KR102647910B1 - 워터폴 방식의 화학도금용 지그 - Google Patents

워터폴 방식의 화학도금용 지그 Download PDF

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Abstract

본 발명은 워터폴 방식의 화학도금용 지그에 관한 것으로서, 특히 화학약품이 낙하되면서 기판의 표면을 화학 도금시키는 워터폴 방식의 화학도금용 지그에 관한 것이다.
본 발명의 워터폴 방식의 화학도금용 지그는, 프레임과; 상기 프레임의 상부에 장착되어 기판을 파지하는 상부클램프와; 상기 프레임의 상부에 배치되어 내부에 화학약품을 수용하는 브라켓;을 포함하여 이루어지되, 상기 브라켓의 하부에는 내부에 수용된 상기 화학약품을 상기 기판이 배치된 방향으로 배출시키는 배출공이 형성되고, 상기 배출공에서 배출되는 화학약품은 상기 상부클램프에 의해 파지된 상기 기판의 표면에 도포되어 기판을 도금시키는 것을 특징으로 한다.

Description

워터폴 방식의 화학도금용 지그 { Waterfall type chemical plating jig }
본 발명은 워터폴 방식의 화학도금용 지그에 관한 것으로서, 특히 화학약품이 낙하되면서 기판의 표면을 화학 도금시키는 워터폴 방식의 화학도금용 지그에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 IC(Integrated Circuit)들의 고밀도화, 고속화 및 초소형화로 인해 전자부품 패키지를 구성하는 인쇄회로기판, 패널 레벨 패키지(Panel Level Package: PLP), 웨이퍼 레벨 패키지(Wafer Level Package: WLP) 또한 소형화, 박형화, 고속화 및 그 신뢰성에 대한 연구 개발의 필요성이 요구되고 있다.
이러한 전자소자와 전자부품 패키지 간의 전류와 전압, 그리고 신호를 전달하기 위해 핵심적인 역할을 하는 게 배선기판 위의 칩실장용 와이어 본딩 단자(Wire Bonding Pad), 납땜단자(Solder Joint Pad) 또는 접촉단자(Land Grid Array)이다.
상기 전자부품 패키지는 반도체 칩을 전기적으로 연결하고, 각종 반도체 칩을 기판 위에 설치 가능할 수 있도록 하는 역할을 한다.
전자부품 패키지는 일반적으로 기판과 기판 표면상에 형성된 도전성 회로로 구성되는데, 상기 도전성 회로를 구성하기 위하여 전자부품 패키지는 표면상에 약 1㎛ 이내의 두께를 갖는 도금층을 형성시키는 동도금(Cu plating) 공정이 수행될 수 있다.
이와 같은 동도금 공정은 크게 두 가지로 나뉘는데, 하나는 화학동도금이고 다른 하나는 전기동도금(또는 전해도금으로도 칭함)이다.
전기동도금은 화학동도금에 비해 빠르게 도금되는 장점이 있으나 위치별 전류 세기의 차이로 인하여 기판 전체에 균일하게 도금되는 못하는 단점으로 인하여 최근에는 도금 회사에서 화학동도금을 선호하고 있는 추세이다.
특히, 종래의 화학동도금을 위한 기판 도금 장치는, 고정지그에 기판을 장착하고 처리조 내로 삽입하여 도금 공정을 수행하게 되는데, 종래의 고정지그는 기판을 견고하게 고정하지 못하여 기판의 뒤틀림 등의 변형을 초래하였고, 이로 인하여 도금 과정에서 제품 불량이 자주 발생하게 되는 구조적인 문제점이 있었다.
최근에는 기판의 표면에 화학약품을 분사하고 화학약품이 기판의 표면을 따라 낙하되면서 도금이 이루어지게 되는 워터폴 방식의 화학도금 방식이 사용되고 있다.
그러나, 이러한 종래의 워터폴 방식의 화학도금 방식은, 화학약품을 기판에 분사할 때 화학약품이 기판에 충돌하면서 다른 곳으로 튀겨 오염을 발생할 수 있고, 기판 전체에 균일하게 공급되어 도포되는데 한계가 있었다.
등록특허 10-2023328 등록특허 10-1944963
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 화학약품이 기판에 충돌하여 튀기는 것을 최소화하고, 화학약품이 기판의 표면 전체에 균일하게 공급되어 도포되도록 할 수 있는 워터폴 방식의 화학도금용 지그를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 워터폴 방식의 화학도금용 지그는, 프레임과; 상기 프레임의 상부에 장착되어 기판을 파지하는 상부클램프와; 상기 프레임의 상부에 배치되어 내부에 화학약품을 수용하는 브라켓;을 포함하여 이루어지되, 상기 브라켓의 하부에는 내부에 수용된 상기 화학약품을 상기 기판이 배치된 방향으로 배출시키는 배출공이 형성되고, 상기 배출공에서 배출되는 화학약품은 상기 상부클램프에 의해 파지된 상기 기판의 표면에 도포되어 기판을 도금시키는 것을 특징으로 한다.
상기 브라켓은 상기 기판을 기준으로 양측에 대칭되게 배치되어 있고, 각각의 상기 브라켓에서 배출되는 화학약품은 상기 기판의 일면과 타면을 각각 도금시킨다.
상기 브라켓은 상기 상부클램프에 고정 결합되어, 상기 상부클램프가 회전하여 벌어질 때 상기 브라켓도 함께 회전한다.
상기 브라켓은, 외부브라켓과; 상기 외부브라켓의 안쪽에 배치되면서 상기 외부브라켓에 결합되어 있는 내부브라켓;을 포함하여 이루어지고, 상기 내부브라켓의 하부에는 상기 기판이 배치된 방향으로 개방된 상기 배출공이 형성되어 있다.
상기 배출공은 상기 외부브라켓의 바닥면과 상기 내부브라켓의 하면이 상호 이격되어 형성되되, 상기 배출공은 상기 기판의 폭 방향으로 길게 형성되고, 상기 배출공의 폭은 상기 기판의 폭과 같거나 더 길다.
상기 외부브라켓의 하부에 장착되어 상기 배출공에서 배출되는 화학약품을 상기 기판으로 안내하는 가이드부재;를 더 포함하여 이루어지되, 상기 가이드부재는 상기 기판과 이격되어 배치되고, 상기 가이드부재는 상부에서 하부로 갈수록 상기 기판에 점점 인접하도록 경사지게 형성되며, 상기 배출공에서 배출되는 화학약품은 상기 가이드부재와 상기 기판 사이의 간극을 통해 상기 기판의 표면을 따라 하강한다.
상기 내부브라켓에는 상기 외부브라켓 방향으로 돌출된 중간칸막이가 형성되고, 상기 중간칸막이는 상기 외부브라켓과 이격되고, 상기 중간칸막이는 상기 배출공보다 상부에 배치된다.
상기 중간칸막이는 상기 내부브라켓에 대하여 회전 가능하게 장착되되, 상기 중간칸막이의 회전에 의해 상기 브라켓의 내부에서 상기 배출공으로 유동하는 화학약품의 유량을 조절할 수 있다.
상기 가이드부재는 상기 외부브라켓에 대하여 상기 기판이 배치된 방향으로 슬라이딩 가능하게 장착되되, 상기 외부브라켓에 대한 상기 가이드부재의 슬라이딩에 의해 상기 가이드부재와 상기 기판의 간극이 조절된다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 워터폴 방식의 화학도금용 지그에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은, 브라켓의 내부에 화학약품이 공급된 후 배출공을 통해 배출되기 때문에 화학약품이 기판에 충돌하여 튀기는 것을 최소화할 수 있다.
그리고, 본 발명은 상부에 배치된 브라켓의 내부에 화학약품을 공급하고, 상기 브라켓의 내부에 공급된 화학약품을 배출공을 통해 배출시켜 상기 기판의 표면에 도포되도록 함으로서, 기판의 상부에서 하부까지 화학약품이 중력에 의해 낙하되면서 안전하고 효과적으로 기판 전체를 균일하게 화학도금시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 워터폴 방식의 화학도금용 지그의 사시도,
도 2는 도 1에서 상부클램프가 배치된 부위를 절단한 단면사시도,
도 3은 도 2의 측단면도,
도 4는 도 1에서 상부클램프가 없는 부위를 절단한 측단면도,
본 발명의 워터폴 방식의 화학도금용 지그는, 도 1 내 지 도 4에 도시된 바와 같이, 프레임(10)과, 상부클램프(20)와, 브라켓(30) 등을 포함하여 이루어진다.
상기 프레임(10)은 일반적인 지그의 외곽틀을 이루는 것으로서, 보통 사각형상으로 이루어진다.
상기 프레임(10)은 사각형상 뿐만 아니라 다양한 형상 및 구조로 이루어질 수 있다.
상기 상부클램프(20)는 상기 프레임(10)의 상부에 장착되어 도금이 이루어지게 되는 기판(50)을 파지한다.
상기 상부클램프(20)의 구체적인 구조 및 형상은 종래의 것을 이용하면 충분하다.
경우에 따라 상기 프레임(10)의 하부에는 상기 기판(50)의 하부를 파지하는 하부클램프 또는 상기 프레임(10)의 측면에는 상기 기판(50)의 측면을 파지하는 측면클램프가 장착되어 있을 수도 있다.
상기 브라켓(30)은 상기 프레임(10)의 상부에 배치되어 내부에 화학약품을 수용한다.
상기 화학약품은 기판(50)의 표면을 화학도금하는 액체로서, 외부에서 공급되어 상기 브라켓(30)의 내부에 충진되게 된다.
본 발명에서는 화학약품이 상기 브라켓(30)의 내부에 공급되어 충진된 후 배출되기 때문에, 화학약품이 외부로 튀겨 오염되는 것을 방지할 수 있다.
상기 브라켓(30)의 하부에는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 내부에 수용된 상기 화학약품을 상기 기판(50)이 배치된 방향으로 배출시키는 배출공(31)이 형성되어 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 배출공(31)에서 배출되는 화학약품은 상기 상부클램프(20)에 의해 파지된 상기 기판(50)의 표면을 따라 하강하면서 상기 기판(50)의 표면에 도포되어 기판(50)을 도금시키게 된다.
상기 화학약품이 내부에 수용되는 상기 브라켓(30)은 상기 프레임(10)의 상부 어디에 장착될 수도 있는데, 바람직하게는 본 실시예와 같이 상기 브라켓(30)은 상기 상부클램프(20)에 고정 결합되어 있도록 한다.
경우에 따라 상기 브라켓(30)은 상기 상부클램프(20)가 아닌 상기 프레임(10)에 고정 결합될 수도 있다.
상기 브라켓(30)은 상기 기판(50)을 기준으로 양측에 대칭되게 배치되어 있도록 한다.
각각의 상기 브라켓(30)에서 배출되는 화학약품은 상기 기판(50)의 일면과 타면을 각각 도금시키도록 한다.
본 실시예와 같이 상기 브라켓(30)은 상기 상부클램프(20)에 고정 결합되어, 상기 상부클램프(20)가 오픈될 때 즉 상기 상부클램프(20)가 외력에 의해 회전하여 벌어질 때 상기 브라켓(30)도 함께 회전하도록 한다.
위와 같이 상기 브라켓(30)이 상기 상부클램프(20)에 고정 결합됨으로서, 상기 상부클램프(20)가 상기 기판(50)을 파지하기 위해 오픈되는 경우 상기 브라켓(30)도 상기 상부클램프(20)와 함께 회전하기 때문에, 상기 기판(50)을 지그 즉 프레임(10)의 안쪽에 쉽게 배치할 수 있다.
상기 브라켓(30)은 다양한 형상 및 구조로 이루어질 수 있다.
본 실시예에서 상기 브라켓(30)은 외부브라켓(32)과, 내부브라켓(33)으로 이루어진다.
상기 외부브라켓(32)은 상기 브라켓(30)의 외곽을 이루는 부분이다.
상기 내부브라켓(33)은 상기 외부브라켓(32)의 안쪽에 배치되면서 상기 외부브라켓(32)에 결합되어 있다.
상기 내부브라켓(33)의 하부에는 상기 기판(50)이 배치된 방향으로 개방된 상기 배출공(31)이 형성되어 있다.
상기 배출공(31)은 다양한 형상 및 구조로 이루어질 수 있다.
본 실시예에서 상기 배출공(31)은 상기 외부브라켓(32)의 바닥면과 상기 내부브라켓(33)의 하면이 상호 이격되어 형성된다.
이러한 상기 배출공(31)은 상기 기판(50)의 폭 방향으로 길게 형성된다.
상기 배출공(31)의 폭은 상기 기판(50)의 폭과 같거나 더 길게 형성된다.
위와 같이 상기 배출공(31)의 폭이 상기 기판(50)의 폭과 같거나 더 길게 형성됨으로서, 상기 배출공(31)에서 배출되는 화학약품이 전체적으로 균일하게 상기 기판(50)으로 배출되도록 할 수 있다.
그리고, 상기 내부브라켓(33)에는 상기 외부브라켓(32) 방향으로 돌출된 중간칸막이(34)가 형성되어 있다.
상기 중간칸막이(34)는 상기 외부브라켓(32)과 이격되고, 상기 중간칸막이(34)는 상기 배출공(31) 보다 상부에 배치된다.
위와 같은 상기 중간칸막이(34)에 의해 화학약품이 상기 브라켓(30)의 내부로 공급될 때, 상기 배출공(31)으로 급하게 배출되는 것을 방지할 수 있고, 상기 브라켓(30) 내부에서의 화학약품의 수위를 유지할 수 있으며, 상기 배출공(31) 전체에서 화학약품이 균일하게 조금씩 배출되도록 할 수 있다.
이러한 상기 중간칸막이(34)는 상기 내부브라켓(33)에 고정되어 있을 수도 있고, 회전 가능하게 장착될 수 있다.
상기 중간칸막이(34)가 상기 내부브라켓(33)에 대하여 회전 가능하게 장착된 경우, 상기 중간칸막이(34)의 회전에 의해 상기 브라켓(30)의 내부에서 상기 배출공(31)으로 유동하는 화학약품의 유량을 필요에 따라 조절할 수 있다.
이때 상기 중간칸막이(34)의 회전은 작업자에 의한 수동회전 또는 별도의 전동기에 의해 한 자동회전으로 이루어질 수 있다.
상기 중간칸막이(34)가 상방향으로 회전하게 되면 상기 배출공(31)으로 이동하는 화학약품의 유량을 증대시킬 수 있고, 상기 중간칸막이(34)를 하방향으로 회전하게 되면 상기 배출공(31)으로 이동하는 화학약품의 유량을 감소시킬 수 있어, 여러 조건, 필요 등에 따라 상기 중간칸막이(34)를 회전시켜 상기 배출공(31)으로 유동하는 화학약품의 유량을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명은 가이드부재(40)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 가이드부재(40)는 상기 브라켓(30)의 하부 자세하게는 상기 외부브라켓(32)의 하부에 장착되어 상기 배출공(31)에서 배출되는 화학약품을 상기 기판(50)으로 좀 더 정확하게 안내하는 기능을 한다.
일단이 상기 외부브라켓(32)의 하부에 장착된 상기 가이드부재(40)는 타단이 상기 기판(50)과 이격되어 배치된다.
상기 가이드부재(40)는 상부에서 하부로 갈수록 상기 기판(50)에 점점 인접하도록 경사지게 형성된다.
따라서, 상기 배출공(31)에서 배출되는 화학약품은 도 4의 화살표로 표시한 바와 같이, 상기 가이드부재(40)와 상기 기판(50) 사이의 이격된 간극을 통해 상기 기판(50)의 표면으로 도포된 후 상기 기판(50)의 표면을 따라 하강하면서 상기 기판(50)의 표면 전체를 화학도금할 수 있게 된다.
위와 같은 상기 가이드부재(40)는 상기 외부브라켓(32)에 고정결합될 수 있고, 이동 가능하게 장착될 수도 있다.
상기 가이드부재(40)가 상기 외부브라켓(32)에 대하여 상기 기판(50)이 배치된 방향으로 슬라이딩 가능하게 장착된 경우, 상기 외부브라켓(32)에 대한 상기 가이드부재(40)의 슬라이딩에 의해 상기 가이드부재(40)와 상기 기판(50)의 간극이 조절될 수 있게 된다.
이를 통해, 상기 기판(50)의 표면으로 도포되는 화학약품의 양을 좀 더 세밀하게 조절할 수 있다.
위와 같이 본 발명은 상기 브라켓(30)의 내부에 화학약품을 공급하고, 상기 브라켓(30)의 내부에 공급된 화학약품을 배출공(31)을 통해 배출시켜 상기 기판(50)의 표면에 도포되도록 함으로서, 기판(50)의 상부에서 하부까지 화학약품이 중력에 의해 낙하되면서 안전하고 효과적으로 기판(50)을 전체적으로 균일하게 화학도금시킬 수 있다.
본 발명인 워터폴 방식의 화학도금용 지그는 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
10 : 프레임,
20 : 상부클램프,
30 : 브라켓, 31 : 배출공, 32 : 외부브라켓, 33 : 내부브라켓, 34 : 중간칸막이,
40 : 가이드부재,
50 : 기판.

Claims (9)

  1. 프레임과;
    상기 프레임의 상부에 장착되어 기판을 파지하는 상부클램프와;
    상기 프레임의 상부에 배치되어 내부에 화학약품을 수용하는 브라켓;을 포함하여 이루어지되,
    상기 브라켓의 하부에는 내부에 수용된 상기 화학약품을 상기 기판이 배치된 방향으로 배출시키는 배출공이 형성되고,
    상기 브라켓은 상기 상부클램프에 고정 결합되어, 상기 상부클램프가 회전하여 벌어질 때 상기 브라켓도 함께 회전하며,
    상기 배출공에서 배출되는 화학약품은 상기 상부클램프에 의해 파지된 상기 기판의 표면에 도포되어 기판을 도금시키는 것을 특징으로 하는 워터폴 방식의 화학도금용 지그.
  2. 청구항1에 있어서,
    상기 브라켓은 상기 기판을 기준으로 양측에 대칭되게 배치되어 있고,
    각각의 상기 브라켓에서 배출되는 화학약품은 상기 기판의 일면과 타면을 각각 도금시키는 것을 특징으로 하는 워터폴 방식의 화학도금용 지그.
  3. 삭제
  4. 청구항1에 있어서,
    상기 브라켓은,
    외부브라켓과;
    상기 외부브라켓의 안쪽에 배치되면서 상기 외부브라켓에 결합되어 있는 내부브라켓;을 포함하여 이루어지고,
    상기 내부브라켓의 하부에는 상기 기판이 배치된 방향으로 개방된 상기 배출공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 워터폴 방식의 화학도금용 지그.
  5. 청구항4에 있어서,
    상기 배출공은 상기 외부브라켓의 바닥면과 상기 내부브라켓의 하면이 상호 이격되어 형성되되,
    상기 배출공은 상기 기판의 폭 방향으로 길게 형성되고,
    상기 배출공의 폭은 상기 기판의 폭과 같거나 더 긴 것을 특징으로 하는 워터폴 방식의 화학도금용 지그.
  6. 청구항4에 있어서,
    상기 외부브라켓의 하부에 장착되어 상기 배출공에서 배출되는 화학약품을 상기 기판으로 안내하는 가이드부재;를 더 포함하여 이루어지되,
    상기 가이드부재는 상기 기판과 이격되어 배치되고,
    상기 가이드부재는 상부에서 하부로 갈수록 상기 기판에 점점 인접하도록 경사지게 형성되며,
    상기 배출공에서 배출되는 화학약품은 상기 가이드부재와 상기 기판 사이의 간극을 통해 상기 기판의 표면을 따라 하강하는 것을 특징으로 하는 워터폴 방식의 화학도금용 지그.
  7. 청구항4에 있어서,
    상기 내부브라켓에는 상기 외부브라켓 방향으로 돌출된 중간칸막이가 형성되고,
    상기 중간칸막이는 상기 외부브라켓과 이격되고,
    상기 중간칸막이는 상기 배출공보다 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 워터폴 방식의 화학도금용 지그.
  8. 청구항7에 있어서,
    상기 중간칸막이는 상기 내부브라켓에 대하여 회전 가능하게 장착되되,
    상기 중간칸막이의 회전에 의해 상기 브라켓의 내부에서 상기 배출공으로 유동하는 화학약품의 유량을 조절하는 것을 워터폴 방식의 화학도금용 지그.
  9. 청구항6에 있어서,
    상기 가이드부재는 상기 외부브라켓에 대하여 상기 기판이 배치된 방향으로 슬라이딩 가능하게 장착되되,
    상기 외부브라켓에 대한 상기 가이드부재의 슬라이딩에 의해 상기 가이드부재와 상기 기판의 간극이 조절되는 것을 특징으로 하는 워터폴 방식의 화학도금용 지그.
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