KR20190121729A

KR20190121729A - 도금장치

Info

Publication number: KR20190121729A
Application number: KR1020190128944A
Authority: KR
Inventors: 반영민; 김한; 유현삼; 노유정; 김철규; 박건휘
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2019-10-17
Filing date: 2019-10-17
Publication date: 2019-10-28
Also published as: KR102080649B1

Abstract

도금장치가 개시된다. 본 발명의 도금장치는, 도금액을 수용하며 캐소드 전극과 연결되는 도금 대상물이 투입되는 도금조, 도금조 내에 도금 대상물을 향하여 배치되는 애노드 및 도금 대상물과 애노드 사이에 배치되며 복수의 관통영역이 형성된 프레임 및 관통영역에 선택적으로 삽입되는 복수의 차폐부재를 구비한 제1 차폐부를 포함한다.

Description

도금장치{Plating apparatus}

본 발명은 도금장치에 관한 것이다.

미국등록특허 제5217598호

본 발명의 일 측면에 따르면, 도금액을 수용하며 캐소드 전극과 연결되는 도금 대상물이 투입되는 도금조, 도금조 내에 도금 대상물을 향하여 배치되는 애노드 및 도금 대상물과 애노드 사이에 배치되며 복수의 관통영역이 형성된 프레임 및 관통영역에 선택적으로 삽입되는 복수의 차폐부재를 구비한 제1 차폐부를 포함하는 도금장치가 제공된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금장치의 제1 차폐부를 상세히 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금장치에서 다른 형태의 제1 차폐부를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금장치에서 또 다른 형태의 제1 차폐부를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금장치에서 또 다른 형태의 제1 차폐부를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도금장치를 나타낸 도면.

본 발명에 따른 도금장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.

또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금장치를 나타낸 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 도금장치는, 도금조(10), 애노드(30) 및 제1 차폐부(100)를 포함한다.

도금조(10)는 도금에 필요한 도금액이 수용되며, 도금 대상물(5)이 투입 가능한 내부공간을 가질 수 있다. 또한, 도금 대상물(5)은 캐소드(cathode) 전극에 연결될 수 있다. 예를 들어, 도금 대상물(5)은 인쇄회로기판일 수 있으며, 판형의 인쇄회로기판은 도금 지그(20)에 의해 지지되고, 캐소드 전극은 인쇄회로기판에 연결될 수 있다. 한편, 도금 대상물(5)은 인쇄회로기판일 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니며 웨이퍼 등의 다양한 형태의 도금 성형물 일 수 있다. 또한, 도금조(10)에는 도금액을 공급하는 도금액 공급장치 또는 도금액 교반 장치 등이 구비될 수 있다.

애노드(anode, 30)는 도금조(10) 내에 도금 대상물(5)을 향하여 배치된다. 애노드(30)는 금속을 포함하며, 애노드(30)로부터 유리된 금속이온은 도금 대상물(5)에 전착 (electrodeposition)되어 도금이 이루어진다. 구체적으로, 도금액에 캐소드 전극에 연결된 도금 대상물(캐소드가 됨)과 애노드(30)의 사이에 전류가 인가되면, 애노드(30)의 금속이 전기분해 되면서 금속의 이온이 도금액으로 유리되고, 전자는 캐소드로 이동하게 된다. 이에 따라, 도금액에 유리된 금속이온은 캐소드로 이동하여 캐소드인 도금 대상물(5)의 표면에서 전자와 결합되어서, 도금이 이루어질 수 있다.

이 때, 애노드(30)는 애노드 바스켓(anode basket)과 애노드 바스켓에 투입되는 도금금속을 포함할 수 있다. 애노드 바스켓은 도금금속으로부터 유리된 금속이온이 용이하게 유출되도록 다공성의 그물 형태로 이루어질 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 도금금속은 볼(ball) 형태일 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 도금금속은 도금 대상물(5)에 전착(electrodeposition)하고자 하는 금속으로서, 순 금속뿐만 아니라 합금을 포함한다.

제1 차폐부(100)는 도금 대상물(5)과 애노드(30) 사이에 배치되어서, 전류의 흐름을 부분적으로 차폐한다. 본 실시예의 제1 차폐부(100)는, 복수의 관통영역(130)이 형성된 프레임(110)과, 관통영역(130)에 선택적으로 삽입되는 복수의 차폐부재(150)를 포함한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금장치의 제1 차폐부를 상세히 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 프레임(110)에는 격벽(120), 즉 칸막이 벽에 의하여, 복수의 관통영역(130)이 분할되어 형성될 수 있다. 그리고, 차폐부재(150)는 관통영역(130)에 삽입되는 블록일 수 있다. 도 2 및 도 5를 참조하면, 프레임(110)은 내부가 빈 창의 형태이고, 서로 교차되는 격벽(120, 120´)으로 프레임(110) 내부의 빈 공간은 격자 구조로 형성될 수 있다. 이 때, 격벽(120, 120´)에 의하여 분할되는 관통영역(130, 130´)은 다각형이나 원형 등의 다양한 형상을 가질 수 있으며, 반복적으로 형성되는 구조를 가질 수 있다. 그리고, 차폐부재(150)는 관통영역(130, 130´)에 상응하여 다각형 블록 또는 원형 블록일 수 있다.

예를 들어, 도 2와 같은 사각형 반복패턴 또는 도 5와 같은 육각형 반복패턴(허니콤 구조)으로 관통영역(130, 130´)이 격자 구조를 가질 수 있다. 한편, 복수의 관통영역(130, 130´)은 모두 동일한 형상을 가지는 것으로 한정되는 것은 아니며, 복수의 관통영역(130, 130´)으로 다양한 형상이 조합되어 사용될 수도 있다.

차폐부재(150)는 프레임(110)의 관통영역(130)에 매칭되는 형상을 가지는 다면체나 원기둥 형상일 수 있다. 이 때, 차폐부재(150)는 프레임(110)의 관통영역(130)에 끼워져 결합되거나, 다른 고정 부재를 통하여 결합될 수 있다.

본 실시예의 제1 차폐부(100)는, 도금 대상물(5)에 대하여, 영역 별로 전류 흐름을 차등화할 수 있다. 다시 말해, 제1 차폐부(100)는 도금 대상물(5)의 특정 영역에 대한 전류의 흐름을 조절할 수 있다. 특히, 도금 대상물(5)의 특정 영역에 전류가 집중되어 도금이 두껍게 형성된다면, 제1 차폐부(100)는 도금 두껍게 형성되는 영역을 가림으로써, 그 영역에 도달되는 전류를 적게 할 수 있다. 이에 따라, 전류가 집중되던 특정 영역에 과도한 도금을 방지하여, 전체적으로는 도금을 균일하게 형성할 수 있다.

예를 들어, 도금 대상물(5)이 인쇄회로기판인 경우에, 휨 등의 다양한 원인으로 발생하는 높낮이의 차이로 인하여, 인쇄회로기판에 도금의 불균일이 발생할 수 있다. 인쇄회로기판의 영역 별 높이의 차이는, 캐소드가 되는 인쇄회로기판과 애노드(30) 사이의 거리 차를 발생시키며, 애노드(30)와 가까운 인쇄회로기판의 영역에는 도금이 두껍게 되는 문제를 발생시킬 수 있다. 이러한 경우에, 인쇄회로기판에서 높은 영역(즉, 애노드(30)에 가까운 영역)의 전부 또는 일부를 제1 차폐부(100)가 가리면, 도금층의 두께를 다른 영역과 같이 정도로 조절할 수 있다.

본 실시예에서 제1 차폐부(100)는 다양한 형태로 전류의 흐름을 조절할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금장치에서 다른 형태의 제1 차폐부(200)를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 프레임(210)에 크기가 다른 관통영역(231, 232, 233)을 형성하여, 프레임(210) 자체로 전류의 흐름을 조절할 수 있다. 예를 들어, 관통영역(231)이 작게 형성된 부분은 차폐부재를 삽입하지 않더라도 기본적으로 다른 영역보다 적은 전류를 통과시킨다. 이에 따라, 작은 관통영역(231) 뒤에 배치된 도금 대상물(5)의 영역에는 다른 부분보다 도금이 적게 이루어질 수 있다.

이 때, 복수의 차폐부재는, 면적이 다른 복수의 관통영역(231, 232, 233)에 맞추어, 서로 크기가 다르게 형성될 수 있다. 이에 따라, 크기가 다른 복수의 관통영역(231, 232, 233)도 선택적으로 개폐할 수 있어서, 전류의 흐름을 다른 형태로 다시 조절할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금장치에서 또 다른 형태의 제1 차폐부(300)를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 프레임(310)에서 관통영역(330)은 같은 면적으로 균일하게 형성되지만, 관통영역(330)에 삽입되는 복수의 차폐부재(350)가 차단하는 면적을 서로 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 특정 영역에는 관통홀(355)이 형성된 차폐부재(350)를 삽입함으로써, 차폐부재(350)가 삽입되지 않은 영역보다는 전류가 적게 지나고, 완전히 막힌 차폐부재가 삽입된 영역보다는 전류가 많이 지나게 할 수 있다. 이에 따라, 차폐부재(350)의 관통홀(355) 크기를 조절하여, 특정 영역의 도금 두께를 조절할 수도 있다.

한편, 본 발명의 도금장치는 복수의 차폐부를 가질 수 있다.

도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도금장치를 나타낸 도면이다.

도 6를 참조하면, 애노드(30)와 제1 차폐부(100) 사이에 제2 차폐부(50)를 추가로 포함할 수 있다. 제2 차폐부(50)에는 선택적으로 관통부가 형성되어 전류의 흐름을 조절할 수 있다. 특히, 애노드(30)에서 도금 대상물(5)로의 전류 흐름은, 제2 차폐부(50)에 의해 도금 대상물(5)의 전체 면에 고르게 분산되고, 제1 차폐부(100)에 의해서는 도금 대상물(5)의 영역 별로 차등화 될 수 있다.

예를 들어, 제2 차폐부(50)는, 인쇄회로기판의 모서리에 집중되는 전류만을 차폐하도록, 인쇄회로기판의 모서리 영역만을 차폐하는 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 차폐부(50)를 통과한 전류는 인쇄회로기판을 향하여 전체적으로 고르게 퍼지는 형태를 가지게 될 수 있다. 그리고, 상술한 바와 같이, 제2 차폐부(50)를 통과한 전류를 대상으로, 제1 차폐부(100)는 인쇄회로기판의 세부 영역 별로 도달되는 전류를 조절할 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

5: 도금 대상물
10: 도금조
20: 지그
30: 애노드
50: 제2 차폐부
100, 200, 300: 제1 차폐부
110: 프레임
120, 120´: 격벽
130, 130´: 관통영역
150: 차폐부재

Claims

도금액을 수용하며, 캐소드 전극과 연결되는 도금 대상물이 투입되는 도금조;
상기 도금조 내에 상기 도금 대상물을 향하여 배치되는 애노드;
상기 도금 대상물과 상기 애노드 사이에 배치되며, 복수의 관통영역이 형성된 프레임 및 상기 관통영역에 선택적으로 삽입되는 복수의 차폐부재를 구비한 제1 차폐부; 및
상기 애노드와 상기 제1 차폐부 사이에 배치되며, 선택적으로 관통부가 형성된 제2 차폐부를 포함하고,
상기 제1 차폐부의 크기 및 상기 제2 차폐부의 크기는 서로 상이한 도금장치.
제1항에 있어서,
상기 프레임에는, 격벽에 의해 상기 복수의 관통영역이 분할되며,
상기 차폐부재는, 상기 복수의 관통영역에 삽입되는 복수의 블록을 포함하는 도금장치.
제2항에 있어서,
상기 프레임에는, 상기 복수의 관통영역이 격자 구조로 형성되는 도금장치.
제2항에 있어서,
상기 격벽에 의하여, 상기 관통영역은 다각형 또는 원형으로 분할되는 도금장치.
제1항에 있어서,
상기 프레임에는, 면적이 다른 상기 복수의 관통영역이 형성되고,
상기 복수의 차폐부재는, 상기 복수의 관통영역에 대응되어 서로 크기가 다르게 형성되는 도금장치.
제1항에 있어서,
상기 프레임에는, 같은 면적의 상기 복수의 관통영역이 형성되고,
상기 복수의 차폐부재 중 적어도 하나는, 내부에 관통홀이 형성된 도금장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 차폐부재는, 상기 프레임에 끼워맞춤 결합으로 결합되는 도금장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 차폐부는, 상기 도금 대상물에 대하여 영역 별로 전류 흐름을 차등화하는 도금장치.
제1항에 있어서,
상기 애노드에서 상기 도금 대상물로의 전류 흐름은,
상기 제2 차폐부에 의해, 상기 도금 대상물의 전체 면에 고르게 분산되고,
상기 제1 차폐부에 의해, 상기 도금 대상물의 영역 별로 차등화 되는 도금장치.