KR20120026858A - 인쇄회로기판 도금 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판의 도금 장치에 관한 것으로 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 도금 장치는 기판을 도금하기 위한 도금조; 도금조에 담겨지는 기판을 둘러싸는 가장자리의 서로 다른 위치에 형성되어 도금액을 분사하기 위한 복수개의 노즐로 구성된 제1 분사 유닛 및 제2 분사 유닛; 제1 분사 유닛 및 제2 분사 유닛 앞에 각각 형성되어 도금조에서 분사된 도금액의 흐름을 기판 방향으로 변경하는 제1 가이드 및 제2 가이드를 포함한다.

Description

인쇄회로기판 도금 장치{A PLATING DEVICE FOR PRINTED CIRCUIT BOARD}

본 발명은 인쇄회로기판 도금 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판 전체를 따라서 흐르는 스트립라인을 형성하여 기판 전체에 도금이 이루어질 수 있는 인쇄회로기판 도금 장치에 관한 것이다.

인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)은 페놀수지 절연판 또는 에폭시 수지 절연판 등 절연재에 형성된 배선 패턴을 통하여 실장된 부품들을 상호 전기적으로 연결하고 전원 등을 공급하는 동시에 부품들을 기계적으로 고정시켜주는 역할을 수행하는 것으로서, 인쇄회로기판에는 절연기판의 한쪽 면에만 배선을 형성한 단면 PCB, 양쪽 면에 배선을 형성한 양면 PCB 및 다층으로 배선한 MLB(다층 인쇄회로기판; Multi Layerd Board)가 있다.

이중 양면 PCB나 MLB를 제조하는 공정에 있어서, 양면에 동시에 회로패턴을 형성하거나, 최외층에 형성된 접촉 패드에 금(Au), 니켈(Ni) 등으로 구성된 보호층을 형성함에 있어서, PCB의 양면에 동시에 도금을 진행하는 공정을 포함할 수 있다.

종래 인쇄회로기판을 도금하기 위한 도금 장치는 여러 장의 기판을 도금조에 투입하고, 노즐로부터 분사된 도금액이 기판에 도금을 수행하는 것이다. 여러 장의 인쇄회로기판이 한번에 담겨 있기 때문에 도금조 내 유동의 불균일성에 의하여 도금액이 국부적으로 정체되어 있거나 기판 간에 형성된 갭에 유입되는 도금액의 유동이 원활하게 형성되지 못한다. 따라서, 도금이 균일하게 이루어지지 못하여 상기 기판의 품질 불량을 일으키는 원인이 되고 있다.

특히, 도금조가 협소할 경우 기판 부근에서 와류가 형성되어 기판 전체에 도금이 이루어지지 못하고 기판의 일부분에만 도금이 이루어져 기판의 품질 불량의 원인이 된다.

본 발명의 목적은 기판 전체에 걸쳐서 흐르는 스트립라인을 형성하여 기판 전체에 도금할 수 있는 스트립라인 시스템을 구비한 인쇄회로기판 도금 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 도금 장치는 기판을 수용하는 도금조; 도금조의 내벽에 형성되어 도금액이 도금조의 내벽을 따라 흐르도록 도금액을 분사하는 복수개의 노즐로 구성된 분사 유닛; 및 분사 유닛에 대하여 도금액이 분사되는 방향에 형성되어 상기 도금조 내벽을 따라 흐르는 도금액이 기판 표면을 따라 흐르도록 도금액의 흐름을 상기 기판 표면에 평행한 방향으로 변경하는 가이드를 포함한다.

상기 분사 유닛은 도금조의 내벽의 서로 다른 위치에 형성되어 도금액이 상기 도금조의 내벽을 따라 흐르도록 분사하는 복수개의 노즐로 구성된 제1 분사 유닛 및 제2 분사 유닛으로 구성되고, 가이드는 상기 제1 분사 유닛 및 제2 분사 유닛에 대하여 도금액이 분사되는 방향에 형성되어 상기 제1 분사 유닛 및 제2 분사 유닛에서 분사된 도금액이 기판 표면을 따라 흐르도록 도금액의 흐름을 상기 기판 표면에 평행한 방향으로 변경하는 제1 가이드 및 제2 가이드로 구성될 수 있다.

상기 제1 분사 유닛 및 제2 분사 유닛은 상기 도금조의 동일 평면에 형성되고, 상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드는 상기 제1 분사 유닛 및 제2 분사 유닛의 분사 방향에 형성되어 내벽을 따라 흐르는 도금액이 기판 표면을 따라 흐르도록 도금액의 흐름을 상기 기판 표면에 평행한 방향으로 변경할 수 있다.

상기 제1 분사 유닛은 상기 도금조의 하부 모서리에 배치되고, 상기 제2 분사 유닛은 상기 도금조의 하부 중앙부에 배치되고, 제1 가이드 및 상기 제2 가이드는 각각 상기 제1 분사 유닛 및 상기 제2 분사 유닛의 분사 방향에 형성되어 내벽을 따라 흐르는 도금액이 기판 표면을 따라 흐르도록 도금액의 흐름을 상기 기판 표면에 평행한 방향으로 변경하여 각각 기판 하부 표면 및 기판 상부 표면을 지나가게 할 수 있다.

상기 분사 유닛은 측면 분사 방식으로 도금액을 분사할 수 있다.

상기 도금조는 복수개의 기판을 한번에 도금할 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 복수개의 기판에 있어서 기판과 기판 사이의 갭(gap)에 유입되는 도금액의 양이 전체 유량의 35% 이상일 수 있다.

상기 기판에 ENEPIG(Electroless Ni and electroless Pd and Immersion Gold) 공정에 사용되는 것을 특징으로 한다. 특히, ENEPIG 공정 중 Pd 도금에 사용되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 인쇄회로기판 도금 장치에 형성된 스트립라인 시스템에 의하여 기판 전체에 걸친 스트립라인이 형성된다. 이에 따라 기판 전체에 도금이 이루어질 수 있는 인쇄회로기판 도금 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 도금 장치의 개방 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 도금 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 도금 장치 내부에 형성된 도금액의 흐름을 나타내는 유선도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 속하는 기술분야에서 통상의 기술을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 도금 장치의 개방 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 도금 장치의 단면도이다.

도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 도금 장치는 기판(110)을 수용하는 도금조(100); 도금조의 내벽에 형성되어 도금액이 도금조의 내벽을 따라 흐르도록 도금액을 분사하는 복수개의 노즐로 구성된 분사 유닛; 및 분사 유닛에 대하여 도금액이 분사되는 방향에 형성되어 상기 도금조 내벽을 따라 흐르는 도금액이 기판 표면을 지나가도록 도금액의 흐름을 변경하는 가이드를 포함한다.

상기 분사 유닛은 한 개의 도금조 내부에 복수개의 분사 유닛이 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 이에 제한되는 것은 아니지만 상기 분사 유닛은 도금조의 내벽의 서로 다른 위치에 형성되어 도금액이 상기 도금조의 내벽을 따라 흐르도록 도금액을 분사하는 복수개의 노즐로 구성된 2개의 분사 유닛인 제1 분사 유닛 및 제2 분사 유닛으로 구성될 수 있다.

또한, 일 실시예에 있어서 본 발명의 도금 장치는 상기 제1 분사 유닛 및 제2 분사 유닛에 대하여 도금액이 분사되는 방향에 형성된 제1 가이드 및 제2 가이드를 포함한다. 상기 제1 가이드 및 제2 가이드는 상기 제1 분사 유닛 및 제2 분사 유닛에서 분사된 도금액이 기판 표면을 따라 전체적으로 흐르도록 도금액의 흐름을 도금조의 내벽을 따라 흐르는 방향에서 기판의 표면에 평행한 즉 기판 표면을 지나가는 방향으로 변경할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 특히 제1 분사 유닛 및 제2 분사 유닛이 상기 도금조 내벽의 동일 평면 상에 형성되며, 제1 가이드는 제1 분사 유닛의 분사 방향에 대하여 소정의 간격으로 이격된 거리에, 제2 가이드는 제2 분사 유닛의 분사 방향에 대하여 소정의 간격으로 이격된 거리에 형성되어 내벽을 따라 흐르는 도금액의 방향을 기판 표면을 지나가는 방향으로 변경할 수 있다.

도 1을 참조하면, 제1 분사 유닛(10, 20, 30)은 상기 도금조의 하부 모서리에 배치되고, 상기 제1 분사 유닛(10, 20, 30)의 분사 방향에 대하여 소정의 간격으로 이격된 거리에 제1 가이드(201)가 형성된다. 또한 제2 분사 유닛(40, 50, 60)은 도금조의 하부 중앙부에 형성되고 제2 가이드(202)는 하부 모서리에 형성되는 것을 알 수 있다.

상기 제1 분사 유닛 및 제2 분사 유닛에서 분사된 도금액은 기판 내벽을 따라 흐르다가 상기 제1 가이드 및 제2 가이드에 의하여 기판의 표면을 지나가도록 즉, 기판 표면에 대하여 평행한 방향으로 흐르도록 도금액의 흐름을 변경한다.

본 발명의 도금조(100)는 도금 공정에 있어서 도금액을 분사하여 도금공정이 이루어지게 한다.

이에 제한되는 것은 아니지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 도금조(100)는 ENEPIG(Electroless Ni and electroless Pd and Immersion Gold) 공정에 사용되는 것이다. ENEPIG 공정은 크게 Ni 도금, Pd 도금 및 Au 도금으로 나누어질 수 있다. ENEPIG 공정에서 사용되는 도금조는 크기에 따라 한 도금조 내부에 10 내지 25개의 기판을 배열하여 도금을 수행한다.

특히 본 발명의 일 실시예에 따른 도금조(100)는 Pd 도금에 사용될 수 있다. 상기 Pd의 도금을 위하여 도금조(100) 내부에서 노즐로부터 분사된 도금액이 기판에 유출되어 Pd 이온을 전달하여 도금이 이루어지는 방식을 채택하고 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라서 도금조 내부에서 금속 도금을 수행하기 위하여 상기 도금조(100) 내부에 10 내지 25장의 기판을 투입한다. 그리고, 상기 도금조(100) 내부에 담겨진 기판을 둘러싸는 가장자리에 배치된 복수개의 노즐로 구성된 제1 분사 유닛(10, 20, 30)과 제2 분사 유닛(40, 50, 60)에 의하여 도금액을 분사한다. 그리고 상기 도금액이 기판 전체에 고루 퍼져 금속이온을 기판에 공급한 후 유출구를 통해 여과기로 유출되게 한다. 또한 상기 도금조는 원활한 도금을 위하여 온수조가 설치되어 중탕방식으로 도금액의 온도를 80°C로 유지하게 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 도금 장치는 상기 도금조(100) 내부에 도금액이 국부적으로 정체되거나, 기판의 일부분에서 와류현상이 일어나는 것을 방지하며, 기판 간의 갭(gap)에 유입되는 도금액의 유동이 원활하게 되지 않는 것을 방지하는 역할을 한다. 이에 따라 복수개의 기판 전체에 금속 도금이 균일하게 이루어지게 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 도금조(100) 내부에 복수개의 기판(110)이 투입될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 복수개의 기판(110)이 한 번의 도금 공정을 이용하여 도금될 수 있다.

반드시 복수개의 기판(110)이 적용되어야 하는 것은 아니나, 도금 공정을 효율성 및 공정 시간을 단축하기 위하여 여러 장의 기판이 한 번의 도금 공정에 사용될 수 있으며, 상기 기판의 양면 또는 단면의 도금을 위하여 도금조(100)에 투입될 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 복수개의 노즐(10, 20, 30, 40, 50, 60)이 도금조(100) 내부에 형성되는 것을 알 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 제1 분사 유닛(10, 20, 30)과 제2 분사 유닛(40, 50, 60)은 각각 도금조(100)의 하부에 형성되어 도금액이 상기 도금조(100) 내부에 걸쳐 스트립라인(streamline)을 형성하도록 스트립라인 시스템을 구성한다.

상기 제1 분사 유닛(10, 20, 30) 및 제2 분사 유닛(40, 50, 60)은 다양한 방식으로 도금액을 분사할 수 있으며, 그 방법에는 도금조(100)의 하부를 향하여 도금액을 분사하는 하향 분사 방식과 도금조(100)의 측면을 향하여 도금액을 분사하는 측면 분사 방식이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 이에 제한되는 것은 아니지만 상기 도금조(100)의 측면을 향하여 도금액을 분사하도록 측면 분사 방식을 채택할 수 있다.

하향 분사 방식을 채택할 경우 기판의 하부에서 와류가 형성될 수 있으며, 기판과 기판 사이의 갭(gap)에는 전체 유량의 25% 이하의 도금액이 유입된다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면 측면 분사 방식을 채택하기 때문에 기판 하부에 와류가 형성되는 것을 방지할 수 있고, 기판과 기판 사이의 갭(gap)에 유입되는 도금액을 전체 유량의 35% 이상으로 증가시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제1 분사 유닛(10, 20, 30) 및 제2 분사 유닛(40, 50, 60)에서 상기 도금조(100)의 측면 방향으로 분사된 도금액은 상기 제1 분사 유닛(10, 20, 30) 및 제2 분사 유닛(40, 50, 60) 앞에 형성된 제1 가이드(201) 및 제2 가이드(202)에 의하여 상기 도금조(100)의 상부 방향 즉, 기판 방향으로 흐르도록 유도될 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 가이드(201) 및 제2 가이드(202)는 상기 3개의 노즐로 구성된 제1 분사 유닛(10, 20, 30) 및 3개의 노즐로 구성된 제2 분사 유닛(40, 50, 60) 앞에 형성되어 상기 제1 분사 유닛(10, 20, 30) 및 제2 분사 유닛(40, 50, 60)에서 측면 방향으로 분사된 도금액의 방향을 전환하는 역할을 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 분사 유닛(10, 20, 30)과 제1 가이드(201) 및 제2 분사 유닛(40, 50, 60)과 제2 가이드(202)는 스트립라인 시스템(streamline system)을 형성하여 기판 전체에 걸친 방향으로 도금액의 복수개의 스트립라인이 형성될 수 있게 하여 기판 전체에 도금액이 분사되게 한다. 이에 따라 기판 전체에 균일한 도금이 이루어질 수 있게 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 도금 장치 내부에 형성된 도금액의 스트립라인을 도시하는 도금액의 유선도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따라 형성된 도금액의 스트립라인이 기판 전체에 걸쳐 형성되는 것을 알 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 분사 유닛(10, 20, 30)과 제1 가이드(201) 및 제2 분사 유닛(40, 50, 60)과 제2 가이드(202)는 기판 전체에 걸친 도금액의 스트립라인을 형성하기 위한 스트립라인 시스템을 구성한다.

상기 제1 분사 유닛(10, 20, 30)은 상기 기판(110)의 하부 모서리에 배치되고, 상기 제1 가이드(201)는 상기 제1 분사 유닛에 대하여 소정의 간격으로 이격되도록 기판의 하부 중앙부에 배치되어 기판의 하부를 따라서 흐르는 도금액의 스트립라인을 형성한다.

이에 따라서 복수개의 기판(110)의 중앙 및 하부, 즉 기판의 오른쪽 하단부에 도금액이 분사되도록 스트립라인을 형성하여 기판(110)의 오른쪽 하단부에 도금이 이루어지게 한다.

상기 제2 분사 유닛(40, 50, 60) 기판의 하부 중앙부에 배치되고, 상기 제2가이드(202)는 상기 제2 분사 유닛(40, 50, 60)에 대하여 소정의 간격으로 이격되도록 기판의 하부 모서리에 배치되어 기판의 상부를 따라서 흐르는 스트립라인을 형성한다.

이에 따라서 복수개의 기판(110)의 중앙 및 상부, 즉 기판의 왼쪽 상단부에 도금액이 분사되도록 스트립라인을 형성하여 기판(110)의 왼쪽 상단부에 도금이 이루어지게 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스트립라인 시스템은 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 제1 분사 유닛(10, 20, 30)이 왼쪽 모서리에 배치될 수도 있으며 제1 분사 유닛 및 제2 분사 유닛이 기판 전체에 걸쳐 분사되도록 제1 및 제2 가이드(201, 202)의 방향을 적절하게 조절할 수 있다.

본 발명에 따른 인쇄회로기판의 도금 장치를 이용하면 상기 도금조(100) 내부에 복수개의 제1 분사 유닛(10, 20, 30) 및 제2 분사 유닛(40, 50, 60)과 제1 가이드(201) 및 제2 가이드(202)를 구비하여 기판을 전체를 따라서 흐르는 스트립라인(streamline)을 형성할 수 있기 때문에 기판 하부에 형성되는 와류가 현저하게 감소하게 된다. 그리고 기판과 기판 사이의 갭(gap)으로의 유량이 전체 유량의 35% 이상으로 확보되어 복수개의 기판에 균일한 도금이 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 도금조 내부에 기판 표면에 대하여 평행 방향으로 흘러가는 도금액의 스트립라인이 형성되기 때문에 기판에 부딪히는 와류가 감소하게 된다.

이에 따라서 기판 표면에 불균일하게 도금이 형성되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 협소한 체적을 갖는 도금조 내에서도 여러 장의 기판을 효율적을 도금할 수 있다.

결국, 기판의 제조 공정이 단순해지고, 특히 도금 공정이 간단해져 도금 공정의 비용이 절감될 수 있어 인쇄회로기판의 제조 비용을 감소시킬 수 있다.

Claims (9)

1. 기판을 수용하는 도금조;
   상기 도금조의 내벽에 형성되며, 도금액이 상기 도금조의 내벽을 따라 흐르도록 도금액을 분사하는 복수개의 노즐로 구성된 분사 유닛; 및
   상기 분사 유닛에 대하여 도금액이 분사되는 방향에 형성되며, 상기 도금조 내벽을 따라 흐르는 도금액이 기판 표면을 따라 흐르도록 도금액의 흐름을 상기 기판 표면에 평행한 방향으로 변경하는 가이드;
   를 포함하는 인쇄회로기판 도금 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 분사 유닛은 도금조의 내벽의 서로 다른 위치에 형성되며, 도금액이 상기 도금조의 내벽을 따라 흐르도록 분사하는 복수개의 노즐로 구성된 제1 분사 유닛 및 제2 분사 유닛으로 구성되고,
   상기 가이드는 상기 제1 분사 유닛 및 제2 분사 유닛에 대하여 도금액이 분사되는 방향에 형성되며, 상기 제1 분사 유닛 및 제2 분사 유닛에서 분사된 도금액이 기판 표면을 따라 흐르도록 도금액의 흐름을 상기 기판 표면에 평행한 방향으로 변경하는 제1 가이드 및 제2 가이드로 구성되는 인쇄회로기판 도금 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 분사 유닛 및 상기 제2 분사 유닛은 상기 도금조 내벽의 동일 평면에 형성되고,
   상기 제1 가이드와 상기 제2 가이드는 상기 제1 분사 유닛 및 제2 분사 유닛의 분사 방향에 형성되어 내벽을 따라 흐르는 도금액이 기판 표면을 따라 흐르도록 도금액의 흐름을 상기 기판 표면에 평행한 방향으로 변경하는 인쇄회로기판 도금 장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 분사 유닛은 상기 도금조의 하부 모서리에 배치되고, 상기 제2 분사 유닛은 상기 도금조의 하부 중앙부에 배치되고,
   상기 제1 가이드 및 상기 제2 가이드는 각각 상기 제1 분사 유닛 및 상기 제2 분사 유닛의 분사 방향에 형성되어 내벽을 따라 흐르는 도금액의 방향을 기판 표면에 평행한 방향으로 변경하여 각각 기판 하부 표면 및 기판 상부 표면을 지나가게 하는 인쇄회로기판 도금 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 분사 유닛은 측면 분사 방식으로 도금액을 분사하는 인쇄회로기판 도금 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 도금조는 복수개의 기판이 한번에 수용되는 인쇄회로기판 도금 장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 복수개의 기판에 있어서 기판과 기판 사이의 갭(gap)에 유입되는 도금액의 양이 전체 유량의 35% 이상인 인쇄회로기판 도금 장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 기판에 ENEPIG(Electroless Ni and electroless Pd and Immersion Gold) 공정이 사용되는 인쇄회로기판 도금 장치.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 ENEPIG 공정 중 Pd 도금에 사용되는 인쇄회로기판 도금 장치.

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