클램프(101a) 와 제2 클램프(101b)에 동일 전압을 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 서로 마주보는 제1 클램프(101a) 와 제2 클램프(101b)에 동일한 크기의 교류 전압을 인가함으로써, 애노드(210)의 이동에 따라 제1 클램프(101a) 와 제2 클램프(101b)에 인가되는 전류의 합을 동일하게 유지하고, 애노드(210)와 클램프(101) 사이에 정전류가 유지될 수 있다.
또한, 복수의 클램프(101)에 교류 전압을 인가하는 단계는 복수의 클램프(101) 각각에 대응하는 위치의 애노드(210) 하부의 도금 면적에 기초하여 가변하는 교류 전압을 복수의 클램프(101) 각각에 인가하는 단계를 포함한다. 애노드(210)의 이동에 따라, 복수의 클램프(101 각각에 대응하는 애노드(210) 하부에 위치하는 도금 영역의 도금 면적에 기초하여, 복수의 클램프(101)에 인가되는 전압을 조절하거나, 클램프(101)를 온/오프(on/off)한다. 도금 영역 별로 전류 밀도를 변화시킴으로써, 도금 영역에 형성되는 도금층의 두께 및 표면 특성을 조절할 수 있다.
애노드(210)에 정전압을 인가하는 단계는 복수의 서브 애노드(251, 252) 각각에 독립적으로 전압을 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이어서, 애노드(210)를 X축 방향으로 이동시키면서 기판(500) 상에 도금층을 형성한다(S150).
예를 들면, 애노드(210)와 연결된 연결부(310)와 구동부(320)를 이용하여, 애노드(210)를 X축 방향으로 이동시킨다. 복수의 클램프(101) 및 애노드(210)에 전류가 인가된 상태에서, 애노드(210)를 X축 방향으로 이동시킴으로써, 애노드(210) 하부에 위치한 기판(500)의 상면에 도금층을 형성한다.
애노드(210)를 X축 방향으로 왕복 이동시키면서, 반복적으로 도금층을 형성할 수도 있다.
분사 노즐(320)이 애노드(210)와 결합된 경우, 분사 노즐(320)은 애노드(210)와 함께, X축 방향으로 이동된다. 분사 노즐(320)을 통해 기판(500)의 상부에서 도금액(700)을 공급함으로써, 도금조(150) 내부의 도금액(700)의 농도 변화를 최소화하고, 도금층 내의 금속 함량의 변화를 억제할 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 전기 도금 방법은 수평 도금 방식의 전기 도금 방법에 관한 것으로서, 기판(500)의 양측에 복수의 클램프(101)를 배치시켜, 클램프(101)와 시드 패턴 간의 다중 접촉에 의해 시드 패턴의 저항이 균일하게 유지될 수 있다. 이에, 전류 밀도가 기판(500) 전체에서 일정하게 유지되어 균일하게 도금층이 형성될 수 있다. 또한, 본 명세서의 실시예에 따른 전기 도금 방법은 도금액(700)의 표면과 기판(500)의 표면을 실질적으로 평행하게 배치시켜, 도금 공정에서 발생하는 부산물이 수직 방향으로 누적되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시예에 따른 전기 도금 방법은 기판(500)의 양측에 배치된 복수의 클램프(101)를 이용하여, 도금 영역 별로 인가되는 전류를 조절함으로써 전류 밀도를 변경할 수 있다. 예를 들면, 도금 영역 별로 상이한 전류 밀도를 구현하여, 도금 영역 별로 형성되는 도금층의 두께 및 표면 특성을 조절할 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 전기 도금 장치 및 수평 도금 방식의 전기 도금 장치는 다음과 같이 설명될 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 전기도금장치는 기판이 도금되는 공간인 도금조, 도금조 내부에 배치되어 수평방향으로 배치되는 기판을 파지하는 클램프, 기판의 상부에 이격되어 배치되며, 외부전원과 연결된 애노드 및 기판의 상부에 이격되어 배치되며, 도금액을 공급하는 도금액공급부를 포함하는 결합체, 결합체를 기판으로부터 이격되어 수평방향으로 왕복이동시키는 구동부, 결합체는 애노드와 도금액공급부의 사이에 절연체를 더 포함한다.
본 명세서의 실시예에 따르면, 절연체는 기판의 상부에 이격되어 배치되며, 절연체의 끝단은 애노드의 끝단과 평행하도록 배치된다.
본 명세서의 실시예에 따르면, 도금액공급부의 끝단이 절연체의 끝단과 평행하도록 배치된다.
본 명세서의 실시예에 따르면, 클램프는 캐소드의 기능을 한다.
본 명세서의 실시예에 따르면, 클램프는 두개가 짝을 이루도록 서로 마주보게 배치되고, 기판의 끝단을 파지한다.
본 명세서의 실시예에 따르면, 절연체는 폴리머재질이다.
본 명세서의 실시예에 따르면, 절연체는 무기 재질이다.
본 명세서의 실시예에 따르면, 절연체의 끝단은 애노드의 끝단 및 도금액공급부의 끝단과 일직선 상에 있도록 배치된다.
본 명세서의 실시예에 따르면, 도금액 공급부는 결합체의 진행방향 전단과 후단에 위치하여 애노드를 사이에 두고 배치된다.
본 명세서의 실시예에 따른 수평도금장치는, 도금조, 도금조 내부에 배치된 음극전극부, 외부전원과 연결된 양극전극부, 도금액을 공급하는 도금액 공급노즐, 양극전극부와 양극전극부의 양측면에 도금액 공급노즐이 배치되어 결합되는 결합구조물, 결합구조물은 상기 양극전극부와 상기 도금액 공급노즐의 사이에 절연체를 더 포함한다.
본 명세서의 실시예에 따르면, 음극전극부는 적어도 두개이상 도금조의 내부 양측에 배치된다.
본 명세서의 실시예에 따르면, 음극전극부는 한쌍이 짝을 이루도록 서로 마주보게 배치된다.
본 명세서의 실시예에 따르면, 결합구조물의 하면을 구성하는 양극전극부와 도금액공금부 및 절연체의 하면은 일직선상에 배치된다.
본 명세서의 실시예에 따르면, 절연체는 유기물 재질이다.
본 명세서의 실시예에 따르면, 도금액 공급노즐의 상부에 도금액 분배부를 더 포함한다.
본 명세서의 실시예에 따르면, 결합구조물을 도금조 내에서 왕복 구동할 수 있도록 하는 구동부를 더 포함한다.
본 명세서의 실시예에 따르면, 도금조 내부에 배치되어 도금대상물을 반송 및 지지하는 반송지지부를 더 포함한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 전기 도금 장치
101, 101a, 101b, 102a, 102b, 103a, 103b, 104a, 104b, 105a, 105b: 클램프
110: 반송지지부 150: 도금조
200: 결합체
210: 애노드 220: 절연체
230: 분사 노즐
310: 연결부 320: 구동부
400: 도금액 분배부 410, 470: 도금액 공급관
490: 도금액 저장고
500: 기판 510: 도금막
700: 도금액
800: 제어부
900: 전원공급부

Claims (17)

  1. 기판이 도금되는 공간인 도금조;
    상기 도금조 내부에 배치되며, 수평방향으로 배치되는 상기 기판을 파지하는 클램프;
    상기 기판의 상부에 이격되어 배치되며, 외부전원과 연결된 애노드 및 상기 기판의 상부에 이격되어 배치되며, 도금액을 공급하는 도금액공급부를 포함하는 결합체; 및
    상기 결합체를 상기 기판으로부터 이격되어 수평방향으로 왕복이동시키는 구동부를 포함하고,
    상기 결합체는 상기 애노드와 상기 도금액공급부의 사이에 절연체를 포함하고,
    상기 절연체의 끝단 및 상기 애노드의 끝단은 일직선 상에 배치되는, 전기도금장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 절연체는 상기 기판의 상부에 이격되어 배치되며,
    상기 절연체의 끝단은 상기 애노드의 끝단과 평행하도록 배치되는, 전기도금장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 도금액공급부의 끝단이 상기 절연체의 끝단과 평행하도록 배치되는, 전기도금장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 클램프는 캐소드로 구현되는, 전기도금장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 클램프는 짝을 이루며, 상기 짝을 이루는 클램프는 서로 마주보게 배치되고, 상기 기판의 끝단을 파지하는, 전기도금장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 절연체는 폴리머 재질인, 전기도금장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 절연체는 무기 재질인, 전기도금장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 절연체의 끝단 및 상기 애노드의 끝단은 상기 도금액공급부의 끝단과 일직선 상에 배치된, 전기도금장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 도금액 공급부는 상기 결합체의 진행방향 전단과 후단에 위치하여 상기 애노드를 사이에 두고 배치된, 전기도금장치.
  10. 도금조;
    상기 도금조 내부에 배치된 음극전극부;
    외부전원과 연결된 양극전극부;
    도금액을 공급하는 도금액 공급노즐; 및
    상기 양극전극부와 상기 양극전극부의 양측면에 도금액 공급노즐이 배치되어 결합되는 결합구조물을 포함하며,
    상기 결합구조물은 상기 양극전극부와 상기 도금액 공급노즐의 사이에 절연체를 포함하고,
    상기 양극전극부 및 상기 절연체의 하면은 일직선상에 배치되는, 수평도금장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 음극전극부는 적어도 두개 이상 구성되며, 상기 도금조의 내부 양측에 배치된, 수평도금장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 음극전극부는 한쌍이 짝을 이루도록 서로 마주보게 배치된, 수평도금장치.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 결합구조물의 하면을 구성하는 상기 양극전극부 및 상기 절연체의 하면은 상기 도금액 공급노즐의 하면과 일직선상에 배치된, 수평도금장치.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 절연체는 유기물 재질인, 수평도금장치.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 도금액 공급노즐의 상부에 도금액 분배부를 더 포함하는, 수평도금장치.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기 결합구조물을 상기 도금조 내에서 왕복 구동할 수 있도록 하는 구동부를 더 포함하는, 수평도금장치.
  17. 제 10항에 있어서,
    상기 도금조 내부에 배치되어 도금대상물을 반송 및 지지하는 반송지지부를 더 포함하는, 수평도금장치.
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