KR20020020459A - 도금용 음극 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 도금용 음극 시스템은 진행되는 BGA 기판을 안내하고 지지하기 위해 각각 선단 및 후단에 배치되는 동일한 직경의 가이드 롤러, 상기 기판에 소정의 장력이 가해지도록 상기 기판에 대해 상기 가이드 롤러들 사이의 대향 방향에 이격 위치되고 그 외주면이 상기 가이드롤러 외주면의 수평 접선 이내에 위치되며, 상기 기판에 음의 전원을 공급하는 접촉롤러, 상기 음의 전원을 인가하기 위해 상기 접촉롤러와 연결되는 전기접촉자, 상기 롤러들을 지지하기 위한 키트 지지조립체를 포함하여, 아무런 위치 정렬장치 없이도 전기전해조의 BGA 기판 투입구에 용이하게 정렬 위치시킬 수 있도록 하였다.

Description

도금용 음극 시스템{PLATING CATHODE SYSTEM}

본 발명은 도금의 전처리를 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 BGA 기판 제조 릴-대-릴 방식에서 아무런 위치정렬 장치 없이도 기판을 용이하게 정렬위치시키고 BGA 기판의 패턴을 변화시키지 않고도 도금을 위한 접촉이 가능하도록 롤러들이 배치된 도금용 음극 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체용 BGA 기판의 전기도금에 있어, 도금액을 전기 분해시켜 전해조 내에서 전기도금을 시행하도록 BGA 기판에는 음극패턴이 형성되어 음(-)의 전원이 인가되며 전해조내에는 양(+)의 전원이 인가됨으로써 전기분해를 통한 전기도금이 시행된다. 그러므로, 종래기술 BGA 기판의 릴-대-릴(real-to-real) 공정에서는 전기도금을 위해 BGA 기판 패턴에 전기접촉이 가능하도록 더미 패턴(dummy pattern)이 만들어지고 음의 전원을 인가시키기 위한 도금용 음극도 패키지 별로 각각 다르게 제작해서 사용함으로써 생산 손실 및 비용이 많이 드는 단점이 있었다.

더욱이, 도1에 도시된 바와 같이, 종래에는 릴-대-릴 공정에서 BGA 기판(240)이 이송될 때 상기 기판(240)을 정렬시키고 진행시키기 위해 상하 맞물리게 배치된 상부 롤러(110)와 하부 롤러(120)의 맞물림 회전에 의해 기판이 정렬되고 이송되었기 때문에 정렬을 위해 별도의 위치정렬장치의 배치가 필요하였다.

그리고, 상기한 방식의 롤러의 배치는 맞물림 간격이 제대로 되지 않을 경우에는 롤들사이에서 압착롤과의 직접적인 접촉으로 인해 기판에 치명적이 흠이 발생될 수 있으며, 특히, 롤러에 오염물질등이 부착된 경우에는 롤러가 상호 맞물림 상태인 채로 기판이 진행되기 때문에 두 롤러간의 상호 프레스 작용으로 오염물이 기판에 고착되어 기판의 품질에 악영향을 끼칠 우려도 내포하고 있었다.

또한, 상호 맞물린 두개의 롤러만으로는 릴-대-릴 공정에서 진행되는 BGA 기판의 좌우 정렬이나, 비틀어짐, 또는 늘어짐등이 발생하여 수율을 저감시키는 등의 문제점이 있었다.

따라서, 상기한 바와 같은 각 패키지별로 더미패턴을 제조하지 않고도 전기도금이 이루어질 수 있도록 전극이 기판에 접촉되면서, 동시에, 기판이 비틀어지거나 늘어짐으로써 흠이 발생하지 않고 보다 별도의 위치정렬장치 없이도 효과적으로 정렬될 수 있는 수단이 필요로 되고 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 BGA 기판의 릴-대-릴 도금공정에서 음의 전원을 인가하기 위해 도금용 음극을 패키지 별로 바꾸어야 하며 BGA 기판에 더미 패턴을 만들어야 하는 번거로움을 방지하기 위한 도금용 음극 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 BGA 기판이 이송중 늘어지거나 비틀어지지 않고 보다 효과적으로 정렬되도록 하기 위해 측면에서 볼 때, 롤러들을 지그재그 형태로 배치한 도금용 음극 시스템을 제공하는 것이다.

도1은 종래기술의 상하 롤러를 사용한 기판 이송장치의 측면도이며,

도2는 본 발명의 도금용 음극 시스템의 단면도이고,

도3은 본 발명의 도금용 음극 시스템의 측면도이며,

도4는 본 발명의 도금용 음극 시스템의 평면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

200; 도금용 음극시스템 230;키트 지지조립체

240;BGA기판 211,213;가이드 롤러

221;접촉 롤러 233;키트 지주

231;키트 지지판 225;전기 접촉자

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 도금용 음극 시스템(200)은, 진행되는 BGA 기판(240)을 안내하고 지지하기 위해 각각 선단 및 후단에 배치되는 동일한 직경의 가이드 롤러(211,213); 상기 기판(240)에 소정의 장력이 가해지도록 상기 기판(240)에 대해 상기 가이드 롤러(211,213)들 사이의 대향 방향에 이격 위치되고 그 외주면이 상기 가이드롤러(211,213) 외주면의 수평 접선 이내에 위치되며, 상기 기판(240)에 음의 전원을 공급하는 접촉롤러(221); 상기 음의 전원을 인가하기 위해 상기 접촉롤러(221)와 연결되는 전기접촉자(225); 상기롤러(211,221,213)들을 지지하기 위한 키트 지지조립체(230)를 포함하여 전기전해조의 BGA 기판 투입구에 위치되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 관하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도2를 참고하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도금용 음극 시스템(200)의 측면도로서, 이 도금용 음극 시스템(200)은 차후 단계의 전해조(도시하지 않음) 바로 앞 단에 설치되어 있다.

상기 도금용 음극 시스템(200)은 서로 병행 배열된 가이드 롤러(211,213)와, 전기 접촉자(225)를 구비한 접촉롤러(221)와, 상기 롤러(211,213,221)들을 지지하도록 구비된 키트 지지조립체(230)를 포함하고 있다.

상기 가이드 롤러(211,213)의 재질은 PP, PVC, PE 및 HDPVC의 부도전성 재료 중 선택하여 사용할 수 있으며, 접촉롤러의 재질은 황동, 황동 + Au도금, 황동 + Ni도금 + Au도금, Sus, Sus + Au도금, Pt, Al, Ti, 및 Fe 의 도전성 재료 중 선택하여 사용할 수 있다.

상기 부도전성 가이드 롤러(211,213)는 전해조를 향해 진행되는 BGA 기판(240)을 안내하고 지지하도록 각각 선단 및 후단에 위치되는데, 상기 두 롤러(211,213)의 축은 기판이 평행하게 진행되도록 평행축상에 배치되어 있다.

보다 상세히 설명하면, 먼저 기판(240)이 투입되는 선단에는, 기판을 지지 및 정렬하도록 선단 가이드 롤러(211)가 배치되어 있으며, 후단에는, 후단쪽으로 진행하는 기판(240)을 지지하기 위한 후단 가이드 롤러(213)가 배치되어 있다.

상기 선단 가이드 롤러의 회전축은 양 단부가 키트 지지판(231)에 형성되어있는 회전 베어링 결합구(215)와 결합되며, 또한, 후단 가이드 롤러(213)의 회전축도 마찬가지로 그 회전축의 양 단부가 키트 지지판(231)에 형성되어 있는 회전 베어링 결합구(217)와 결합되므로써, 기판(240)이 이송될 때, 상기 접촉롤러(221)와 가이드 롤러(211,213)들은 이송되는 기판(240)의 양 주면을 선단 및 후단에서 지지하며 이 기판과 더불어 진행하면서 회전되게 구성되어 있다.

한편, 접촉롤러(221)는, 도2 와 도4에 도시된 바와 같이, 기판(240)에 소정의 장력이 가해지도록, 상기 기판(240)에 대해 상기 가이드 롤러(211,213)들 사이의 대향 방향에 이격 위치되며, 그 외주면이 상기 가이드롤러(211,213) 외주면의 최외곽 수평 접선 이내에 위치되어 있다. 즉, 가이드 롤러(211,213)들에 의해 지지된 기판(240)을 접촉롤러(221)가 도2에 도시된 바와같이 가압하므로써 기판(240)이 늘어지지 않고 음(-)의 전원을 기판에 전달하도록 한다.

상기 음의 전원을 인가하도록 접촉롤러(221)의 회전축의 일 단부는 외부로부터의 전원을 상기 접촉롤러에 전달하기 위한 전기 접촉자(225)와 회전가능하게 결합되며, 나머지 단부는 키트 지지판(231)에 형성되어 있는 회전 베어링 결합구(227)와 결합된다. 상기 전기접촉자(225)는 외부로부터 공급되는 전원을 접촉롤러(221)에 전달하는 작용을 하는 것으로서, 그 일측면은 상기한 바와 같이 접촉롤러의 회전축과 회전되게 결합되고 나머지 측면은 키트 지지판에 고정 결합 된다.

상기 키트 지지판(231)은 기판(240)이 진행되는 양 측면에 소정 간격 이격되어 배치되며 그 모서리들은 가늘고 긴 키트 지주(233)에 의해 상호 대향되게 고정되어 롤러들을 지지하기 위한 지지조립체(230)를 형성하고 있다.

상기 키트 지주(233)는 도3 및 4에 도시된 바와 같이 지주(233)의 양 끝단에 나선홀이 형성되어 볼트에 의해 결합 고정된다. 그러므로, 키트 지지판(231) 간격이 이격되거나 유동시 볼트를 조임으로써 그 간격을 미세 조정할 수 있다.

상기 키트 지주(233) 및 키트 지지판(231)으로 구성되어진 상기 지지조립체(230)를 기반으로 지지판과 지지판 사이에서 상기한 가이드 롤러(211,213) 및 접촉롤러(221)가 기판(240)이 진행됨에 따라 회전될 수 있게 회전축과 베어링 결합되어 있다.

다음에, 이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명한다.

릴-대-릴 공정에 있는 기판(240)은, 도금을 위해 차후 단계의 전해조에 투입되기 이전 바로 앞단에 설치되어 있는 본 발명의 도금용 음극 시스템(200)에 먼저 투입되어 도금에 앞서 늘어지거나 비틀어지지 않게 정렬되게 된다.

상기한 바와 같이, 기판이 늘어지거나 비틀어지지 않도록, 본 발명의 도금용 음극 시스템(200)에 투입된 기판(240)은 도2에 도시된 바와 같이 접촉롤러(221)에 의해 두 가이드 롤러(211,213)들 사이로 가압되게 된다. 이와 같이 상기 기판이 지그재그 형태로 배치된 세 롤러들에 의해 적절히 가압 이송되므로써, 위치정렬장치 없이도 정렬상태를 유지하고 늘어짐이 방지되도록 한다. 또한 롤러(211,221,213)들은 상호 맞물리지 않고 소정 간격 이격되어 각각 별개로 회전하게 됨으로써 롤러간의 상호 압착으로 인한 기판(240)의 흠집 발생이나 오염물의부착을 방지한다.

또한, 접촉롤러(221)는 도전성 재질의 롤러로 형성되어 인가된 전원을 기판과 직접 접촉하여 기판에 전달함으로써 전해조내에서 기판(240)이 음극으로 작용하도록 한다. 음극으로 작용하는 기판(240)은, 양의 전원이 인가되어 양극으로 작용하는 전해조와 더불어 도금액을 전해시키므로써 기판상에 전기도금이 이루어지게 한다.

이때, 음의 전원을 공급하기 위해 종래 기술의 별도의 더미 패턴이 기판에 제조될 필요가 없어지게 된다.

앞에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 도금용 음극 시스템에 의하면, BGA 기판의 도금을 위한 릴-대-릴 공정에서, BGA 기판에 별도의 더미패턴을 형성시키지 않고도 음의 전원을 접촉롤러에 인가하여 기판이 음극으로 작용하게 하며 양의 전원이 인가되는 전해조와 전기분해작용을 일으켜 전기도금을 이행하므로써 도금 공정을 단순화하며, 접촉롤러와 가이드롤러의 지그재그 형태 배열을 통해 BGA 기판에 흠이 발생하거나, 늘어지지 않고 아무런 위치정렬장치없이도 보다 효과적으로 정렬될 수 있도록 하는 매우 뛰어난 효과가 있다.

Claims (3)

1. 진행되는 BGA 기판을 정렬하고 지지하기 위해 각각 선단 및 후단에 배치되는 동일한 직경의 가이드 롤러;

   상기 기판에 소정의 장력이 가해지며 정렬되도록 상기 기판에 대해 상기 가이드 롤러들 사이의 대향 방향에 이격 위치되고 그 외주면이 상기 가이드롤러 외주면의 수평 접선 이내에 위치되며, 상기 기판에 음의 전원을 공급하는 접촉롤러;

   상기 음의 전원을 인가하기 위해 상기 접촉롤러와 연결되는 전기접촉자;

   상기 롤러들을 지지하기 위한 키트 지지조립체

   를 포함하여 전기전해조의 BGA 기판 투입구에 위치되는 것을 특징으로 하는 도금용 음극 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 가이드 롤러는 PP, PVC, PE 및 HDPVC의 부도전성 재료 중 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 도금용 음극 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 접촉 롤러는 황동, 황동 + Au도금, 황동 + Ni도금 + Au도금, Sus, Sus + Au도금, Pt, Al, Ti, 및 Fe의 도전성 재료 중 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 도금용 음극 시스템.