KR20240018524A - 기판의 화학적 및/또는 전해 표면 처리 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판의 화학적 및/또는 전해 표면 처리를 위한 2개 이상의 분배 몸체 요소들의 시스템, 이러한 시스템을 포함하는 모듈형 분배 몸체 및 2개 이상의 분배 몸체 요소들의 제조 방법에 관한 것이다.
2개 이상의 분배 몸체 요소들의 시스템에서, 각각의 분배 몸체 요소는 플레이트 형상을 가지며, 상기 분배 몸체 요소 내부로부터 처리될 상기 기판으로 공정 유체를 분배하기 위한 제트 개구들과, 상기 분배 몸체 요소를 통해 상기 공정 유체와 전류를 분배하기 위한 드레인 개구들을 포함한다. 각각의 분배 몸체 요소는 다른 분배 몸체 요소의 연결 영역에 연결되도록 구성되는 연결 영역을 가져서 2개 이상의 분배 몸체 요소들을 포함하는 모듈형 분배 몸체를 형성한다.
2개 이상의 분배 몸체 요소들의 시스템에서, 각각의 분배 몸체 요소는 플레이트 형상을 가지며, 상기 분배 몸체 요소 내부로부터 처리될 상기 기판으로 공정 유체를 분배하기 위한 제트 개구들과, 상기 분배 몸체 요소를 통해 상기 공정 유체와 전류를 분배하기 위한 드레인 개구들을 포함한다. 각각의 분배 몸체 요소는 다른 분배 몸체 요소의 연결 영역에 연결되도록 구성되는 연결 영역을 가져서 2개 이상의 분배 몸체 요소들을 포함하는 모듈형 분배 몸체를 형성한다.
Description
본 발명은 기판의 화학적 및/또는 전해 표면 처리를 위한 2개 이상의 분배 몸체 요소들의 시스템, 그러한 시스템을 포함하는 모듈형 분배 몸체 및 2개 이상의 분배 몸체 요소들의 제조 방법에 관한 것이다.
제조 효율을 높이고 대형 패널에 대한 요구사항을 충족시키기 위해 스케일링 기술이 발전함에 따라 인쇄회로기판(PCB)을 생산하기 위한 패널의 기판 치수가 크게 증가하고 있다. 상기 패널은 이미 단일 측면 길이가 1,800mm를 초과하고, 일부 경우에는 3,000mm를 초과하기도 한다. 따라서, 전기도금 기술에 대한 요구사항은 특히 균일한 도금 두께(균일성)와 더 빠른 도금 속도에 관련하여 복잡해지고 있다.
오늘날 최선의 공정 결과는 고속 도금 기술을 기반으로 하는 소위 HSP(High Speed Plating) 시스템으로 달성된다. 이러한 시스템에서는 하나 또는 2개의 기판과 함께 하나 또는 2개의 HSP 플레이트가 전해질과 하나 또는 여러 개의 양극(andoe)을 포함하는 탱크에 담긴다. 상기 탱크 내에서 상기 전해질과 전류 분배는 상기 HSP 플레이트(들)을 통해 기판 표면 쪽으로 향하게 된다. 균일한 도금 두께를 달성하고 패널 가장자리(margin)에서 도금의 어려움을 피하려면, 상기 HSP 플레이트들의 활성 표면(전류 투과 영역)이 상기 도금 대상 기판의 크기와 일치하는 것이 필수적이다. 따라서, 상기 기판 크기가 커질수록 상기 HSP 플레이트들의 크기도 커져야 하므로 기술적으로 매우 어렵고 시간이 많이 소요된다.
따라서, 대형 기판의 전기도금을 용이하게 하는, 전해질 분배 및/또는 전류 분배를 위한 개선된 시스템을 제공할 필요가 있을 수 있다.
상기 문제는 본 발명의 독립 청구항의 주제에 의해 해결되며, 추가의 구현예는 종속 청구항에 포함된다. 이하에서 설명되는 본 발명의 측면은 기판의 화학적 및/또는 전해 표면 처리를 위한 2개 이상의 분배 몸체 요소들의 시스템에 적용되며, 상기 모듈형 분배 몸체는 그러한 2개 이상의 분배 몸체 요소들을 위한 시스템 및 제조 방법을 포함한다는 점에 유의해야 한다.
본 발명에 따르면, 기판의 화학적 및/또는 전해 표면 처리를 위한 2개 이상의 분배 몸체 요소들의 시스템이 제공된다. 2개 이상의 분배 몸체 요소들의 상기 시스템에서, 각각의 분배 몸체 요소는 플레이트 형상을 가지며, 상기 분배 몸체 요소 내부로부터 처리될 상기 기판으로 공정 유체를 분배하기 위한 제트 개구들과 상기 분배 몸체 요소를 통해 상기 공정 유체와 전류를 분배하기 위한 드레인 개구들을 포함한다. 각각의 분배 몸체 요소는 2개 이상의 분배 몸체 요소들을 포함하는 모듈형 분배 몸체를 형성하기 위해 다른 분배 몸체 요소의 연결 영역에 연결되도록 구성되는 연결 영역을 가진다.
본 발명에 따른 상기 시스템은 처리될 상기 기판의 크기에 따라 상기 분배 몸체의 유연한 적용을 가능하게 한다. 즉, 상기 기판의 크기 및/또는 형상에 대하여 분배 몸체 요소의 개수 및/또는 배열을 가변적으로 선택할 수 있다. 종래에는 특히 HSP(High Speed Plating) 시스템을 위한 분배 몸체의 제트 개구들 및/또는 드레인 개구들이 밀링 공정에 의해 제조되는데, 이러한 밀링 공정에서 각각의 개구는 공정 유체 및/또는 전류 분배를 위한 홀들을 형성하기 위해 하나씩 드릴링된다. 그러나 상기 기판의 크기가 커짐에 따라 상기 분배 몸체의 크기가 커지면서 상기 밀링 공정이 상당히 길어지며, 이로 인해 상기 밀링 공정이 불안정해지고 오류가 발생할 수 있다.
목표로 하는 분배 몸체보다 상대적으로 작은 여러 개의 분배 몸체 요소를 결합함으로써 이러한 대형 분배 몸체를 쉽게 제공할 수 있고 공정 오류를 엄청나게 줄이거나 심지어 제거할 수 있다. 더욱이, 상기 기판 크기는 더 이상 상기 분배 몸체의 크기에 제한되지 않을 수 있다. 이에 따라 생산 현장에서 고객까지 상기 HSP 시스템의 배송 시간이 획기적으로 줄어들고 상기 배송 시간이 더 이상 밀링 시간에 의존하지 않을 수 있다. 이에 따라 상기 HSP 시스템은 초대형 패널에 대해서도 경제적으로 매력적일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 시스템은 상기 분배 몸체로부터 상기 기판으로 상기 공정 유체, 상기 전해질 및/또는 상기 전류 분배의 균일한 유출을 제공할 수 있다. 특히 상기 분배 몸체의 가장자리에서 중심까지 분배 몸체 내부의 충분한 유체 압력을 유지하는 것이 필수적이다. 이를 달성하기 위해, 상기 분배 몸체의 크기가 커짐에 따라 상기 분배 몸체의 두께가 커져야 한다. 그러나 상기 두꺼운 분배 몸체는 상기 제트 및 드레인 개구들의 홀 당 밀링 시간이 상당히 증가할 수 있으므로 상기 전체 분배 몸체에 대한 밀링 시간이 상당히 증가한다. 이에 비해, 여러 개의 분배 몸체 요소들을 포함하여 서로 연결되어 더 큰 분배 몸체를 형성하는 본 시스템은 밀링 머신의 공정 능력에 한정되지 않을 수 있다. 따라서, 상기 분배 몸체에는 상기 분배 몸체 상의 상기 홀들의 정확한 배열이 제공될 수 있으며, 이를 통해 균일한 유출 속도 및/또는 충분한 유체 압력이 보장될 수 있다.
본 시스템은 화학적 표면 처리 및/또는 전해 표면 처리를 수행하도록 구성될 수 있다. 상기 습식 공정, 예를 들어 상기 화학적 표면 처리 및/또는 상기 전해 표면 처리는 높은 화학적 선택성을 허용할 수 있으며, 이는 다양한 공정 액체들(예를 들어 산, 염기, 산화제 등) 또는 이들의 단순하거나 복잡한 혼합물로 달성될 수 있다. 또한, 상기 습식 공정은 상기 공정의 고유한 단순성, 다양한 크기를 가지는 다양한 유형의 기판에 대한 상기 공정의 확장성 및 낮은 작업 비용을 가능하게 한다.
상기 기판의 화학적 및/또는 전해 표면 처리는 임의의 재료 증착, 아연 도금 코팅(galvanizing coating), 화학적 또는 전기화학적 식각, 양극 산화, 금속 분리 공정 등일 수 있다. 상기 기판은 도체 플레이트, 반도체 기판, 필름 기판, 본질적으로 플레이트 형상의 금속 또는 금속화 공작물 등을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 기판은 기판 홀더에 의해 유지될 수 있고, 전류 분배를 위해 공정 유체 및/또는 전해질을 담은 전기 화학 증착 탱크에 담길 수 있다. 만약 상기 드레인 개구를 통해 분배되는 상기 전류가 0과 같으면, 본 시스템은 상기 드레인 개구 및/또는 상기 제트 개구들을 통해 제공되는 상기 공정 유체를 이용하여 화학적 표면 처리에 적용될 수 있다.
상기 플레이트 형상의 분배 몸체 요소는 상기 기판과 마주하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 플레이트 형상의 분배 몸체 요소는 도금될 기판 표면에 평행하게 배치될 수 있다. 상기 분배 몸체 요소는 분배 표면 또는 활성 표면을 포함할 수 있으며, 이를 통해 다수의 홀들이 형성된다. 상기 복수의 홀들은 상기 공정 유체를 상기 분배 몸체 요소의 내부로부터 상기 기판으로 분배하여 도금 속도를 가속시키는 제트 개구들로서 및/또는 상기 공정 유체 및/또는 상기 전류를 상기 분배 몸체 요소를 통해 상기 분배 몸체 요소의 한쪽에서 반대쪽으로 분배하는 드레인 개구들로서 기능할 수 있다. 상기 드레인 개구들과 상기 제트 개구들은 최적의 도금 균일성에 도달하는 패턴으로 배열될 수 있다.
드레인 개구는 제트 개구보다 큰 직경을 가질 수 있다. 드레인 개구는 2개 이상의 제트 개구들, 바람직하게는 여러 개의 제트 개구들, 바람직하게는 상기 드레인 개구 주위에 원형으로 배열되는 여러 개의 제트 개구들에 의해 둘러싸일 수 있다. 상기 드레인 개구들의 일부 또는 전부는 각각 제트 개구들에 의해 둘러싸일 수 있다.
상기 드레인 개구들은 상기 분배 몸체 요소의 한쪽에서 반대쪽으로 상기 분배 몸체 요소 전체에 걸쳐 형성될 수 있다. 이와는 대조적으로, 상기 제트 개구들은 상기 분배 몸체 요소의 내부로부터 상기 기판과 마주하는 상기 분배 몸체 요소의 표면까지만 연장될 수 있다. 즉, 상기 제트 개구들은 실질적으로 상기 분배 몸체 요소의 전체 연장부 또는 두께의 부분만을 통해, 바람직하게는 상기 분배 몸체 요소의 절반을 통해서만 연장될 수 있다. 이것은 상기 드레인 개수들 및 제트 개구들 중 하나, 일부 또는 전부에 적용될 수 있다. 따라서, 상기 드레인 개구들은 상기 제트 개구들과는 독립적으로 상기 분배 몸체 요소에 형성될 수 있다.
상기 드레인 개구들을 통해, 상기 공정 유체 및/또는 상기 전류는 서로 반대방향으로 유동할 수 있다. "사용된 공정 유체"는 음극(cathode)인 상기 기판에서 상기 양극(anode)으로 되돌아갈 수 있다. 상기 전류는 상기 양극에서 음극인 상기 기판으로 유동할 수 있다.
각각의 별개의 개구들을 통해 상기 공정 유체와 별개의 전류 밀도 분배를 지시하는 것은 상기 기판 표면의 상기 처리에서 추가적인 유연성 및 간결성을 제공할 수 있다. 따라서, 상기 공정 유체의 유속과 상기 전류 밀도 분배는 별개로 독립적으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 공정 유체의 유속이 일정하게 유지되는 동안 상기 전류 밀도 분배의 유속이 감소될 수 있으며, 이는 기판의 상기 화학적 및/또는 전해 표면 처리 동안 수소 가스 기포가 상기 기판에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 마찬가지로, 상기 전류 밀도 분배의 유속이 일정하게 유지되는 동안 상기 공정 유체의 유속은 변화(증가 또는 감소)될 수 있다.
상기 분배 몸체 요소는 전기 전도성 폴리머, 전기 전도성 세라믹, 또는 금속 재료들로 만들어질 수 있다. 상기 분배 몸체 요소는 또한 전기 비전도성 폴리머, 전기 비전도성 세라믹, 또는 전기 비전도성 플라스틱 재료들로 만들어질 수 있다.
상기 분배 몸체 요소는 상기 분배 표면에 대해 평행 또는 수직으로 배열되는 상기 연결 영역을 포함할 수 있다. 상기 연결 영역은 또한 상기 분배 몸체 요소의 상기 분배 표면을 둘러쌀 수 있다. 상기 연결 영역은 상기 분배 몸체 요소가 다른 분배 몸체 요소와 결합되어 상기 분배 표면을 연장하도록 한다. 즉, 2개 이상, 바람직하게는 여러 개의 분배 몸체 요소들이 상기 연결 영역을 통해 서로 연결되어 모듈형 분배 몸체를 형성할 수 있다. 상기 분배 몸체 요소의 연장 방향은 어느 한 방향으로 한정되지 않을 수 있다. 즉, 처리될 상기 기판의 형상 및/또는 크기에 따라 2개 이상의 분배 몸체 요소들이 임의의 방향으로 서로 연결될 수 있다.
따라서, 상기 모듈의 크기는 결합될 상기 분배 몸체 요소들의 개수에 따라 가변적일 수 있다. 바람직하게는, 상기 연결된 분배 몸체 요소들이 큰 분배 표면을 함께 형성하도록 상기 분배 몸체 요소들은 서로 옆에 연결될 수 있다. 이러한 큰 분배 표면은 예를 들어, 1800mm 이상 또는 심지어 3000mm 이상의 길이를 가지는 기판에 적용될 수 있다. 따라서, 여러 개의 분배 몸체 요소들을 결합함으로써 큰 분배 표면을 구현할 수 있다. 각각의 분배 몸체 요소는 상기 밀링 머신의 신뢰성 있는 가공성 내에서 제조될 수 있으므로, 상기 분배 몸체 요소들의 상기 분배 표면 전체에 걸쳐서 신뢰성 있는 유체 압력 및/또는 상기 전해질 및/또는 상기 전류 분배의 균일한 유동을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 하나의 분배 몸체 요소의 상기 연결 영역은 다른 분배 몸체 요소의 상기 연결 영역에 해제 가능하게 연결되도록 구성된다. 즉, 상기 연결 영역을 통해 서로 연결되는 상기 분배 몸체 요소들은 상이한 형상 및/또는 크기로 분리되어 다시 조립될 수 있다. 따라서, 상기 기판의 형상 및/또는 크기에 따라 상기 분배 몸체 요소의 유연한 사용이 달성될 수 있다.
일 실시예에서, 하나의 분배 몸체 요소의 상기 연결 영역은 다른 분배 몸체 요소의 상기 연결 영역에 기계적으로 연결되도록 구성된다. 상기 연결 영역은 하나의 분배 몸체 요소와 인접한 분배 몸체 요소의 견고하고 신뢰성 있는 결합을 보장할 수 있다. 따라서, 상기 분배 몸체 요소의 상기 연결 영역들은 예를 들어 용접, 형태 고정(form-fitting), 클립 및/또는 후크에 의해 서로 연결될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 상기 인접한 분배 몸체 요소들의 상기 연결 영역들 또한 서로 화학적으로 결합될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 상기 인접한 분배 몸체 요소들의 상기 연결 영역들은 서로 자기적으로 접촉할 수 있다.
상기 분배 몸체 요소들은 본질적으로 상기 분배 몸체 요소의 테두리 및/또는 가장자리에 배치되는 연결 영역들을 가지는 정사각형 또는 직사각형일 수 있다. 또한, 상기 분배 몸체 요소들은 퍼즐의 형태로 서로 연결될 연결 영역으로서 일체화된 돌출부 및/또는 오목부를 가지는 퍼즐 조각 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 분배 몸체 요소들의 개구들의 밀도는 적어도 dm2 당 약 50 이상, 바람직하게는 dm2 당 약 100 이상, 더 바람직하게는 dm2 당 약 500 이상, 더욱 더 바람직하게는 dm2 당 약 950이상이다. 상기 분배 몸체 요소들 상에 제트 개구들 및/또는 드레인 개구들의 홀을 형성하는 밀링 머신이 큰 크기의 단일 분배 몸체 대신에 가공 가능한 크기의 상기 분배 몸체 요소에 활용될 수 있다. 따라서, 상기 밀링 머신은 신뢰성 있게 활용될 수 있으며, 상기 홀들을 밀링하기 위해 과부하되지 않을 수 있다.
일반적으로, 상기 밀링 대상 분배 몸체 요소의 크기를 증가시킴으로써, 상기 전해질 및/또는 상기 전류의 균일한 유출 속도를 유지하기 위해서도 상기 분배 몸체 요소의 두께를 증가시킬 필요가 있다. 그러나, 이는 상기 분배 몸체의 두께와 상기 홀들을 1개씩 형성하는 공정으로 인해 상기 대형 분배 몸체의 밀링 시간을 증가시킬 수 있다. 결과적으로, 상기 밀링 머신은 불안정해질 수 있으며, 공정 정확도가 감소될 수 있다. 이에 반해, 대형 분배 몸체를 형성하기 위해 조립될 수 있는 분배 몸체 요소들을 제공함으로써, 상기 밀링 머신은 공정 가능한 범위 내에서 상기 개별 분배 몸체 요소 상에 홀들을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 개별 분배 몸체 요소 상에 상기 제트 개구들 및/또는 드레인 개구들을 조밀하게 배열하는 것도 가능하여, 상기 기판의 도금 균일성을 향상시킬 수 있다.
그러나, 상기 개구들의 상기 조밀한 배열을 형성할 수 있는 3D 프린팅 기술과 같은 대안적인 공정에 의해 제트 개구들 및/또는 드레인 개구들을 가지는 상기 분배 몸체 요소들을 제조하는 것 또한 가능하다.
본 발명에 따르면, 기판의 화학적 및/또는 전해 표면 처리를 위한 모듈형 분배 몸체가 또한 제공된다. 상기 모듈형 분배 몸체는 전술한 바와 같이 2개 이상의 분배 몸체 요소들의 시스템을 포함한다. 각각의 분배 몸체 요소는 1개 이상의 연결 영역을 가지며, 하나의 분배 몸체 요소의 상기 연결 영역은 다른 분배 몸체 요소의 상기 연결 영역과 연결된다.
모듈형 분배 몸체들의 임의의 원하는 형상 및/또는 크기가 제조될 수 있도록 복수의 단일 분배 몸체 요소들이 퍼즐과 같이 모듈형으로 조립될 수 있다. 따라서, 사전 제조될 수 있는 상기 분배 몸체 요소들은 고객의 수요에 따라 서로 연결될 수 있다. 상기 분배 몸체 요소들은 상기 모듈형 분배 몸체보다 상대적으로 크기가 작기 때문에, 상기 단일 분배 몸체 요소의 형상 및/또는 크기가 상기 모듈형 분배 몸체의 목표 형상 및/또는 크기에 한정되지 않을 수 있다.
일 실시예에서, 하나의 분배 몸체 요소의 상기 연결 영역은 다른 분배 몸체 요소의 상기 연결 영역에 화학적으로 접착된다. 즉, 각각의 분배 몸체 요소의 접촉 표면들 및/또는 가장자리들은 인접한 분배 몸체 요소에 직접 및/또는 접착제에 의해 화학적으로 접착될 수 있다.
일 실시예에서, 하나의 분배 몸체 요소의 상기 연결 영역은 다른 분배 몸체 요소의 상기 연결 영역에 용접된다. 상기 분배 몸체 요소들은 예를 들어 클립, 후크 등에 의해 기계적으로 서로 연결될 수도 있다. 그러나, 압력 및/또는 온도를 인가하여 용접하거나 상기 연결 영역들 사이에 자기력을 인가하는 것과 같이 상기 분배 몸체 요소의 임의의 다른 기계적 또는 물리적 결합 또한 가능하다. 일 실시예에서, 하나의 분배 몸체 요소의 상기 연결 영역과 다른 분배 몸체 요소의 상기 연결 영역은 상기 화학적, 기계적 및/또는 물리적 접착을 결합하여 연결될 수도 있다.
일 실시예에서, 상기 모듈형 분배 몸체의 측면의 전체 길이는 분배 몸체 요소들 중 하나의 측면의 요소 길이의 배수이다. 상기 목표로 하는 모듈형 분배 몸체는 분배 몸체 요소의 배수를 포함할 수 있으므로, 상기 모듈형 분배 몸체의 전체 측면 길이는 각각의 분배 몸체 요소의 상기 측면 길이의 합에 해당할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 모듈형 분배 몸체의 측면의 전체 길이는 약 1000mm 이상, 바람직하게는 약 1800mm 이상, 더 바람직하게는 약 3000mm 이상이다. 따라서, 상기 모듈형 분배 몸체는 대형 기판에 적용하여 상기 기판을 균일하게 도금할 수 있다. 기존의 모듈형 분배 몸체에 추가적인 분배 몸체 요소들을 연결함으로써 상기 모듈형 분배 몸체를 더욱 연장할 수 있다. 따라서, 활성 표면, 즉 상기 공정 유체 및/또는 상기 전류의 상기 분배 표면 또한 연장될 수 있다.
본 발명에 따르면, 2개 이상의 분배 몸체 요소들을 제조하는 방법이 제공된다. 상기 방법은:
2개 이상의 플레이트 형상의 분배 몸체 요소를 제공하는 단계 - 각각의 분배 몸체 요소는 상기 분배 몸체 요소 내부로부터 처리될 상기 기판으로 공정 유체를 분배하기 위한 제트 개구들 및 상기 분배 몸체 요소를 통해 상기 공정 유체와 전류를 분배하기 위한 드레인 개구들을 포함함 -; 및
각각의 분배 몸체 요소에 연결 영역을 배치하는 단계 - 하나의 분배 몸체 요소의 상기 연결 영역은 다른 분배 몸체 요소의 상기 연결 영역에 연결되도록 구성됨 -; 를 포함하는 순서로 구성되지만 반드시 그런 것은 아니다.
따라서, 처리될 상기 기판의 크기에 따라 상기 분배 몸체의 유연한 적용이 용이해질 수 있다. 즉, 상기 분배 몸체 요소들의 개수 및/또는 배열은 상기 기판의 크기 및/또는 형상에 대하여 가변적으로 선택될 수 있다. 여러 개의 분배 몸체 요소들을 결합함으로써, 대형 분배 몸체가 쉽게 제공될 수 있다. 또한, 상기 분배 몸체로부터 상기 기판으로의 유동을 지시하기 위하여 필요한 상기 전해질 및/또는 상기 전류의 균일한 유출이 실현될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제조 방법은 하나의 분배 몸체 요소의 상기 연결 영역을 다른 하나의 분배 몸체 요소의 상기 연결 영역에 연결하여 2개 이상의 분배 몸체 요소들을 포함하는 모듈형 분배 몸체를 형성하는 단계를 추가 포함한다. 이에 따라, 복수의 단일 분배 몸체 요소들은 퍼즐처럼 모듈형으로 조립될 수 있어, 임의의 원하는 형상 및/또는 크기의 상기 모듈형 분배 몸체를 제조할 수 있다. 이에 따라, 사전에 제조될 수 있는 상기 분배 몸체 요소들은 고객의 요구에 따라 서로 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 분배 몸체 요소들을 제공하는 단계는 3D 프린팅 단계를 포함한다. 상기 3D 프린팅 단계는 상기 분배 몸체 요소들의 제조를 용이하게 할 수 있다. 특히, 상기 3D 프린팅에 의해 제조되는 상기 분배 몸체 요소들은 종래의 방법에 의해 제조되는 분배 몸체 요소들보다 두꺼운 벽을 포함할 수 있는데, 밀링 머신을 적용하는 대신에 상기 3D 프린팅에 의해 상기 드레인 개구들 및/또는 제트 개구들을 형성할 수도 있기 때문이다. 더 두꺼운 분배 몸체 요소들은 상기 기판의 측면 길이가 3000mm를 초과할 수 있음에도 불구하고 상기 활성 표면 전체에 걸쳐 상기 공정 유체 및/또는 전류 분배의 균일한 유출을 제공할 수 있다. 따라서, 상기 대형 기판의 우수한 도금 품질이 보장된다.
일 실시예에서, 상기 3D 프린팅 단계는 상기 드레인 개구들을 생성하는 단계를 포함한다. 이에 따라, 홀들 형성을 위한 종래의 밀링 방법에 비해 제조 시간이 많이 절약될 수 있다. 이로운 점으로서, 상기 3D 프린팅 방법은 종래의 밀링 방법에 비해 상기 드레인 개구들 사이의 공간이 좁은 상기 분배 몸체 요소들의 제조를 가능하게 한다. 또한, 상기 드레인 개구들 사이의 잔여 재료는 상기 3D 프린팅에 의해 안정될 수 있으며, 이는 일반적으로 상기 분배 몸체 요소들의 상기 제조에 한계 요소가 된다.
일 실시예에서, 상기 분배 몸체 요소들을 제공하는 단계는 상기 제트 개구들을 드릴링하는 단계를 포함한다. 일반적으로, 상기 제트 개구들은 고객의 요구에 따라 개별적으로 배열될 수 있다. 따라서, 상기 분배 몸체 요소들 상에 제트 개구들을 형성하는 준비 작업은 일부 경우에서 비생산적일 수 있다. 이에 따라, 상기 3D 프린팅에 의해 제조되는 드레인 개구들을 포함하는 상기 분배 몸체 요소들 이후에 상기 제트 개구들이 별도로 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 분배 몸체 요소들을 제공하는 단계는 사출 성형 단계를 포함하며, 바람직하게는 절단 단계를 포함한다. 상기 사출 성형 단계는 매우 비용 효율적인 제조 방법으로, 분배 몸체 또는 분배 몸체 요소의 모든 형상 및 크기가 제조되어 상기 고객의 요구에 따라 크기 및 형상으로 절단될 수 있다. 또한, 종래의 방법에서 홀 간격 및 분배 몸체의 두께에 대한 기술적 한계는 사출 성형 단계에 의해 극복될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제조 방법은 상기 연결된 모듈형 분배 몸체를 적어도 부분적으로 둘러싸는 프레임에 상기 연결된 모듈형 분배 몸체를 장착하는 단계를 추가 포함한다. 상기 모듈형 분배 몸체를 기판 도금 시스템에 활용하기 위해, 상기 모듈형 분배 몸체는 전체 모듈형 분배 몸체 및/또는 개별 분배 몸체 요소를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있는 상기 프레임에 의해 안전하게 유지될 수 있다. 그러나, 상기 모듈형 분배 몸체 외부로의 상기 전해질 및/또는 상기 전류의 유출이 상기 프레임의 영향을 받지 않도록 프레임을 배열하는 것이 중요하다.
일 실시예에서, 상기 프레임은 하나의 분배 몸체 요소만을 포함할 수도 있다. 상기 분배 몸체 요소는 상기 프레임에 해제 가능하게 부착될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 프레임은 유동 정류 구역 및/또는 유체 공급 라인을 포함한다. 따라서, 상기 프레임은 상기 모듈형 분배 몸체에 상기 전해질, 공정 유체 및/또는 전류를 제공할 수 있으며, 상기 프레임은 이들의 역류를 가능하게 할 수도 있다. 상기 프레임은 상기 기판을 도금하기 위한 고객의 특정한 특징을 추가 포함할 수도 있다.
또한, 상기 실시예들은 관련된 측면과 무관하게 서로 조합될 수 있음에 유의해야 한다. 따라서, 상기 방법은 구조적 특징과 조합될 수 있으며, 마찬가지로, 본 시스템은 상기 방법과 관련하여 전술한 특징과 조합될 수 있다.
본 발명의 이러한 측면 및 다른 측면들은 후술하는 구현예들을 참조하여 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 예시적인 구현예들을 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 분배 몸체 요소의 개략적이고 예시적인 구현예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 드레인 개구들 및 제트 개구들의 배열의 개략적이고 예시적인 구현예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 모듈형 분배 몸체의 개략적이고 예시적인 구현예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 모듈형 분배 몸체의 개략적이고 예시적인 구현예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 모듈형 분배 몸체의 개략적이고 예시적인 구현예를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 모듈형 분배 몸체의 조립체의 개략적이고 예시적인 구현예를 도시한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 분배 몸체 요소의 개략적이고 예시적인 구현예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 드레인 개구들 및 제트 개구들의 배열의 개략적이고 예시적인 구현예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 모듈형 분배 몸체의 개략적이고 예시적인 구현예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 모듈형 분배 몸체의 개략적이고 예시적인 구현예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 모듈형 분배 몸체의 개략적이고 예시적인 구현예를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 모듈형 분배 몸체의 조립체의 개략적이고 예시적인 구현예를 도시한 것이다.
도 1은 기판(32)의 화학적 및/또는 전해 표면 처리를 위한 단일 분배 몸체 요소(1)를 도시한 것이다(도 3 참조). 상기 분배 몸체 요소(1)는 플레이트로 형성된다. 상기 분배 몸체 요소(1)는 3D 프린팅 또는 절삭과 같은 사출 성형에 의해 제조될 수 있다.
상기 분배 몸체 요소(1)는 상기 분배 몸체 요소(1) 내부로부터 처리될 상기 기판(32)으로 공정 유체를 분배하기 위한 제트 개구들(3) 및 상기 분배 몸체 요소(1)를 통해 상기 공정 유체와 전류를 분배하기 위한 드레인 개구들(4)을 포함한다. 상기 드레인 개구들(4) 및/또는 상기 제트 개구들(3)은 최적의 도금 균일성에 도달하는 패턴으로 배열될 수 있다. 상기 드레인 개구들(4) 및/또는 상기 제트 개구들(3)은 또한 상기 분배 몸체 요소(1) 내에 고밀도로 배열될 수 있다. 예를 들어, 상기 분배 몸체 요소(1) 내의 상기 개구들의 밀도는 dm2 당 약 50 이상, 바람직하게는 dm2 당 약 100 이상, 더 바람직하게는 dm2 당 약 500 이상, 더욱 더 바람직하게는 dm2 당 약 950 이상이다.
상기 드레인 개구들(4)은 상기 제트 개구들(3)보다 큰 직경을 가진다(도 2 참조). 각각의 드레인 개구(4)는 여러 개의 제트 개구들(3)에 의해 둘러싸인다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 드레인 개구들(4)은 양극(anode)(31)과 마주하는 상기 분배 몸체 요소(1)의 일측에서 상기 기판 및/또는 음극(cathode)(32)과 마주하는 상기 분배 몸체 요소(1)의 활성 표면(11)까지 상기 분배 몸체 요소(1) 전체에 걸쳐 형성된다. 이에 반해, 상기 제트 개구(3)는 상기 분배 몸체 요소(1)의 내부로부터 상기 기판(32)과 마주하는 상기 분배 몸체 요소(1)의 상기 활성 표면(11)까지 연장된다.
상기 드레인 개구들(4) 및/또는 상기 제트 개구들(3)은 상기 3D 프린팅 또는 사출 성형에 의해 제조될 수 있다. 그러나, 상기 드레인 개구들(4)은 상기 3D 프린팅 또는 상기 사출 성형에 의해 사전에 제조될 수 있으며, 상기 제트 개구들(3)은 고객의 요구에 따라 드릴링에 의해 형성될 수 있다.
각각의 분배 몸체 요소(1)는 활성 표면(11)을 둘러싸는 하나 이상, 바람직하게는 여러 개의 연결 영역들(2)을 포함하며, 이를 통해 상기 공정 유체 및/또는 전류가 제공될 수 있다. 상기 분배 몸체 요소(1)의 상기 연결 영역(2)은 다른 분배 몸체 요소(1)의 연결 영역(2)과 연결되도록 구성된다. 바람직하게는, 상기 연결 영역(2)은 모듈형 분배 몸체(10)의 조립을 용이하게 하기 위해 상기 인접한 분배 몸체 요소(1)의 상기 연결 영역(2)에 해제 가능하게 부착될 수 있다. 상기 분배 몸체 요소들(1)의 상기 연결 영역들(2)은 예를 들어 용접, 접착, 자력, 클립, 후크 등에 의해 서로 기계적으로 연결 및/또는 화학적으로 접착될 수 있다.
도 4 및 도 5는 복수의 분배 몸체 요소들(1)을 정사각형 및 직사각형으로 각각 포함하는 모듈형 분배 몸체(10)를 도시한다. 각각의 분배 몸체 요소(1)는 원하는 크기 및 형상에 따라 상기 인접한 분배 몸체 요소들(1)과 연결된다. 따라서, 그들의 연결 영역들(2)을 통해 상기 분배 몸체 요소(1)를 결합함으로써 형성되는 상기 모듈형 분배 몸체(10)는 상기 전체 활성 표면(11)에 걸쳐 어떠한 압력 강하도 없이 대형 분배 몸체에 활용될 수 있다. 따라서, 상기 모듈형 분배 몸체(10)의 전체 측면 길이는 각각의 분배 몸체 요소의 측면 길이의 합이다. 예를 들어, 상기 모듈형 분배 몸체(10)의 상기 전체 측면 길이는 약 1000mm 이상, 바람직하게는 약 1800mm 이상, 더 바람직하게는 약 3000mm 이상이다.
고속 도금 시스템 내의 상기 모듈형 분배 몸체(10)를 활용하기 위해, 상기 모듈형 분배 몸체(10)는 도 6에 도시된 바와 같이 프레임(5)에 결합될 수 있다. 상기 프레임(5)은 개구(51)를 포함하며, 이를 통해 상기 모듈형 분배 몸체(10)의 상기 활성 표면(11)이 배치될 수 있다. 상기 프레임(5)은 상기 전체 모듈형 분배 몸체(10) 및/또는 개별 분배 몸체 요소(1)를 적어도 부분적으로 둘러싼다. 다만, 상기 모듈형 분배 몸체(10) 밖으로 상기 전해질 유출 및/또는 상기 전류 분배가 상기 프레임(5)에 영향을 받지 않도록 프레임(5)을 배치하는 것이 중요하다. 또한, 상기 프레임(5)의 상기 개구(51)에 하나의 분배 몸체 요소(1)만을 배치하는 것도 가능하다. 따라서, 각각의 프레임(5)은 상기 분배 몸체 요소들(1)의 개수에 따라 상이한 크기의 상기 개구(51)를 포함할 수 있다.
상기 프레임(5)은 상기 공정 용액을 담은 탱크에 잠길 수 있다. 상기 모듈형 분배 몸체(10)의 상기 활성 표면(11)은 상기 도금 대상 기판(32) 또는 전극, 바람직하게는 양극(anode)(31)을 향한다. 상기 프레임(5)은 상기 공정 유체 및/또는 상기 전류를 제1방향으로 그리고 상기 제1방향에 대해 역방향으로 상기 모듈형 분배 몸체(10)를 통해 제공하기 위한 유동 정류 구역(6) 및/또는 유체 공급 라인(7)을 추가 포함할 수 있다.
본 발명의 구현예들은 상이한 주제를 참조하여 설명된다는 점에 유의해야 한다. 특히, 방법 유형 청구항들을 참조하여 일부 구현예들을 설명하는 반면, 장치 유형 청구항들을 참조하여 다른 구현예들을 설명한다. 다만, 당업자는 별다른 지적이 없는 한, 한 가지 유형의 주제에 속하는 특징의 어떠한 조합 이외에도 다른 주제와 관련된 특징들 간의 어떠한 조합도 본 출원과 함께 개시되는 것으로 간주된다는 것을 상기 그리고 하기의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있을 것이다. 다만, 모든 기능을 결합하여 기능의 단순한 합계 이상의 시너지 효과를 제공할 수 있다.
본 발명 내용은 도면 및 설명에서 상세히 예시되고 설명되었지만, 그러한 예시 및 설명은 도시적이거나 예시적인 것으로 간주되어야 하며 제한적인 것이 아니다. 본 발명은 개시된 구현 예들에 한정되지 않는다. 개시된 구현 예들에 대한 다른 변형들은 도면, 발명, 및 종속 청구항의 연구로부터 청구된 발명을 실시함에 있어서 당업자에 의해 이해되고 달성될 수 있다.
청구항에서 단어 "포함한다"는 다른 요소나 단계를 배제하지 않으며, 부정관사 "하나(a 또는 an)"는 복수를 배제하지 않는다. 단일 공정 또는 다른 유닛은 상기 청구항들에 재편성된 여러 항목의 기능을 수행할 수 있다. 특정 조치들이 상호 다른 종속 청구 범위에서 재편된다는 단순한 사실은 이러한 조치의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내지 않는다. 청구항들의 임의의 참조 부호는 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
Claims (17)
- 기판(32)의 화학적 및/또는 전해 표면 처리를 위한 2개 이상의 분배 몸체 요소들(1)의 시스템으로서,
각각의 분배 몸체 요소(1)는 플레이트 형상을 가지고,
각각의 분배 몸체 요소(1)는 상기 분배 몸체 요소(1) 내부로부터 처리될 상기 기판(32)으로 공정 유체를 분배하기 위한 제트 개구들(3) 및 상기 분배 몸체 요소를 통해 상기 공정 유체와 전류를 분배하기 위한 드레인 개구들(4)을 포함하고,
각각의 분배 몸체 요소(1)는 2개 이상의 분배 몸체 요소들(1)을 포함하는 모듈형 분배 몸체를 형성하기 위해 다른 분배 몸체 요소(1)의 연결 영역(2)에 연결되도록 구성되는 연결 영역(2)을 가지는, 시스템. - 제 1 항에 있어서,
하나의 분배 몸체 요소(1)의 상기 연결 영역(2)은 다른 분배 몸체 요소의 상기 연결 영역(2)에 해제 가능하게 연결되도록 구성되는, 시스템. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
하나의 분배 몸체 요소(1)의 상기 연결 영역(2)은 다른 분배 몸체 요소의 상기 연결 영역(2)에 기계적으로 연결되도록 구성되는, 시스템. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분배 몸체 요소들(1) 내의 개구들(3, 4)의 밀도는 dm2 당 약 50 이상, 바람직하게는 dm2 당 약 100 이상, 더 바람직하게는 dm2 당 약 500 이상, 더욱 더 바람직하게는 dm2 당 약 950 이상인, 시스템. - 기판(32)의 화학적 및/또는 전해 표면 처리를 위한 모듈형 분배 몸체(10)로서,
상기 모듈형 분배 몸체(10)는 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 2개 이상의 분배 몸체 요소들(1)의 시스템을 포함하되,
각각의 분배 몸체 요소(1)는 하나 이상의 연결 영역을 가지고,
하나의 분배 몸체 요소(1)의 연결 영역(2)은 다른 분배 몸체 요소(1)의 연결 영역(2)에 연결되는, 모듈형 분배 몸체(10). - 제 5 항에 있어서,
하나의 분배 몸체 요소(1)의 상기 연결 영역(2)은 다른 분배 몸체 요소(1)의 상기 연결 영역(2)에 화학적으로 접착되는, 모듈형 분배 몸체(10). - 제 5 항에 있어서,
하나의 분배 몸체 요소(1)의 상기 연결 영역(2)은 다른 분배 몸체 요소(1)의 상기 연결 영역(2)에 용접되는, 모듈형 분배 몸체(10). - 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모듈형 분배 몸체(10)의 측면의 전체 길이는 상기 분배 몸체 요소들(1) 중 하나의 측면의 요소 길이의 배수인, 모듈형 분배 몸체(10). - 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모듈형 분배 몸체(10)의 측면의 상기 전체 길이는 약 1000mm 이상, 바람직하게는 약 1800mm 이상, 더 바람직하게는 약 3000mm 이상인, 모듈형 분배 몸체(10). - 2개 이상의 분배 몸체 요소들(1)의 제조 방법으로서,
2개 이상의 플레이트 형상의 분배 몸체 요소들(1)을 제공하는 단계 - 각각의 분배 몸체 요소(1)는 상기 분배 몸체 요소(1) 내부로부터 처리될 상기 기판(32)으로 공정 유체를 분배하기 위한 제트 개구들(3) 및 상기 분배 몸체 요소를 통해 상기 공정 유체와 전류를 분배하기 위한 드레인 개구들(4)을 포함함 -; 및
각각의 분배 몸체 요소에 연결 영역(2)을 배치하는 단계 - 하나의 분배 몸체 요소(1)의 상기 연결 영역(2)은 다른 분배 몸체 요소의 상기 연결 영역(2)에 연결되도록 구성됨 -;
를 포함하는, 제조 방법. - 제 10 항에 있어서,
하나의 분배 몸체 요소(1)의 상기 연결 영역(2)을 다른 분배 몸체 요소(1)의 상기 연결 영역(2)에 연결하여, 2개 이상의 분배 몸체 요소들(1)을 포함하는 모듈형 분배 몸체(10)를 형성하는 단계;
를 더 포함하는, 제조 방법. - 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
상기 분배 몸체 요소들(1)의 제공 단계는 3D 프린팅 단계를 포함하는, 제조 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 3D 프린팅 단계는 상기 드레인 개구들(4)의 생성 단계를 포함하는, 제조 방법. - 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분배 몸체 요소들(1)의 제공 단계는 상기 제트 개구들(3)의 드릴링 단계를 포함하는, 제조 방법. - 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
상기 분배 몸체 요소들(1)의 제공 단계는 사출 성형 단계, 및 바람직하게는 절단 단계를 포함하는, 제조 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 연결된 모듈형 분배 몸체(10)를 상기 연결된 모듈형 분배 몸체(10)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 프레임(5)에 장착하는 단계를 더 포함하는, 제조 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 프레임(5)은 유동 정류 구역(6) 및/또는 유체 공급 라인(7)을 포함하는, 제조 방법.
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