WO2014181923A1

WO2014181923A1 - 기판 홀 형성 방법 및 기판 홀 형성 장치

Info

Publication number: WO2014181923A1
Application number: PCT/KR2013/006553
Authority: WO
Inventors: 장재훈; 권순철
Original assignee: 주식회사 엠디에스
Priority date: 2013-05-07
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2014-11-13
Also published as: JP2016522990A; CN105210461A; KR20140132229A; KR102041800B1; JP6259075B2; CN105210461B

Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 유리 섬유와 수지 소재를 포함한 베이스 부재를 포함하고, 상기 베이스 부재에 도전층이 형성된 기판에 홀을 형성하는 방법으로서, 상기 도전층의 부분 중 상기 홀이 형성될 부분을 제거하여 상기 베이스 부재의 일부를 노출시키는 단계와, 상기 기판을 제1 수지 에칭액에 담근 채 제1 유동 장치를 이용하여 상기 제1 수지 에칭액을 상기 노출된 베이스 부재의 부분에 분사시킴으로써 상기 수지 소재를 제거하는 제1차 수지 제거 단계와, 상기 기판에 유리 섬유 에칭액을 분사시켜 상기 노출된 베이스 부재의 부분의 유리 섬유를 제거하는 유리 섬유 제거 단계와, 상기 기판을 제2 수지 에칭액에 담근 채 제2 유동 장치를 이용하여 상기 제2 수지 에칭액을 상기 노출된 베이스 부재에 분사시킴으로써 상기 수지 소재를 제거하는 제2차 수지 제거 단계를 포함하는 기판 홀 형성 방법을 제공한다.

Description

기판 홀 형성 방법 및 기판 홀 형성 장치

본 발명은 기판에 홀을 형성하는 방법 및 기판에 홀을 형성하는 장치에 관한 것이다.

전자 산업의 발달에 따라, 전자 부품의 소형화 및 다기능화에 대한 요구가 점차 증가하고 있고, 전자 부품이 실장되는 회로 기판도 고밀도로 집적화될 것이 요구되고 있다.

따라서, 회로 기판도 다층의 구조를 가지는 기판의 개발이 활발히 진행되고 있는데, 다층의 기판 구조 또는 양면 기판의 구조에서는 기판을 관통하는 비아 홀(via-hole), 스루 홀(through hole) 등의 홀이 형성된다.

기판에 홀을 형성하는 방법은 여러 가지가 있는데, 그 일례로 공개특허공보 2011-0123850호에는 레이저 드릴링의 방법으로 비아 홀을 형성하는 기술이 개시되어 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판에 홀을 형성하는 방법 및 기판에 홀을 형성하는 장치를 제공하는 것을 주된 과제로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 유리 섬유와 수지 소재를 포함한 베이스 부재를 포함하고, 상기 베이스 부재에 도전층이 형성된 기판에 홀을 형성하는 방법으로서, 상기 도전층의 부분 중 상기 홀이 형성될 부분을 제거하여 상기 베이스 부재의 일부를 노출시키는 단계;와, 상기 기판을 제1 수지 에칭액에 담근 채 제1 유동 장치를 이용하여 상기 제1 수지 에칭액을 상기 노출된 베이스 부재의 부분에 분사시킴으로써 상기 수지 소재를 제거하는 제1차 수지 제거 단계;와, 상기 기판에 유리 섬유 에칭액을 분사시켜 상기 노출된 베이스 부재의 부분의 유리 섬유를 제거하는 유리 섬유 제거 단계;와, 상기 기판을 제2 수지 에칭액에 담근 채 제2 유동 장치를 이용하여 상기 제2 수지 에칭액을 상기 노출된 베이스 부재에 분사시킴으로써 상기 수지 소재를 제거하는 제2차 수지 제거 단계;를 포함하는 기판 홀 형성 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 유리 섬유와 수지 소재를 포함한 베이스 부재를 포함하고, 상기 베이스 부재에 도전층이 형성된 기판에 홀을 형성하는 장치로서, 상기 도전층의 부분 중 상기 홀이 형성될 부분을 제거하여 상기 베이스 부재의 일부를 노출시키는 기판 윈도우 형성부;와, 제1 수지 에칭액을 수용하는 제1 수지 에칭액 수용부와, 상기 기판을 상기 제1 수지 에칭액에 담근 상태로 상기 제1 수지 에칭액을 상기 기판에 분사시키는 제1 유동 장치를 포함하는 제1 수지 제거부;와, 상기 기판에 유리 섬유 에칭액을 분사시키는 스프레이 장치를 포함하는 유리 섬유 제거부;와, 제2 수지 에칭액을 수용하는 제2 수지 에칭액 수용부와, 상기 기판을 상기 제2 수지 에칭액에 담근 상태로 상기 제2 수지 에칭액을 상기 기판에 분사시키는 제2 유동 장치를 포함하는 제2 수지 제거부;를 포함하는 기판 홀 형성 장치를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 기판 홀 형성 방법 및 기판 홀 형성 장치는, 우수한 품질의 홀을 형성할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 기판 홀 형성 장치를 이용하여 기판에 홀을 형성하는 공정별 단계를 도시한 개략적인 도면이다.

도 2는 도 1의 Ⅰ의 지점에서의 기판의 모습을 도시한 개략적인 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 관한 기판 홀 형성 장치의 기판 윈도우 형성부에서, 에칭 레지스트 패턴을 이용한 에칭 공정으로 도전층에 윈도우를 형성하는 모습을 도시한 도면이다.

도 4는 도 1의 Ⅱ의 지점에서의 기판의 모습을 도시한 개략적인 단면도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 관한 기판 홀 형성 장치의 제1 수지 제거부에서, 제1 유동 장치를 이용하여 제1 수지 에칭액을 기판에 분사시켜 수지 소재를 제거하는 모습을 도시한 도면이다.

도 6은 도 1의 Ⅲ의 지점에서의 기판의 모습을 도시한 개략적인 단면도이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 관한 기판 홀 형성 장치의 유리 섬유 제거부에서, 스프레이 장치를 이용하여 유리 섬유 에칭액을 기판에 분사시켜 유리 섬유를 제거하는 모습을 도시한 도면이다.

도 8은 도 1의 Ⅳ의 지점에서의 기판의 모습을 도시한 개략적인 단면도이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 관한 기판 홀 형성 장치의 제2 수지 제거부에서, 제2 유동 장치를 이용하여 제2 수지 에칭액을 기판에 분사시켜 수지 소재를 제거하는 모습을 도시한 도면이다.

도 10은 도 1의 Ⅴ의 지점에서의 기판의 모습을 도시한 개략적인 단면도이다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 관한 기판 홀 형성 방법의 단계들을 도시한 개략적인 흐름도이다.

여기서, 상기 도전층의 부분 중 상기 홀이 형성될 부분을 제거하여 상기 베이스 부재의 일부를 노출시키는 단계는, 상기 기판에 에칭 레지스트 패턴을 형성하고, 상기 형성된 에칭 레지스트 패턴을 이용한 에칭 공정으로 수행될 수 있다.

여기서, 상기 제1 수지 에칭액 및 상기 제2 수지 에칭액은 황산 용액을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 수지 에칭액과 상기 제2 수지 에칭액은 동일한 에칭액일 수 있다.

여기서, 상기 유리 섬유 제거 단계에서, 상기 유리 섬유 에칭액을 분사시키는 공정은 스프레이 장치로 수행될 수 있다.

여기서, 상기 유리 섬유 에칭액은 불화물 용액을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 유리 섬유 제거 단계에서, 상기 유리 섬유 에칭액을 분사시키는 압력은 1kgf/㎠ 보다 클 수 있다.

여기서, 상기 제1차 수지 제거 단계 및 상기 제2차 수지 제거 단계에서, 상기 제1 유동 장치 및 상기 제2 유동 장치의 분사부의 분사 구멍과 상기 베이스 부재와의 거리는 20㎜보다 작도록 배치될 수 있다.

여기서, 상기 기판은 롤-투-롤 공정에 의해 이송되면서 상기 홀이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 기판 윈도우 형성부는, 상기 기판에 에칭 레지스트 패턴을 형성하고, 상기 형성된 에칭 레지스트 패턴을 이용한 에칭 공정으로 상기 베이스 부재의 일부를 노출시킬 수 있다.

여기서, 상기 스프레이 장치의 분사 압력은 1kgf/㎠ 보다 클 수 있다.

여기서, 상기 제1 유동 장치 및 상기 제2 유동 장치의 분사부의 분사 구멍과 상기 베이스 부재와의 거리는 20㎜보다 작도록 배치될 수 있다.

여기서, 상기 기판 홀 형성 장치에서의 상기 기판의 이송 공정은 롤-투-롤 이송 공정에 의해 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 기판 홀 형성 장치는, 상기 기판을 공급하는 기판 공급롤과, 상기 홀이 형성된 기판을 회수하는 기판 회수롤을 더 포함할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 사용함으로써 중복 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 기판 홀 형성 장치를 이용하여 기판에 홀을 형성하는 공정별 단계를 도시한 개략적인 도면이다. 도 2는 도 1의 Ⅰ의 지점에서의 기판의 모습을 도시한 개략적인 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 관한 기판 홀 형성 장치의 기판 윈도우 형성부에서, 에칭 레지스트 패턴을 이용한 에칭 공정으로 도전층에 윈도우를 형성하는 모습을 도시한 도면이다. 또한, 도 4는 도 1의 Ⅱ의 지점에서의 기판의 모습을 도시한 개략적인 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 관한 기판 홀 형성 장치의 제1 수지 제거부에서, 제1 유동 장치를 이용하여 제1 수지 에칭액을 기판에 분사시켜 수지 소재를 제거하는 모습을 도시한 도면이다. 또한, 도 6은 도 1의 Ⅲ의 지점에서의 기판의 모습을 도시한 개략적인 단면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 관한 기판 홀 형성 장치의 유리 섬유 제거부에서, 스프레이 장치를 이용하여 유리 섬유 에칭액을 기판에 분사시켜 유리 섬유를 제거하는 모습을 도시한 도면이다. 또한, 도 8은 도 1의 Ⅳ의 지점에서의 기판의 모습을 도시한 개략적인 단면도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 관한 기판 홀 형성 장치의 제2 수지 제거부에서, 제2 유동 장치를 이용하여 제2 수지 에칭액을 기판에 분사시켜 수지 소재를 제거하는 모습을 도시한 도면이며, 도 10은 도 1의 Ⅴ의 지점에서의 기판의 모습을 도시한 개략적인 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 관한 기판 홀 형성 장치(100)는 롤-투-롤 공정에 의해 기판(210)을 이송하면서 기판(210)에 홀(H)을 형성하는 장치로서, 기판 공급롤(110), 기판 윈도우 형성부(120), 제1 수지 제거부(130), 유리 섬유 제거부(140), 제2 수지 제거부(150), 기판 회수롤(160), 다수의 이송 롤러(R)를 포함한다.

본 실시예에 따른 기판(210)에 형성되는 홀(H)의 종류에는 제한이 없다. 예를 들면 비아 홀(via-hole), 스루 홀(through hole) 등 다양한 종류의 홀(H)이 형성될 수 있다.

본 실시예에 따른 기판 홀 형성 장치(100)는 롤-투-롤 공정에 의해 기판(210)을 이송하면서 기판(210)에 홀을 형성하는 장치이지만, 본 발명에 따르면 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 기판 홀 형성 장치는, 기판이 패널(panel)의 형상을 가지는 경우에 컨베이어 이송 방법 등을 이용하여 기판을 이송하면서 기판에 홀을 형성할 수도 있다.

홀(H)이 형성되는 기판(210)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스 부재(211)와 도전층(212)을 포함하고 있으며, 연성 회로 기판의 특징을 가지고 있다.

베이스 부재(211)는 수지 소재(resin)(211a)에 유리 섬유(glass fiber)(211b)를 보강 기재로 적용한 복합소재로 이루어져 있으며, 연성(flexible)의 특성을 가진다.

수지 소재(211a)로는 에폭시, 페놀, 폴리이미드, 액정 고분자, 시아네이트 에스테르, LCP, 기타의 고분자 물질 등이 사용될 수 있다. 또한, 수지 소재(211a)는 단일의 소재뿐만 아니라 복합 소재로도 이루어질 수 있다. 또한, 수지 소재(211a)는 여러 가지 형태의 내부 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 필라멘트 형상의 소재와 작은 입자 형상의 소재가 함께 섞여 수지 소재(211a)를 구성할 수 있다.

도전층(212)은 구리(Cu) 소재를 포함하며, 베이스 부재(211)의 양면에 형성되는데, 도전층(212)은 스크린 프린팅 방법, 잉크젯 프린팅 방법, 도금법 등의 방법으로 형성될 수 있다.

본 실시예에 따른 도전층(212)의 소재는 구리를 포함하지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 도전층의 소재로는 다른 도전성의 소재, 예를 들어, 은(Ag), 금(Au) 등도 사용될 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 기판(210)은 특수한 구조를 가지도록 제조자가 직접 제조할 수 있으며, 기판(210)으로 유리 섬유를 포함한 동박 적층 원판(Copper Clad Laminate)이 바로 사용될 수도 있다.

본 실시예에 따른 기판(210)은 연성 회로 기판의 특성을 가지도록 구성되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 기판은 경성 회로 기판(rigid printed circuit board)의 특징을 가질 수도 있다.

한편, 도 1에 도시된 기판 홀 형성 장치(100)의 기판 공급롤(110)은, 홀(H)이 형성되지 않은 기판(210)을 공급한다. 기판 공급롤(110)은 원통형의 형상으로 형성되어 있으며, 기판 공급롤(110)에는 홀(H)이 형성되지 않은 기판(210)이 소정의 횟수로 감겨져 있다.

기판 윈도우 형성부(120)는 도전층(212)에 윈도우(W)를 형성함으로써 베이스 부재(211)의 부분 중 홀(H)이 형성될 부분을 노출시키는 장치이다.

기판 윈도우 형성부(120)는 기판(210)에 감광성 물질을 도포하는 장치(121)와, 노광 및 현상 공정을 포함한 포토 리소그래피 공정으로 에칭 레지스트 패턴을 형성하는 장치(122)와, 상기 형성된 에칭 레지스트 패턴을 이용하여 도전층(212)을 식각하는 에칭 공정이 수행되는 장치(123)를 포함하는데, 각 장치들(121)(122)(123)은 공지의 장치가 사용될 수 있으므로, 여기서 자세한 설명은 생략한다.

기판(210)이 기판 윈도우 형성부(120)를 거치게 되면, 도전층(212)의 일부가 제거되어 윈도우(W)가 형성된다.

한편, 제1 수지 제거부(130)는, 이송된 기판(210)을 제1 수지 에칭액(RE1)에 담근 채 제1 유동 장치(132)를 이용하여 제1 수지 에칭액(RE1)을 윈도우(W)를 통해 상기 노출된 베이스 부재(211)의 부분에 분사시킴으로써, 수지 소재를 제거하는 장치이다.

제1 수지 제거부(130)는, 제1 수지 에칭액 수용부(131)와 제1 유동 장치(132)를 포함한다.

제1 수지 에칭액 수용부(131)는 용기의 형상을 가지고 있는데, 제1 수지 에칭액(RE1)을 수용하고 있다.

제1 수지 에칭액 수용부(131)에 수용된 제1 수지 에칭액(RE1)은, 수지 소재(211a)를 제거하기 위한 에칭액이다. 제1 수지 에칭액(RE1)은 기판(210)에 사용된 수지 소재(211a)에 따라 그 종류가 결정되는데, 예를 들면 70% 고농도 황산이 사용될 수 있다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 유동 장치(132)는, 분사부(132a), 연결부(132b), 펌프부(132c), 유입부(132d)를 포함한다.

분사부(132a)는 제1 수지 에칭액 수용부(131) 내부에 배치되는데, 작동 시 제1 수지 에칭액(RE1)에 잠기도록 배치되고, 펌프부(132c)로부터 연결부(132b)를 경유하여 소정 압력의 제1 수지 에칭액(RE1)을 받아 기판(210)으로 분사시키는 장치이다.

연결부(132b)는 분사부(132a)와 펌프부(132c)를 연결하는 관로로서, 펌프부(132c)에서 압축된 제1 수지 에칭액(RE1)은 연결부(132b)를 통해 분사부(132a)에 도달하게 된다.

펌프부(132c)는 제1 수지 에칭액(RE1)이 소정의 압력을 가지도록 제1 수지 에칭액(RE1)에 기계적인 에너지를 부여하는 장치이다.

유입부(132d)는 제1 수지 에칭액 수용부(131)에 수용된 제1 수지 에칭액(RE1)을 펌프부(132c)로 유입하는 부분이다.

제1 유동 장치(132)의 작동을 살펴보면, 제1 수지 에칭액 수용부(131)에 수용된 제1 수지 에칭액(RE1)은 유입부(132d)로 유입된 후 펌프부(132c)에서 가압되고, 이어 연결부(132b)를 거쳐 분사부(132a)로 이동하게 된다. 이어, 분사부(132a)는 제1 수지 에칭액(RE1)을 소정의 압력으로 기판(210)에 분사한다.

본 실시예에 따른 제1 유동 장치(132)는, 분사부(132a), 연결부(132b), 펌프부(132c), 유입부(132d)를 포함하여 구성되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 제1 유동 장치는 소정의 압력으로 제1 수지 에칭액(RE1)을 기판(210)에 분사시키는 기능을 수행하기만 하면 되고, 그 외의 구성에는 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 본 발명에 따른 제1 유동 장치(132)는 공지된 플러드 바 장치(flood bar device)가 적용될 수도 있다.

제1 유동 장치(132)의 분사부(132a)에서 분사된 제1 수지 에칭액(RE1)은, 도전층(212)에 형성된 윈도우(W)를 통해 베이스 부재(211)의 노출된 부분에 도달하게 된다. 도달된 제1 수지 에칭액(RE1)은 베이스 부재(211)의 노출된 부분에 침투하여 수지 소재(211a)를 제거함으로써 홈(G)을 형성하는데, 제1 수지 에칭액(RE1)이 베이스 부재(211)에 닿을 때의 압력이 높을수록, 제1 수지 에칭액(RE1)은 베이스 부재(211)의 노출된 부분으로 침투가 용이하게 된다. 따라서, 제1 유동 장치(132)의 분사부(132a)의 분사 구멍(132a_1)과 베이스 부재(211)와의 거리(d1)는 20㎜보다 작도록 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 유리 섬유 제거부(140)는 이송된 기판(210)에 유리 섬유 에칭액(GE)을 분사시킴으로써, 베이스 부재(211)의 상기 노출된 부분의 유리 섬유(211b)를 제거하는 장치이다.

유리 섬유 제거부(140)는 스프레이 장치(141)를 포함한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 스프레이 장치(141)는 노즐부(141a)를 구비하고 있는데, 스프레이 장치(141)로 공급된 유리 섬유 에칭액(GE)은 노즐부(141a)를 통해 소정의 압력으로 기판(210)에 분사된다.

유리 섬유 에칭액(GE)은 불화물 용액을 포함할 수 있는데, 불화물 용액의 예로 불화암모늄 용액, 불화수소산 용액 등이 될 수 있다.

불화물 용액으로 불화암모늄 용액을 사용하는 예의 경우, 다음의 화학 반응식에 의해 유리 섬유(211b)가 제거된다.

3NH₄HF₂ + SiO₂ -> (NH₄)₂SiF₆(sludge) +NH₄OH +H₂O

여기서, 생성되는 슬러지(sludge) 형태의 (NH₄)₂SiF₆는 후공정에서 자연스럽게 제거될 수 있으며, 별개의 초음파 공정을 추가하여 제거할 수도 있다.

스프레이 장치(141)의 노즐부(141a)에서 분사된 유리 섬유 에칭액(GE)은, 도전층(212)에 형성된 윈도우(W)를 통해 베이스 부재(211)의 노출된 부분에 도달하게 된다. 도달된 유리 섬유 에칭액(GE)은 베이스 부재(211)의 노출된 부분의 유리 섬유(211b)를 제거한다. 유리 섬유 에칭액(GE)은 주로 화학적 작용에 의해 유리 섬유(211b)를 제거하기는 하지만, 유리 섬유(211b)에 직접 닿을 때 작용하는 물리적 충돌 에너지도 유리 섬유(211b) 및 부산물로 발생하는 슬러지 제거 작용에 도움을 주므로, 노즐부(141a)로부터 분사되는 유리 섬유 에칭액(GE)의 분사 압력은 1kgf/㎠ 보다 큰 것이 바람직하다.

한편, 제2 수지 제거부(150)는, 이송된 기판(210)을 제2 수지 에칭액(RE2)에 담근 채, 제2 유동 장치(152)를 이용하여 제2 수지 에칭액(RE2)을 윈도우(W)를 통해 상기 노출된 베이스 부재(211)의 부분에 분사시킴으로써 수지 소재를 제거하는 장치이다.

제2 수지 제거부(150)는, 제2 수지 에칭액 수용부(151)와 제2 유동 장치(152)를 포함한다.

제2 수지 에칭액 수용부(151)는 용기의 형상을 가지고 있는데, 제2 수지 에칭액(RE2)을 수용하고 있다.

제2 수지 에칭액 수용부(151)에 수용된 제2 수지 에칭액(RE2)은, 수지 소재(211a)를 제거하기 위한 에칭액이다.

본 실시예에서는 제2 수지 에칭액 수용부(151)에 수용된 제2 수지 에칭액(RE2)은 제1 수지 에칭액 수용부(131)에 수용된 제1 수지 에칭액(RE1)과 동일한 종류의 수지 에칭액이 사용된다. 즉, 제1 수지 에칭액 수용부(131)과 제2 수지 에칭액 수용부(151)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 연결 관로(C)와 밸브(BL)에 의해 연결되어 있어 서로 순환이 가능하도록 구성되어 있다.

본 실시예에서는 제2 수지 에칭액 수용부(151)에 수용된 제2 수지 에칭액(RE2)은 제1 수지 에칭액 수용부(131)에 수용된 제1 수지 에칭액(RE1)과 동일한 종류의 수지 에칭액이 사용되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 제2 수지 에칭액 수용부(151)에 수용된 제2 수지 에칭액(RE2)은, 제1 수지 에칭액 수용부(131)에 수용된 제1 수지 에칭액(RE1)과 상이한 성분 및/또는 상이한 종류의 수지 에칭액이 사용될 수 있다. 예를 들면, 제2 수지 에칭액(RE2)으로는 고농도 황산 80%가 사용될 수 있다.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 유동 장치(152)는, 분사부(152a), 연결부(152b), 펌프부(152c), 유입부(152d)를 포함한다.

분사부(152a)는 제2 수지 에칭액 수용부(151) 내부에 배치되는데, 작동 시 제2 수지 에칭액(RE2)에 잠기도록 배치되고, 펌프부(152c)로부터 연결부(152b)를 경유하여 소정 압력의 제2 수지 에칭액(RE2)을 받아 기판(210)으로 분사시키는 장치이다.

연결부(152c)는 분사부(152a)와 펌프부(152c)를 연결하는 관로로서, 펌프부(152b)에서 압축된 제2 수지 에칭액(RE2)은 연결부(152b)를 통해 분사부(152a)에 도달하게 된다.

펌프부(152c)는 제2 수지 에칭액(RE2)이 소정의 압력을 가지도록 제2 수지 에칭액(RE2)에 기계적인 에너지를 부여하는 장치이다.

유입부(152d)는 제2 수지 에칭액 수용부(151)에 수용된 제2 수지 에칭액(RE2)을 펌프부(152c)로 유입하는 부분이다.

제2 유동 장치(152)의 작동을 살펴보면, 제2 수지 에칭액 수용부(151)에 수용된 제2 수지 에칭액(RE2)은 유입부(152d)로 유입된 후 펌프부(152c)에서 가압되고, 이어 연결부(152b)를 거쳐 분사부(152a)로 이동하게 된다. 이어, 분사부(152a)는 제2 수지 에칭액(RE2)을 소정의 압력으로 기판(210)에 분사한다.

본 실시예에 따른 제2 유동 장치(152)는, 분사부(152a), 연결부(152b), 펌프부(152c), 유입부(152d)를 포함하여 구성되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 제2 유동 장치는 소정의 압력으로 제2 수지 에칭액(RE2)을 기판(210)에 분사시키는 기능을 수행하기만 하면 되고, 그 외의 구성에는 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 본 발명에 따른 제2 유동 장치(152)는 공지된 플러드 바 장치가 적용될 수도 있다.

제2 유동 장치(152)의 분사부(152a)에서 분사된 제2 수지 에칭액(RE2)은, 도전층(212)에 형성된 윈도우(W)를 통해 베이스 부재(211)의 노출된 부분에 도달하게 된다. 즉, 제2 수지 에칭액(RE2)은, 제1 수지 제거부(130)에서 1차로 수지 소재(211a)를 제거함으로써 형성된 홈(G)의 안쪽 부분에 침투하여 수지 소재(211a)를 제거한다. 제2 수지 에칭액(RE2)이 베이스 부재(211)에 닿을 때의 압력이 높을수록, 제2 수지 에칭액(RE2)은 베이스 부재(211)의 노출된 부분으로 침투가 용이하게 되므로, 제1 수지 제거부(130)에서와 마찬가지로, 제2 유동 장치(152)의 분사부(152a)의 분사 구멍(152a_1)과 베이스 부재(211)와의 거리(d2)는 20㎜보다 작도록 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 기판 회수롤(160)은 홀(H)이 형성된 기판(210)을 감아 회수하는 장치이다. 여기서, 기판 회수롤(160)은 원통형의 형상을 가지도록 형성되는데, 홀(H)이 형성된 기판(210)은 기판 회수롤(160)에 감겨져 회수되게 된다.

이하에서는, 도 1 내지 도 11을 참조하여, 상기 설명한 기판 홀 형성 장치(100)를 이용한 기판의 홀 형성 방법을 설명한다.

먼저, 제조자는 기판(210)이 감겨져 있는 기판 공급롤(110)을 준비하고, 도 1에 도시된 것과 같이, 기판 공급롤(110)을 기판 홀 형성 장치(100)에 세팅시킨다(S1 단계).

기판 공급롤(110)과 기판 윈도우 형성부(120) 사이의 일 지점 Ⅰ에서의 기판(210)의 단면도는 도 2에 도시되어 있다.

그 다음, 기판 공급롤(110)의 회전과 함께 풀려진 기판(210)은 기판 윈도우 형성부(120)로 이송된다.

기판 윈도우 형성부(120)에서는, 도전층(212)의 부분 중 홀(H)이 형성될 부분을 제거하여 윈도우(W)를 형성함으로써 베이스 부재(211)의 일부를 노출시킨다(S2 단계).

즉, 기판 윈도우 형성부(120)로 이송된 기판(210)은, 기판(210)에 감광성 물질을 도포하는 장치(121)와, 노광 및 현상 공정을 포함한 포토 리소그래피 공정으로 에칭 레지스트 패턴(ERP)을 형성하는 장치(122)와, 상기 형성된 에칭 레지스트 패턴(ERP)을 이용하여 도전층(212)을 식각하는 에칭 공정(도 3 참조)이 수행되는 장치(123)를 순차적으로 통과하면서, 도전층(212)의 일부가 제거되어 윈도우(W)가 형성된다. 도 4에는, 기판 윈도우 형성부(120)와 제1 수지 제거부(130) 사이의 일 지점 Ⅱ에서의 기판(210)의 단면도가 도시되어 있는데, 일 지점 Ⅱ에서의 기판(210)은 그 도전층(212)에 윈도우(W)가 형성되어 있다.

그 다음, 기판 윈도우 형성부(120)의 윈도우(W) 형성 공정을 거친 기판(210)은 제1 수지 제거부(130)로 이송된다. 제1 수지 제거부(130)에서는 제1차 수지 제거 단계가 진행되는데, 제1 수지 에칭액 수용부(131)에 수용된 제1 수지 에칭액(RE1)에 기판(210)이 담겨지게 되고, 기판(210)이 제1 수지 에칭액(RE1)에 담겨진 상태로 제1 유동 장치(132)를 이용하여 제1 수지 에칭액(RE1)을 윈도우(W)를 통해 노출된 베이스 부재(211)의 부분에 분사시킴으로써 수지 소재(211a)를 제거한다(S3 단계).

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 수지 제거부(130)에서는 제1 유동 장치(132)의 분사부(132a)에서 분사된 제1 수지 에칭액(RE1)이, 도전층(212)에 형성된 윈도우(W)를 통해 베이스 부재(211)의 노출된 부분에 도달하고, 도달된 제1 수지 에칭액(RE1)은 베이스 부재(211)의 노출된 부분에 침투하여 화학 반응을 일으켜 수지 소재(211a)를 제거하게 된다. 또한, 이 때 제1 수지 에칭액(RE1)은 소정의 유동 압력으로 베이스 부재(211)의 노출된 부분에 부딪히게 되므로, 베이스 부재(211)의 노출된 부분에 물리적인 타격도 가해져 수지 소재(211a)를 제거하는데 도움을 주게 된다. 이상과 같은 공정을 통해 베이스 부재(211)의 노출된 부분의 수지 소재(211a)의 일부가 제거되어 홈(G)이 형성된다. 도 6에서는, 제1 수지 제거부(130)와 유리 섬유 제거부(140) 사이의 일 지점 Ⅲ에서의 기판(210)의 단면도가 도시되어 있다. 일 지점 Ⅲ에서의 기판(210)은, 베이스 부재(211)의 노출된 부분에 홈(G)이 형성되어 있지만, 유리 섬유(211b)는 여전히 존재하고 있다.

그 다음, 제1 수지 제거부(130)에서 제1차 수지 제거 공정을 거친 기판(210)은 유리 섬유 제거부(140)로 이송된다. 유리 섬유 제거부(140)에서는 유리 섬유 제거 단계가 진행되는데, 스프레이 장치(141)를 이용하여 유리 섬유 에칭액(GE)을 분사시켜 베이스 부재(211)의 노출된 부분(홈(G))에 존재하는 유리 섬유를 제거한다(S4 단계).

즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 스프레이 장치(141)의 노즐부(141a)에서 분사된 유리 섬유 에칭액(GE)은 소정의 압력을 가지고, 도전층(212)에 형성된 윈도우(W)를 통해 베이스 부재(211)의 노출된 부분(홈(G))에 도달하게 된다. 도달된 유리 섬유 에칭액(GE)은 화학적 반응 작용 및 물리적 충격 작용을 이용하여 베이스 부재(211)의 유리 섬유(211b)를 제거한다. 도 8에는, 유리 섬유 제거부(140)와 제2 수지 제거부(150) 사이의 일 지점 Ⅳ에서의 기판(210)의 단면도가 도시되어 있다. 일 지점 Ⅳ에서는 베이스 부재(211)의 노출된 부분(홈(G))에 존재하였던 유리 섬유(211b)가 제거되어 있다.

그 다음, 유리 섬유 제거부(140)에서 유리 섬유 제거 공정을 거친 기판(210)은 제2 수지 제거부(150)로 이송된다. 제2 수지 제거부(150)에서는 제2차 수지 제거 단계가 진행되는데, 제2 수지 에칭액 수용부(151)에 수용된 제2 수지 에칭액(RE2)에 기판(210)이 담겨지게 되고, 기판(210)이 제2 수지 에칭액(RE2)에 담겨진 상태로 제2 유동 장치(152)를 이용하여 제2 수지 에칭액(RE2)을 윈도우(W)를 통해 노출된 베이스 부재(211)의 부분에 분사시킴으로써 수지 소재(211a)를 제거한다(S5 단계).

즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 수지 제거부(150)에서는 제2 유동 장치(152)의 분사부(152a)에서 분사된 제2 수지 에칭액(RE2)이, 도전층(212)에 형성된 윈도우(W)를 통해 베이스 부재(211)의 노출된 부분(홈(G))에 도달하고, 도달된 제2 수지 에칭액(RE2)은 베이스 부재(211)의 노출된 부분에 침투하여 수지 소재(211a)를 제거하게 된다. 또한, 이 때 제2 수지 에칭액(RE2)은 소정의 유동 압력으로 베이스 부재(211)의 노출된 부분에 부딪히게 되므로, 베이스 부재(211)의 노출된 부분에 물리적인 타격도 가해져 수지 소재(211a)를 제거하는데 도움을 주게 된다. 이상과 같은 공정을 통해 베이스 부재(211)의 노출된 부분의 수지 소재(211a)가 제거됨으로써 홀(H)을 형성하게 된다. 도 10에는, 제2 수지 제거부(150)와 기판 회수롤(160) 사이의 일 지점 Ⅴ에서의 기판(210)의 단면도가 도시되어 있다. 일 지점 Ⅴ에서는 기판(210)은, 홀(H)이 형성된 구조를 가지게 된다.

그 다음, 제2 수지 제거부(150)에서 제2차 수지 제거 공정을 거친 기판(210)은 기판 회수롤(160)로 이송되는데, 기판 회수롤(160)로 이송된 기판(210)은 기판 회수롤(160)에 감겨 회수됨으로써 기판 홀 형성 공정이 완료된다(S6 단계).

본 실시예에 따르면 제2 수지 제거부(150)에서의 제2차 수지 제거 공정과 기판 회수롤(160)에서의 기판 회수 공정 사이에 추가적인 공정이 없지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 기판 홀 형성 공정에 따르면, 제2차 수지 제거 공정과 기판 회수 공정 사이에 추가적인 공정을 도입할 수 있다. 예를 들면, 제2차 수지 제거 공정에 의해서도 완전히 제거 되지 않은 수지 잔여물을 제거하는 공정을 추가로 수행할 수 있다.

이상과 같이 설명한 본 발명의 실시예에 따른 기판 홀 형성 방법에서는, 홀(H)을 형성하기 위해 제1 유동 장치(132)를 이용한 제1차 수지 제거 단계, 스프레이 장치(141)를 이용한 유리 섬유 제거 단계, 제2 유동 장치(152)를 이용한 제2차 수지 제거 단계를 순차적으로 수행하여, 직진도 및 균일성이 높은 고품질의 홀(H)을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 기판 홀 형성 방법에서는, 제1차 수지 제거 단계와 제2차 수지 제거 단계에서 각각 제1 유동 장치(132)와 제2 유동 장치(152)를 이용함으로써, 베이스 부재(211)의 노출된 부분에 제1 수지 에칭액(RE1), 제2 수지 에칭액(RE2)을 효과적으로 침투시켜 화학 반응을 유도하고 아울러 물리적인 타격도 가함으로써 고품질의 홀(H)을 형성할 수 있다. 그렇게 되면 직경 75㎛ 이하의 미세홀도 대량으로 가공할 수 있다.

본 발명의 일 측면들은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

본 발명은 기판에 홀을 형성하는 산업이나, 기판에 홀을 형성하는 장치를 제조하는 산업 등에 이용할 수 있다.

Claims

유리 섬유와 수지 소재를 포함한 베이스 부재를 포함하고, 상기 베이스 부재에 도전층이 형성된 기판에 홀을 형성하는 방법으로서,

상기 도전층의 부분 중 상기 홀이 형성될 부분을 제거하여 상기 베이스 부재의 일부를 노출시키는 단계;

상기 기판을 제1 수지 에칭액에 담근 채 제1 유동 장치를 이용하여 상기 제1 수지 에칭액을 상기 노출된 베이스 부재의 부분에 분사시킴으로써 상기 수지 소재를 제거하는 제1차 수지 제거 단계;

상기 기판에 유리 섬유 에칭액을 분사시켜 상기 노출된 베이스 부재의 부분의 유리 섬유를 제거하는 유리 섬유 제거 단계; 및

상기 기판을 제2 수지 에칭액에 담근 채 제2 유동 장치를 이용하여 상기 제2 수지 에칭액을 상기 노출된 베이스 부재에 분사시킴으로써 상기 수지 소재를 제거하는 제2차 수지 제거 단계;를 포함하는 기판 홀 형성 방법.
제1항에 있어서,

상기 도전층의 부분 중 상기 홀이 형성될 부분을 제거하여 상기 베이스 부재의 일부를 노출시키는 단계는, 상기 기판에 에칭 레지스트 패턴을 형성하고, 상기 형성된 에칭 레지스트 패턴을 이용한 에칭 공정으로 수행되는 기판 홀 형성 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 수지 에칭액 및 상기 제2 수지 에칭액은 황산 용액을 포함하는 기판 홀 형성 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 수지 에칭액과 상기 제2 수지 에칭액은 동일한 에칭액인 기판 홀 형성 방법.
제1항에 있어서,

상기 유리 섬유 제거 단계에서, 상기 유리 섬유 에칭액을 분사시키는 공정은 스프레이 장치로 수행되는 기판 홀 형성 방법.
제1항에 있어서,

상기 유리 섬유 에칭액은 불화물 용액을 포함하는 기판 홀 형성 방법.
제1항에 있어서,

상기 유리 섬유 제거 단계에서, 상기 유리 섬유 에칭액을 분사시키는 압력은 1kgf/㎠ 보다 큰 기판 홀 형성 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1차 수지 제거 단계 및 상기 제2차 수지 제거 단계에서, 상기 제1 유동 장치 및 상기 제2 유동 장치의 분사부의 분사 구멍과 상기 베이스 부재와의 거리는 20㎜보다 작도록 배치되는 기판 홀 형성 방법.
제1항에 있어서,

상기 기판은 롤-투-롤 공정에 의해 이송되면서 상기 홀이 형성되는 기판 홀 형성 방법.
유리 섬유와 수지 소재를 포함한 베이스 부재를 포함하고, 상기 베이스 부재에 도전층이 형성된 기판에 홀을 형성하는 장치로서,

상기 도전층의 부분 중 상기 홀이 형성될 부분을 제거하여 상기 베이스 부재의 일부를 노출시키는 기판 윈도우 형성부;

제1 수지 에칭액을 수용하는 제1 수지 에칭액 수용부와, 상기 기판을 상기 제1 수지 에칭액에 담근 상태로 상기 제1 수지 에칭액을 상기 기판에 분사시키는 제1 유동 장치를 포함하는 제1 수지 제거부;

상기 기판에 유리 섬유 에칭액을 분사시키는 스프레이 장치를 포함하는 유리 섬유 제거부; 및

제2 수지 에칭액을 수용하는 제2 수지 에칭액 수용부와, 상기 기판을 상기 제2 수지 에칭액에 담근 상태로 상기 제2 수지 에칭액을 상기 기판에 분사시키는 제2 유동 장치를 포함하는 제2 수지 제거부;를 포함하는 기판 홀 형성 장치.
제10항에 있어서,

상기 기판 윈도우 형성부는, 상기 기판에 에칭 레지스트 패턴을 형성하고, 상기 형성된 에칭 레지스트 패턴을 이용한 에칭 공정으로 상기 베이스 부재의 일부를 노출시키는 기판 홀 형성 장치.
제10항에 있어서,

상기 제1 수지 에칭액 및 상기 제2 수지 에칭액은 황산 용액을 포함하는 기판 홀 형성 장치.
제10항에 있어서,

상기 제1 수지 에칭액과 상기 제2 수지 에칭액은 동일한 에칭액인 기판 홀 형성 장치.
제10항에 있어서,

상기 유리 섬유 에칭액은 불화물 용액을 포함하는 기판 홀 형성 장치.
제10항에 있어서,

상기 스프레이 장치의 분사 압력은 1kgf/㎠ 보다 큰 기판 홀 형성 장치.
제10항에 있어서,

상기 제1 유동 장치 및 상기 제2 유동 장치의 분사부의 분사 구멍과 상기 베이스 부재와의 거리는 20㎜보다 작도록 배치되는 기판 홀 형성 장치.
제10항에 있어서,

상기 기판 홀 형성 장치에서의 상기 기판의 이송 공정은 롤-투-롤 이송 공정에 의해 이루어지는 기판 홀 형성 장치.
제17항에 있어서,

상기 기판을 공급하는 기판 공급롤; 및

상기 홀이 형성된 기판을 회수하는 기판 회수롤;을 더 포함하는 기판 홀 형성 장치.