KR100296780B1 - 도금방법및도금장치 - Google Patents

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Abstract

피도금물을 전 처리 단계로부터 도금처리까지 연속적으로 처리하는 도금방법에서, (A) 처리 욕용 진동 교반 장치, (B) 처리 욕용 에어레이션 장치, (C) 피도금물을 위에 매달기 위한 전극봉을 요동 (swinging) 시키는 장치, 및 (D) 전극봉에 진동을 가하는 장치는 세정 탱크내에서, 그리고 전 처리 단계와 도금 단계에서 처리 탱크로서 사용된 무전해 도금 탱크 및 전해 탱크 중 적어도 하나에서 작동된다.

Description

도금방법 및 도금장치{PLATING METHOD AND APPARATUS}
본 발명은 미세기공을 갖는 피도금물을 도금하는데 사용하기에 적당한 신규한 도금방법, 및 여기에 공지된 도금 욕용 진동 교반 수단과 피도금물을 요동시키기 위한 요동 및 에어레이션 수단에 더하여 10 내지 60 ㎐ 로 피도금물을 진동시키는 수단을 사용하는 신규한 연속적인 도금방법에 관한 것이다. 본 발명의도금방법은 전해도금방법, 무전해 도금방법 및 전해도금방법과 무전해 도금방법을 조합하여 사용하는 방법의 어떠한 방법에도 응용할 수 있다.
프린트 배선 기판은 라디오, 텔레비젼에서부터 컴퓨터에 이르기까지 모든 전자기기에서 각종의 소자가 상호 배선하기 위해서 장착된 판으로서 사용된다. 부품이 상호 접속될 수 있는 판의 표면상으로 부착된 프린트 배선판의 표면 장착형태에서, 다중 핀 구조와 좁은 피치화가 최근에 진행되었고, 또한 이러한 기술은 60-핀/1.0㎜ 피치화가 개발되었고 400-핀/0.3㎜ 피치 레벨로부터 400-핀/0.25㎜-0.3㎜ 피치 레벨까지, 또한 더 높은 레벨로 향상되는 상황으로 더욱더 진보되었다.
이러한 기술의 향상은 소형화 및 고성능을 요구하게 되었다. 따라서, 적층형 프린트 배선판상의 다른층간의 배선에 필요한 미세한 관통홀의 직경과 한쪽끝이 막힌 구조를 갖는 미세한 홀 (다시말해, 블라인드 홀) 의 직경은 점차적으로 감소되어, 현재에는 0.2㎜ 미만에서부터 0.05㎜ 미만으로, 더욱이 0.03㎜ 미만으로 감소되었다.
이러한 미세한 구조로된 홀에 갇혀진 공기, 분진 또는 처리액이 홀에서부터 용이하게 제거되지 못해, 아래의 단점이 발생한다. 공기 또는 분진이 존재하는 부분이 거의 도금되지 않아서, 전도 불량이 발생한다는 제 1 단점이 있다. 홀속으로 도금액의 출입이 불충분하므로 홀의 내면과 외면간의 도금막의 두께가 상이하다는 제 2 단점이 있다. 홀내에 비도금 부분이 발생하여, 전도될때 조차도 저항값이 증가한다는 제 3 의 단점이 있다.
반면에, 본 발명자가 먼저 개발한 일본 특개평 6-71544 호에 개시된 기술은 도금 욕중에서 8 내지 20㎜ 의 진동폭과 200 내지 600 회/분의 진동 주파수로 진동판을 진동시켜 도금 욕을 교반하여, 도금 처리를 행하는 진동 기술을 포함한다. 특히 피처리물용 에어레이션 및 요동 수단이 조합하여 사용되는 것이 제안되었다. 본 출원의 발명가는, 만약 일본 특개평 6-71544 호에 개시된 기술이 미세한 홀을 갖는 물품의 미세한 홀 (미세기공) 의 도금에 응용된다면, 종래 도금방법에서 불량 도금 부분의 발생이 회피될 수 있다고 생각하였고, 다양한 시도가 행해졌다. 결과적으로, 불량율은 확실히 감소되었지만, 만족할만한 값에는 도달하지 못한다는 것을 알아냈다.
게다가, 일본 특개소 62-32690 호는 피도금물을 요동시키고 진동시키면서 피도금물을 도금하는 방법을 제안하였다. 이것은 진동기에 공기를 공급함으로써 진동이 발생된다는 것을 단지 개시한 것이지, 진동의 형태와 같은 상세한 설명은 불명료하였다.
본 출원의 발명가는 도금 욕의 진동 교반 조건, 에어레이션 조건 및 피도금물의 요동 조건을 변화시키면서, 다양한 조합 및 조건하에서 반복적인 시험을 행하였지만, 만족할만한 결과는 얻지못했다. 최종 수단으로서, 발명가는 용액을 진동시키면서 교반하는데 사용되는 진동 수단을 피도금물에 적용하였다. 결과적으로, 불량율이 비약적으로 감소된다는 것을 발명가는 발견했고, 또한 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 0.2㎜ 이하의 직경, 바람직하게는 0.1㎜ 미만의 직경, 더욱 바람직하게는 0.05㎜ 이하의 직경, 및 더더욱 바람직하게는 프린트 배선판, IC 판등의 미세한 배선에 필수불가결한 0.03㎜ 이하의 직경을 갖는 미세한 홀을 확실히 균일하게 도금하여, 배선의 불완비에 기인한 불량품의 발생율을 가능한 제로 (0)로 감소하는 도금방법 및 도금장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 전 처리단계로부터 도금 처리까지 피도금물을 연속적으로 처리하는 도금방법이 제공되었는데, 모든 아래의 단계 (a) 내지 (d) 가 세정 탱크에서, 그리고 전 처리 단계 및 도금 단계에서 사용된 무전해 도금 탱크 및 전해 도금 탱크 중 적어도 하나에서 동시에 행해지는 것을 특징으로 한다.
(a) 처리 욕을 진동 교반하는 단계,
(b) 처리 욕에서 에어레이션을 행하는 단계,
(c) 피도금물을 요동시키는 단계, 및
(d) 진동을 피도금물에 가하는 단계.
상술한 도금방법에서, 처리 욕은 0.5 내지 3.0㎜ 범위의 진폭 (진동폭) 및 200 내지 800 회/분의 진동 주파수로 진동 날개를 진동시킴으로써 진동 교반된다; 에어레이션은 200 내지 400㎛ 의 기공 크기를 갖는 분산기에 의해 발생된 공기 거품을 사용하여 행해진다; 피도금물은 10 내지 100㎜ 의 진폭 (요동의 폭) 및 10 내지 30 회/분의 요동 주파수로 요동된다; 또한, 피도금물은 0.5 내지 1.0㎜ 의 진폭 및 100내지 300 회/분의 진동 주파수로 진동된다.
상술한 목적을 이루기 위해서, 전 처리단계에서부터 도금 처리단계까지 피도금물을 연속적으로 처리하는 도금방법이 또한 제공되었는데, (A) 처리 욕용 진동 교반 장치, (B) 처리 욕용 에어레이션 장치, (C) 피도금물이 매달려 있는 전극봉을 요동시키는 장치, 및 (D) 인버터에 의해 10 내지 60㎐ 로 조정된 주파수를 갖는 진동 모터를 사용하여 0.5 내지 1.0㎜ 범위의 진폭으로 전극봉을 통해 피도금물에 진동을 가하는 장치가 세정 탱크에서 작동되고 도금을 하기위한 전 처리단계 및 도금 단계에서 사용된 무전해 도금 탱크 및/또는 전해 탱크 중 적어도 어느 하나에서 작동된다.
상술한 도금방법에서, 처리 욕용 진동 교반 장치는 진동 모터를 포함하는 진동 발생 수단, 처리 탱크에서 진동을 위해 진동 발생 수단과 연동되어 있는 진동 봉에 일단 또는 다단으로 고정된 진동 날개를 0.5 내지 3.0㎜ 의 진폭 및 200 내지 800㎜ 의 진동 주파수로 진동시키는 진동 교반장치, 10 내지 500㎐, 바람직하게는 30 내지 60㎐, 더욱 바람직하게는 30 내지 40㎐ 의 어떠한 주파수 범위에서 어떠한 저 주파수 진동을 발생시키기 위해 진동 모터를 제어하기 위한 인버터, 또한 진동 발생 수단과 진동 교반 수단의 접속 부분에서 진동 응력 분산수단을 포함하는 것이 바람직하다.
처리 욕용 에어레이션 장치는 특별히 제한되지 않으며, 피도금물이 존재하는 부분이 공기 거품으로 충분히 교반될 수 있는 방법으로 디자인된 공기 분산관이 제공된다.
예를 들면, PVC 등과 같은 합성 수지의 관에 약 1㎜ 의 기공 크기를 각각갖는 다수의 홀을 형성하여 얻어진 분산관의 경우에서, 공기 거품 크기가 과도하게 크기 때문에 전해열이 효과적으로 제거되지 못하며, 또한 도금에 의해 얻어진 판의 전기 저항내에서 분산이 일어난다. 반면에, 본 발명에 따른 에어레이션 장치는 분산관으로서 세라믹제 다공질 관을 사용하며, 또한 상술한 문제가 피해질 수 있다. 골재로서 알룬덤 (Alundum, 상품명) 과 같은 알루미나 입자를 포함하는 고온 소결된 세라믹관이 세라믹제 다공질 관으로서 사용되는 것이 바람직하다. 분산관의 기공 크기는 200 내지 400 미크론으로 설정되는 것이 적당하고, 또한 기공률 (표면적에 대한 기공의 면적) 이 30 내지 40% 로 설정되는 것이 바람직하다. 분산관의 외부 직경은 50 내지 100㎜ 로 설정되며, 또한 그것의 길이는, 비록 처리 탱크의 길이와 일치하여 변화된다지만, 약 100 내지 200㎜ 로 설정된다. 분산관의 설치방법은 특별히 제한되지 않지만, 만약 복수의 분산관이 사용된다면, 분산관은 피도금물의 양측면에 설치된다. 분산관 사이의 간격은 100 내지 200㎜ 로 설정하는 것이 바람직하며, 또한 분산관과 피도금물간의 수직 방향으로의 간격은 100 내지 300㎜ 로 설정하는 것이 바람직하다.
피도금물이 매달려 있는 전극봉을 통해 가해진 요동 운동은 10 내지 100㎜, 바람직하게는 20 내지 60㎜ 의 요동 진폭 및 10 내지 30 회/분의 요동 주파수로 설정하는 것이 바람직하다.
전극봉에 오실레이션을 유도하기 위한 진동 모터의 주파수 (㎐) 는 진동 교반 장치 (A) 의 진동 모터의 주파수의 50 내지 65% 로 설정하는 것이 바람직하다. 특히, 그것의 주파수는 10 내지 60㎐, 바람직하게는 20 내지 35㎐ 로 설정되고,또한 그것의 진폭은 0.5 내지 1.0㎜ 로 설정된다. 또한 이러한 오실레이션은 피도금물을 진동시키지만, 처리액의 유동을 야기하지는 않는다.
본 발명에 따른 도금방법은 미세한 홀을 갖는 물품을 도금하는데 현저히 효과적이며, 특히 프린트 배선판, 또는 미세한 홀 (미세 기공) 을 가지는 IC 판과 같은 플라스틱 표면을 갖는 적층판을 도금하는데 효과적이다. 특히, 이러한 방법은 0.2㎜ 이하, 바람직하게는 0.1㎜ 미만, 더욱 바람직하게는 0.05㎜ 이하, 또한 더더욱 바람직하게는 0.03㎜ 이하의 직경을 각각 갖는 미세기공을 가지는 프린트 배선판, IC 판, 금속판, 플라스틱판등을 도금하는데 더 효과적이다. 미세기공의 직경은 0.01㎜ 이다.
무전해 도금 및/또는 전해 도금이 구리 도금, 니켈 도금, 은 도금, 주석 도금, 금 도금, 팔라듐 도금, 땜납 도금등에 사용될 수 있다.
본 발명의 전 처리는 1971년 7월 25일 일간 공업신문사 발행 "PLATING TECHNIQUE HANDBOOK" 페이지 117-148 에 기재의 산 세척, 탈지, 각 피도금물의 전 처리등과 같은 피도금물의 다양한 전 처리를 의미하며, 또한 세정, 에칭, 촉매화, 화학 도금, 활성화, 구리 스트라이크등과 같은 플라스틱상의 전 처리를 의미한다. 도금 단계는 다양한 전해 도금단계, 및 무전해 도금단계를 포함한다.
(A), (B), (C) 및 (D) 의 장치는 연속적인 도금방법에서 적어도 모든 주요 단계에서 사용되며, 또한 모든 단계에서 사용되는 것이 바람직하다. 주요 단계는 용매 세정 (용매 탈지), 알카리 세정, 에멀wus 세정, 산 세정 및 전해세정등과 같은 세정 단계를 포함한다.
도금 용액에서 전해 공정중, 수소 가스가 용액내에 미세한 거품을 발생시키기 위해서 음극면 (피처리물) 상에 발생하고, 또한 피처리물의 전체 표면이 거품으로 덮혀져서, 전기 저항이 증가되고, 도금 속도가 감소되고 전기증착의 균일성이 방해된다. 그러나, 액중의 표면 장력은 상술한 저 주파수 진동에 의해 유도된 유동을 갖는 처리액을 제공함으로써 현저하게 감소되어, 피처리물의 표면상에 나타난 대부분의 가스가 외면으로 직접 방출된다. 따라서, 전류 분포가 더욱 균일해지고 전기 저항이 또한 감소되어, 전기 증착이 이전의 속도보다 몇배 높은 속도에서 더욱 균일하게 행해질 수 있다.
피도금물의 미세기공의 크기가 20 내지 50 미크론과 같이 매우 작은 크기로 설정되는 경우에, 만약 처리 시간이 길지 않다면 상술한 바와 같이 진동에 의해 야기된 단지 유동을 갖는 소정의 효과를 이루기는 곤란하다. 따라서, 피도금물 자체는, 10 내지 30 회/분의 주파수로 요동하면서, 10 내지 60㎐, 바람직하게는 20 내지 35㎐ 의 주파수로 진동하는 진동 모터에 의해 100 내지 300 회/분의 주파수로 진동하면, 미세기공으로의 처리액의 유동이 극도로 단시간내에 평균화된다.
본 발명에 따르면, 분산관을 사용함으로써, 분산관내에 발생한 다량의 거품은 전체 피도금물이 거품에 의해 감싸지는 경우 상부로 이동하고, 또한 그런후 외면으로 방출된다. 따라서, 전해열 (주울 열) 이 급속하게 피도금물을 냉각시키기 위해서 거품에 의해 효과적으로 흡수되며, 또한 피도금물의 미세기공으로부터 제거된 공기와 분진이 거품에 의해 효과적으로 방출되어, 연소 또는 연소된 증착물 (burning or burnt deposit) 가 피도금물에 발생하지 않아 피도금물이 균일하게 도금된다.
(A), (B), (C) 및 (D) 의 각각의 수단의 조합적인 사용은 도금층과 처리액, 특히 도금액내의 도금 욕 사이에 형성되기 쉬운 경계층을 더욱 용이하게 파괴하고, 또한 처리욕이 피도금물의 표면에 매우 원활하게 공급될 수 있어, 도금면의 균일한 처리, 부드러움 및 광택에 크게 기여하게 된다.
프린트 배선판에 대한 연속적인 도금 공정에서 대표적인 단계는 아래와 같다:
○ 세정 → 수세척 (린싱) → 에칭 → 수세척 → 촉매화 → 수세척 → ○ 무전해 구리도금 → 수세척 → 황산세척 → ○ 황산 구리도금(전해도금) → 수세척 → (건조)
이러한 단계에서, 각 수세척 단계는 단계를 2 단계로 분할하여 자주 행해지고 각각의 2 개의 탱크에서 개별 단계를 연속적으로 행하고, 또한 무전해도금과 전해 도금은 각각의 처리 탱크가 2 개의 탱크로 분할되는 경우 행해진다. 일정 시간이 경과후 피도금물을 들어올려 다음 탱크로 이동시키는 시스템이 연속 도금을 행하는 방법 중 가장 간단한 방법이다. 이러한 시스템에 따르면, 오랜 처리 시간을 요구하는 처리 욕과 짧은 처리 시간을 요구하는 처리 욕은 그들이 동일한 수의 처리 탱크를 가지기만 한다면 동일한 처리 시간을 가진다. 따라서, 오랜 시간의 처리를 요구하는 처리 욕에 대해서, 처리 시간은 2 개 이상의다수의 처리 탱크를 설정하여 연장될 수 있다. 게다가, 수세척 단계처럼 이런 단계의 부착액을 완전히 제거하기 위해서는 수세척의 효율의 면에서 처리 탱크를 바꾸는 것이 낫기 때문에, 이점으로부터도 수세척 탱크를 복수개로 설치하는 것이 중요하다.
상술한 연속적인 도금 공정에서, (A), (B), (C) 및 (D) 의 장치가 적어도 ○ 로 표시된 것과 같은 단계에서 사용 (작동) 되고, 바람직하게는 수세척 단계이외의 모든 단계에서 사용되며, 또한 더욱 바람직하게는 수세척 단계를 포함하는 모든 단계에서 사용된다.
세정 단계는 소위 탈지 단계일 수 도 있거나, 탈지 단계에 부가하여 플라스틱을 팽윤시키기 위한 단계일 수도 있다.
에칭 단계가, 이전에는, 샌드 블라스트나 액체 호우닝 (honing) 법을 사용하여 표면상에 기계적인 요철부 (즉, 표면을 기계적으로 거칠게함) 를 형성하여 행해졌지만, 최근에는 표면이 화학적 액체를 근거로하는 화학적 처리되는 방법을 사용하는 것이 일반적이다. 예를 들면, 그것은 황산과 염산의 혼합액, 미네랄산, 진한 알칼리 용액을 사용하여 플라스틱 표면을 거칠게 하는 단계이다.
촉매화 단계는 에칭 단계후 무전해 도금을 위한 예비 준비를 하기 위해서 팔라듐등의 촉매층을 옮기는 촉매 부여법에 의해 행해진다. 촉매 부여법으로서 센시타이징-액티베이팅(sensitizing-activating) 법 및 촉매화-가속화법이 사용된다. 전자의 방법에서, 플라스틱 재료는 플라스틱 재료의 표면상에 주석을 증착하기 위해 강한 환원력을 갖는 주석 이온용액내에 침지되고, 또한 그 후 플라스틱의 표면상에 레독스(redox) 반응을 유도하고 플라스틱의 표면상에 촉매층을 고정하기 위해서 촉매능력을 갖는 팔라듐 용액내에 침지된다. 후자의 방법에서, 플라스틱 재료는 표면상에 팔라듐/주석의 착화합물이나 콜로이드형 팔라듐/주석을 증착하기 위해서 주석 이온이나 팔라듐 이온의 혼합물을 포함하는 용액에 침지되고, 그 후 주석을 제거하고 팔라듐을 활성화한다 ("CHEMICAL FOR ONE HUNDRED MILLION PEOPLE (Ⅱ), PLATING AND HIGHTECHNOLOGY" pp92-97 issued on September 20, 1992 by Dainippon Tosho Co., Ltd. and edited by The foundation of Japan Society of Chemical Engineers).
본 발명에 따르면,
(1) 0.03 내지 0.05㎜ 의 기공 크기를 각각 갖는 미세기공의 내면은 균일하게 도금될 수 있어, IC 적층판과 프린트 배선판의 불량율이 매우 감소될 수 있다;
(2) 도금 공정에서 연소 또는 연소된 증착물이 나타나는 전류밀도의 상한값이 매우 증가되어, 도금 효율이 매우 향상될 수 있다;
(3) 도금 부착(%) 및 σ 로 표시된 도금막의 균일성이 현저하게 향상될 수 있다;
(4) 가스 피트(gas pit) 불량율 (%) 이 매우 감소될 수 있다;
(5) 높은 종횡비와 작은 홀을 갖는 프린트 배선판에 매우 효과적인 방법이 제공된다; 또한
(6) 종래의 기술에 의해 제조된 물품보다 우수한 물품이 단시간에 얻어질수 있다.
도 1 은 본 발명에 사용된 장치의 일례를 도시한 평면도.
도 2 는 도 1 의 장치를 도시한 정면도.
도 3 은 도 1 의 장치를 도시한 측면도.
도 4 는 도 3 의 선 Y-Y 를 따라 취한 단면도.
도 5 는 도 2 의 선 X-X 를 따라 취한 단면도.
도 6 은 진동 봉의 일부분을 확대한 단면도.
도 7 은 진동 봉에 진동 날개를 고정하는 방법을 도시한 확대된 부분 단면도.
도 8 은 측면 진동 교반 장치의 일례를 도시한 평면도.
도 9 는 도 8 의 단면도.
도 10 은 본 발명에 사용된 장치의 다른예를 도시한 평면도.
도 11 은 도 10 의 장치의 정면도.
도 12 는 도 10 의 장치의 측면도.
도 13 은 처리가 행해질 때 음극 봉상에 매달려 있는 피도금물을 도시한 도면.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※
1 : 탱크 2 : 요동 지지 프레임
3 : 요동 모터 4, 14, 27 : 진동 모터
5 : 음극봉 6 : 양극
8 : 유도 부재 9 : 베이스 부재
10 : 압축공기 입구 11, 28 : 가열기
12 : 분산관 13 : 음극봉 지지대
16 : 진동 봉 17 : 진동 날개
18 : 진동 날개 고정 부재 19 : 진동 응력 분산 수단
20 : 스프링 21 : 상부 지지 로드
22 : 하부 지지 로드 24 : 너트
29 : 에어레이션 공기 압축기 30 : 음극 홀더
40 : 기본 진동 부재 62 : 피도금물
64 : 처리 욕
도 1 내지 3 은 (A), (B), (C) 및 (D) 의 장치가 전 처리 탱크나 도금 탱크내에 설치된 본 발명의 일례를 도시한 것으로써, 도 1 은 평면도, 도 2 는 정면도 및 도 3 은 측면도이다. 단지 도 1 내지 도 3 에 도시된 진동 모터 (4) 를 포함하는 진동 교반 장치가 그것의 단면도인 도 4 및 도 5 에 도시되었다. 도 4 는 도 3 의 선 Y-Y 를 따라 취한 단면도이고, 또한 도 5 는 도 2 의 선 X-X 를 따라 취한 단면도이다.
도 1 내지 도 3 에서, (B) 의 에어레이션 장치는 처리 탱크 (전 처리 탱크 또는 도금 탱크)(1) 의 바닥 플레이트상에 설치된 두 개의 분산관 (12) 을 포함하며, 또한 압축 공기가 분산관 (12) 에 공급되는 압축 공기 입구 (10) 를 포함한다.
도 1 내지 도 3 에서, (C) 의 요동 장치에는, 요동 모터 (3), 요동 모터 (3) 의 운동에 의해 요동되는 요동 지지 프레임 (2) 및 음극 봉으로서 역할을 하고 음극 봉 지지대 (13) 에 의해 요동 지지 부재 (2) 에 고정된 유지(suspending) 부재 (5) 가 제공된다. 도금될 대상물 (이하 피도금물이라 한다) 은 전기적 및 물리적으로 음극 봉/유지 부재 (5) 에 고정된다. 요동 운동은 10 내지 100㎜, 바람직하게는 20 내지 50㎜ 의 진폭 및 10 내지 30 회/분의 주파수로 천천히 운동한다. 요동 지지 프레임 (2) 은 도 1 및 도 2 에서 좌우 방향으로 요동되어 그것의 욕이 베이스 부재 (9) 에 부착되어져 있고, 요동 모터 (3) 가 부착된 안내 부재 (8) 로 이동된다.
요동 지지 프레임 (2) 에 진동을 가하기 위해서, 진동 모터 (14) 가 요동 지지 프레임 (2) 의 적당한 위치에 고정된다. 진동 모터 (14) 의 오실레이션이 요동 지지 프레임 (2) 을 진동하며, 또한 요동 지지 프레임 (2) 의 진동 운동이 IC 판등과 같은 피도금물에 전동된다. 이러한 부재를 갖는 진동 부가 장치 (D) 가 형성된다. 진동 모터 (14) 는 인버터에 의해 10 내지 60㎐, 바람직하게는 20 내지 35㎐ 의 진동을 발생시키고, 또한 요동 지지 프레임 (2) 이 0.5 내지 1.0㎜ 의 진폭 및 100 내지 300 회/분의 주파수로 진동된다.
도 1 에서, 참조 문자 6, 7, 11 은 각각 양극, 양극 홀더 및 가열기를 인용한 것이다.
처리 욕용 진동 교반 장치 (A) 의 실시예가 도 4 및 도 5 에 도시되었다. 그러나, 진동 교반 장치는 이러한 실시예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 이러한 진동 교반 장치는 이러한 출원의 발명가에 의해 제안된 일본 특개평 제 6-304461 호, 일본 특개평 제 6-312124 호 (미국 특허 제 5,375,926 호에 대응), 일본 특개평 제 6-330395 호, 일본 특개평 제 8-173785 호, 일본 특개평 제 9-40482 호 및 일본 특개평 제 6-71544 호에 개시된 진동 교반 장치를 사용할 수도 있다.
도 4 및 도 5 에서, 진동 모터 (4) 가 장치되어져 있는 기본 진동 부재 (40) 가 복수의 코일 스프링 (20) 을 통해 탱크 (1) 에 장착된다. 각 스프링 (20) 의 내면에, 수직으로 처리 탱크 (1) 에 체결된 하부 지지 로드 (22) 및 하부지지 로드 (22) 와 일직선상에 수직으로 기본 진동 부재 (40) 에 체결된 상부 지지 로드 (21) 가 위치되어 있다. 하부 지지 로드 (22) 의 상부단은 상부 지지 로드 (21) 의 하부단과 일정한 거리로 분리되어져 있다.
도 6 은 기본 진동 부재 (40) 에 부착된 각 진동 봉의 부분을 확대한 단면도이다. 고무링으로 만들어진 진동 응력 분산 수단 (19) 이 진동 발생 장치의 기본 진동 부재 (40) 와 진동 봉 (16) 사이 접속부에서 진동 봉 (16) 주위에 제공된다. 참조 번호 46 은 와셔를 나타내는 것이고, 48, 50, 52 및 54 는 각각 너트를 나타낸다. 고무링 (19) 의 길이는 진동 봉 (16) 의 직경보다 길게 설정되어야 하는데, 대개 진동 봉의 직경의 3 배 내지 8 배이며, 또한 그것의 외부 직경 (크기) 은 진동 봉의 직경의 1.3 내지 3.0 배로 설정되며, 약 1.5 내지 2.5 배로 설정되는 것이 바람직하다. 다른 관점으로부터, 진동 봉 (16) 이 10 내지 16㎜ 의 직경을 갖는 둥근 봉일 때, 고무링 (19) 의 두께는 10 내지 15㎜ 로 설정하는 것이 바람직하다. 진동 봉 (둥근 봉) 의 직경이 20 내지 25㎜ 로 설정될 때, 고무링의 두께는 20 내지 30㎜ 로 설정되는 것이 바람직하다. 어떠한 고무링도 사용되지 않는 경우에, 진동 응력이 기본 진동 부재 (40) 와 진동 봉 (16) 사이의 접속부 주위에 집중된다는 문제가 발생하며, 또한 따라서 진동 봉이 파손되기 쉽다. 그러나, 이러한 경우에, 상술한 문제가 고무링을 고정하여 삽입함으로써 완전히 해결될 수 있다.
도 4 및 도 5 에서, 각 진동 봉 (16) 상에, 스페이서 (30) 가 이웃하는 진동 날개 (17) 사이에 위치되어 한쌍의 진동 날개 고정 부재 (18) 에 의해 유지되는 각각의 날개가 일정한 간격으로 위치된다.
진동 날개 (17) 는 얇은 금속, 탄성 합성 수지, 고무등으로 형성되는 것이 바람직하며, 또한 그것의 두께는 적어도 날개 플레이트의 선단부가 진동 모터 (4) 의 수직 오실레이션에 의해 플러터 (flutter) 현상 (물결 모양 상태) 을 나타내도록 설정되어져, 오실레이션이 유동성을 유도하기 위해서 시스템이나 처리 욕에 가해진다. 금속 진동 날개 플레이트의 재료로서 티타늄, 알루미늄, 구리, 강, 스테인레스 강, 또는 그것의 합금이 사용될 수 있다. 합성 수지로서 폴리카보네이트, 비닐-클로라이드계 수지, 폴리프로필렌등이 사용될 수 있다. 두께가 특정값에 한정되지는 않지만, 오실레이션 에너지를 전동하고 진동의 효과를 향상시키기 위해서, 금속에 대해서는 0.2 내지 2㎜, 또한 플라스틱에 대해서는 0.5 내지 10㎜ 로 설정하는 것이 바람직하다. 만약 두께가 초과하여 커진다면, 진동 교반 효과가 감소된다.
진동 날개는 진동 봉에 일단 또는 다단으로 장치될 수 있다. 복수의 진동 날개는 처리 액체의 깊이에 따라서 사용될 수 있다. 단의 수가 증가되는 경우에, 만약 진동 모터상의 부하가 과도하게 증가된다면, 진동폭은 감소될 수 있고 진동 모터가 가열될 수 있다.
게다가, 모든 진동 날개는 진동 봉이나 샤프트에 수직으로 장치될 수 있다. 그러나, 진동 샤프트에 수직 방향이 0 도로 가정되는 경우, 진동 날개는 (+) 또는 (-) 방향으로 약 5 내지 30 도, 바람직하게는 10 내지 20 도로 경사져 장치되는 것이 바람직하다 (도 4 및 도 7 참조).
진동 날개 고정 부재 (18) 및 진동 날개 (17) 는, 진동 샤프트의 측에서 볼 때, 전체적으로 경사 및/또는 굽혀질 수 있다. 심지어 그들이 굽혀질 때, 진동 날개는 전체적으로 5 내지 30 도, 바람직하게는 10 내지 20 도로 경사되는 것이 바람직하다.
진동 날개 (17) 가 진동 날개 고정 부재 (18) 에 의해 상하부면에서 끼워질 때 진동 날개가 진동 봉 (16) 에 고정되어, 진동 날개 부분을 형성한다. 특히, 나사산으로된 홀이 진동 봉 (16) 내에 형성되어 스크루우에 의해 날개 (17) 가 진동 봉에 고정된다. 그러나, 진동 날개 (17) 가 진동 날개 고정 부재 (18) 의 도움으로 고정되어 도 7 에 도시된 바와 같이 진동 날개 고정 부재 (18) 에 의해 상하부면에서 끼워진후 진동 날개 고정 부재 (18) 는 너트 (24) 로써 체결되어 진동 날개 (17) 를 고정하는 것이 바람직하다.
진동 날개가 경사 및/또는 굽혀질 때, 하부의 한두개의 진동 날개가 아래 방향으로 경사 및/또는 굽혀지나 반면에 다른 진동 날개는 윗 방향으로 경사 및/또는 굽혀진다. 이러한 구조로써, 처리 욕조의 바닥부의 교반이 충분히 행해지며, 또한 바닥부에서 트랩 (trap) 의 발생이 방지될 수 있다.
처리 욕조의 바닥부에서 단지 교반되지 않음을 필요로하는 경우, 아랫방향으로 굽혀진 진동 날개는 제거될 수 있다. 예를 들면, 침전물과 같은 불필요한 성분을 하부에서 모아 탱크에서 이러한 불필요한 성분의 어떠한 분산도 야기함이 없이 하부로부터 제거하는 경우에 효과적이다.
진동 교반 장치는 도 10 내지 도 12 에 도시된 바와 같이 처리 탱크의 일단에 제공되는데, 참조 번호 28, 29 및 30 은 각각 가열기, 에어레이션 공기 압축기 및 음극 홀더이다. 그러나, 대규모의 탱크에 대응하기 위해 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 처리 탱크의 양단에 제공될 수 있다. 게다가, 상술한 도면에 도시된 어떠한 진동 교반 장치는 진동 날개가 수직 방향에서 진동되는 형태이다. 그러나, 진동 방향이 수평 방향으로 설정되고 진동 날개 (17) 가 상술한 일본 특개평 제 6-304461 호에 개시되거나, 또는 도 8 및 도 9 에 도시된 바와 같은 처리 탱크 (1) 의 바닥부에 설치되도록 디자인되었는데, 참조 번호 25 는 진동 모터 (4) 가 장착된 오실레이션 전달 프레임이고, 또한 참조 번호 27 은 지지 스프링이다. 이러한 경우에, 진동 모터 (4) 를 포함하는 좌측면의 무게와 우측면의 무게가 균형을 이루도록, 밸런서 (balancer, 26) 가 도 9 에 도시된 바와 같이 설치되는 것이 바람직하다.
진동 봉은 진동 모터에 직접 연결되어지는 경우에 사용될 수 있다. 그러나, 상술한 일본 특개평 제 6-304461 호 및 제 6-330395 호에 개시된 바와 같이, 진동 모터의 진동이 도 8 및 도 9 에 도시된 바와 같이 진동 프레임 (25) 을 통해 진동 봉 (16) 에 전달되는 형태에 사용될 수 있다.
게다가, 도 7 에 도시된 바와 같이, 진동 날개의 손상율이 매우 감소하기 때문에, 불소계 폴리머 필름 (23) 이 진동 날개 (17) 와 진동 날개 고정 부재 (18) 사이에 삽입되는 것이 바람직하다. 불소계 폴리머 필름으로서 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌 코폴리머 (FEP), 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로알킬 비닐 에테르 코폴리머 (PFA), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF), 폴리비닐 플루오라이드, 에틸렌/테트라플루오로에틸렌 코폴리머 (ETFE), 에틸렌/클로로트리플루오로에틸렌 코폴리머, 프로필렌/테트라플루오로에틸렌 코폴리머등이 사용될 수 있다. 특히, 불소계 고무가 사용되는 것이 바람직하다.
도 13 에 도시된 바와 같이, 피도금물 (62) 이 처리 욕 (64) 에서 처리되고, 피도금물 (62) 이 타겟 홀더 (60) 에 의해 클램프 (clamp) 된다. 홀더 (60) 는 음극봉 (5) 에 매달려있는 후크부 (60a), 피도금물 (62) 의 상부를 유지하는 클램프부 (62b) 및 클램프력을 발생시키기 위한 압축 스프링 (60c) 을 포함한다. 공기 거품은 분산관 (12) 에 의해 처리 욕 (64) 에서 발생된다. 피도금물 (62) 은 처리 탱크에서부터 다른 처리 탱크로 홀더 (60) 와 함께 이동된다.
본 발명에 따른 실시예 및 비교예가 이하 설명되는데, 본 발명은 아래의 실시예에 한정되지 않는다.
실시예 1
도 1 내지 도 5 에 도시된 바와 같이, (A) 진동 교반 장치, (B) 에어레이션 장치, (C) 피도금물에 대해 전극 (음극) 봉 또는 유지 부재를 요동시키기 위한 장치, 및 (D) 처리 탱크 (1) 내에 설치된 유지 부재를 통해 피도금물을 진동시키는 장치, 또한 전 처리 및 도금처리가 아래의 조건하에서 행해진다.
(1) 피도금물
두께가 0.5㎜ 이고 면적이 340 × 340㎜ 인 구리가 피복된 유리 강화된 에폭시 적층판내에 형성된 미세한 홀 (미세기공) 의 직경이 아래의 4 개의 값으로 설정된다.
(a) 0.5㎜
(b) 0.2㎜
(c) 0.1㎜
(d) 0.05㎜
(2) 처리 탱크의 배열
탈지 탱크 (○) → 온수 세척 탱크 → 수세척 탱크 → 수세척 탱크 → 에칭 탱크 → 에칭 탱크 → 수세척 탱크 → 수세척 탱크 → 제 1 촉매화 탱크 (○) → 제 2 촉매화 탱크 (○) → 수세척 탱크 → 수세척탱크 → 액설레이터 탱크 (○) → 수세척 탱크 → 수세척 탱크 → 무전해 구리 도금탱크 (○) → 무전해 구리 도금탱크 (○) → 수세척 탱크 → 수세척 탱크 → 황산 탱크 → 황산 구리 도금 탱크 (○) → 황산 구리 도금 탱크 (○) → 수세척 탱크 → 수세척 탱크 → 건조 탱크.
각 탱크의 처리시간은 5분으로 설정되고, 전류밀도는 2A/dm2으로 설정된다. (A), (B), (C) 및 (D) 의 상기 4 개의 장치는 (○) 표시된 탱크내에 설치된다.
(3) 진동 교반 장치
진동 모터 : 250 W × 200 V × 3상
진동 날개 : 300 × 150㎜ 의 면적, 0.6㎜ 의 두께 (6 개의 진동 날개가 사용됨), α=15도 (모든 날개가 윗쪽으로 경사져 있음) 이 효과적이다.
진동 날개의 폭 : 1.5㎜
진동 모터의 주파수 : 40㎐ (인버터에 의해 조정됨)
(4) 에어레이션 장치
두 개의 세라믹 분산관 (75㎜ 의 외경, 50㎜ 의 내경, 500㎜ 의 길이, 약 200 미크론의 기공 크기) 이 사용된다. 관의 기공율은 40% 로 설정되며, 또한 공기량/1관은 약 40 리터/분이다.
(5) 요동 장치
40㎜ 의 폭을 갖는 요동 운동이 기어 모터 또는 실린더 모터에 의해 20 회/분으로 전후로 가해진다.
(6) 요동 장치에 제공된 진동 장치
진동 모터 (40W, 14) 가 요동 지지 프레임 (2) 의 적당한 위치에 고정되며, 또한 진동 모터 (14) 가 30㎐ 의 주파수 및 0.8㎜ 의 폭으로 인버터를 통해 요동된다.
(7) 탈지 욕 (탱크의 내부 치수 : 450 (폭) × 350 (길이) × 650㎜ (높이)
탄산 나트륨 40 g/ℓ
인산 나트륨 20 g/ℓ
수산화 나트륨 5 g/ℓ
계면활성제 1 g/ℓ
욕 온도 및 시간 60℃, 5분
(8) 에칭 욕 (탱크의 내부 치수 : 450 × 180 × 650㎜)
황산 (s.g. 1.84) 500 ㎖/ℓ
인산 (s.g. 1.74) 100 ㎖/ℓ
무수 크롬산 30 g/ℓ
욕 온도 및 시간 65℃, 10분
(9) 제 1 촉매화 욕 (탱크의 내부 치수 : 450 × 200 × 650㎜)
염화 제 1 주석 10 g/ℓ
진한 염화수소산 40 ㎖/ℓ
욕 온도 및 시간 실온, 5분
(10) 제 2 촉매화 욕 (탱크의 내부 치수 : 450 × 350 × 650㎜)
염화 팔라듐 0.1 g/ℓ
염화수소산 1 ㎖/ℓ
욕 온도 및 시간 실온, 5분
(11) 액설레이터 욕 (탱크의 내부 치수 : 450 × 180 × 650㎜)
황산 75 ㎖/ℓ
욕 온도 및 시간 50℃, 5분
(12) 무전해 황산구리 도금 욕 (탱크의 내부 치수 : 450 × 350 × 650㎜)
황산 구리 (CuSO4/5H2O) 10 g/ℓ
로셸 염 (KNaC4H4O6/4H2O) 35 g/ℓ
수산화 나트륨 8 g/ℓ
포르말린 20 g/ℓ
안정제 소량
pH 12.5 내지 13
욕 온도 및 시간 40℃, 10분
(13) 황산 구리 도금욕 (탱크의 내부 치수 : 450 × 450 × 650㎜)
황산 구리 (CuSO4/5H2O) 75 g/ℓ
황산 190 g/ℓ
도전성 부여제 50 mg/ℓ
광택제 5 ㎖/ℓ
욕 온도 및 시간 40℃, 10분
전 처리 및 도금 처리는 상술한 조건하에서 행해지며, 또한 결과가 표 1 에 표시되었다.
비교예 1:
단지 에어레이션 장치 (B) 및 요동 장치 (C) 가 설치되며, 또한 실시예 1 과 같은 동일한 피도금물이 실시예 1 의 에칭 욕을 사용하여 전 처리 및 도금 처리된다. 결과가 표 1 에 표시되었다.
비교예 2:
에어레이션 장치 (B), 요동 장치 (C) 및 진동 장치 (D) 가 설치되며, 또한 실시예 1 과 같은 동일한 피도금물이 실시예 1 의 에칭 욕을 사용하여 전 처리 및 도금 처리되며, 결과가 표 1 에 표시되었다.
비교예 3:
진동 교반 장치 (A), 에어레이션 장치 (B) 및 요동 장치 (C) 가 설치되며, 또한 실시예 1 과 같은 동일한 피도금물이 실시예 1 의 에칭 욕을 사용하여 전 처리 및 도금 처리되어, 결과가 표 1 에 표시되었다.
사용 장치 미세기공 크기(㎜) 최대 전류밀도 [*1](A/dm2) 관통홀의 도금부착 정도[*2](%) 표준편차σ[*4] 가스 피트 불량률[*5](%)
비교예 1 (B) (C) 0.5 3 42 4.5 --
0.2 3 40 4.5 20
0.1 3 14 4.5 30
0.05 3 ×[*3] 4.5 --
비교예2 (B) (C) (D) 0.5 3.5 52 4.0 --
0.2 3.5 38 4.0 10
0.1 3.5 20 4.0 20
0.05 3.5 × 4.0 --
비교예3 (A) (B) (C) 0.5 4.0 60 3.5 --
0.2 4.0 53 3.5 5
0.1 4.0 42 3.5 10
0.05 4.0 18 3.5 --
실시예 1 (A) (B) (C) (D) 0.5 12.0 95 1.2 --
0.2 12.0 92 1.2 0
0.1 12.0 90 1.2 0
0.05 12.0 86 1.2 --
[*1] : 최대 전류밀도는 전류밀도가 점차적으로 증가하지만, 어떠한 연소 증착물이 발생하지 않을 때 최대 전류밀도로서 정의된다.
[*2] : [(두께방향에 대하여 중심부에서 관통홀의 평균 도금두께) / (피도금물의 평탄면상의 평균 도금두께)] × 100
[*3] : × 는 어떠한 도금도 관통홀에서 행해지지 않았다는 것을 의미한다.
[*4] : σ는 도금두께의 분산의 표준편차를 의미한다.
[*5] : 가스 피트 불량률 (%) 은 확대경을 사용한 외관 검사 및 도금 전도도 시험을 통과한 물품을 시험하는데 적용된 X-레이 검사로써 불량을 발견함으로써 가스등의 부착에 기인한 불량을 검출하는 방법을 근거로 하여 결정된다.
실시예 2:
장치 (A), (B), (C) 및 (D) 가 실시예 1 과 동일하게 배열되지만, 처리 탱크의 배열이 아래와 같이 변화는 경우 니켈 도금이 행해진다. 이러한 경우에, 전류밀도는 2A/dm2으로 설정된다.
(1) 처리 탱크의 배열
탈지/팽윤 탱크 (○) → 수세척 탱크 → 에칭 탱크 (○) → 수세척 탱크 → 중화 탱크 → 수세척 탱크 → 촉매화 탱크 → 수세척 탱크 → 액설레이터 탱크 → 수세척 탱크 → 무전해 니켈 도금탱크 (○) → 수세척 탱크 → 활성화 탱크 → 수세척 탱크 → 스트라이크 도금탱크 → 수세척 탱크 → 황산 구리 도금탱크 → 수세척 탱크 → 니켈 도금 탱크 → 수세척 탱크.
(A), (B), (C) 및 (D) 의 상기 4 개의 장치는 (○) 표시된 탱크내에 설치된다.
(2) 탈지/팽윤 욕
탄산 나트륨 90 g/ℓ
인산 나트륨 20 g/ℓ
수산화 나트륨 5 g/ℓ
계면활성제 1 g/ℓ
수용성 용매 80 g/ℓ
욕 온도 및 시간 80℃, 5분
(3) 에칭 욕
크롬산 400 g/ℓ
황산 400 g/ℓ
욕 온도 및 시간 65℃, 5분
(4) 중화 욕
염산 50 ㎖/ℓ
(5) 촉매 욕
염화 팔라듐 0.2 g/ℓ
염화 제 1 주석 20 g/ℓ
진한 염산 200 ㎖/ℓ
욕 온도 및 시간 실온, 5분
(6) 액설레이터 욕
황산 100 ㎖/ℓ
욕 온도 및 시간 50℃, 5분
(7) 무전해 니켈 도금 욕
황산 니켈 30 g/ℓ
하이포인산 나트륨 20 g/ℓ
구연산 암모늄 50 g/ℓ
욕 온도 및 시간 40℃, 10분
(8) 활성화 욕
황산 50 g/ℓ
욕 온도 및 시간 실온, 1분
(9) 스트라이크 도금 욕
황산 니켈 200 g/ℓ
염화 니켈 40 g/ℓ
붕산 40 g/ℓ
욕 온도 및 시간 50℃, 5분
(10) 황산구리 도금 욕
황산 구리 (CuSO4/5H2O) 75 g/ℓ
황산 190 g/ℓ
도전성 부여제 50 g/ℓ
욕 온도 및 시간 40℃, 10분
(11) 니켈 도금 욕
황산 니켈 200 g/ℓ
염화 니켈 40 g/ℓ
붕산 30 g/ℓ
광택제 소량
욕 온도 및 시간 50℃, 10분
비교예 4:
단지 에어레이션 장치 (B) 및 요동 장치 (C) 가 설치되며, 또한 실시예 2 와 같은 동일한 피도금물이 실시예 2 의 각 에칭 욕을 사용하여 도금 처리된다. 결과가 표 2 에 표시되었다.
비교예 5:
에어레이션 장치 (B), 요동 장치 (C) 및 진동 장치 (D) 가 설치되며, 또한 실시예 2 와 같은 동일한 피도금물이 실시예 2 의 에칭 욕을 사용하여 도금 처리되며, 결과가 표 2 에 표시되었다.
비교예 6:
진동 교반 장치 (A), 에어레이션 장치 (B) 및 요동 장치 (C) 가 설치되며, 또한 실시예 2 와 같은 동일한 피도금물이 실시예 2 의 각 에칭 욕을 사용하여 도금 처리되어, 결과가 표 2 에 표시되고, *3 은 표 1 에서와 동일한 의미로 사용되었다.
사용 장치 미세기공 크기(㎜) 최대 전류밀도 [*1](A/dm2) 관통홀의 도금부착 정도[*2](%) 표준편차σ[*4]
비교예4 (B) (C) 0.5 3.5 45 4.7
0.2 3.5 40 4.7
0.1 3.5 25 4.7
0.05 3.5 ×[*3] 4.7
비교예5 (B) (C) (D) 0.5 4.0 55 4.5
0.2 4.0 40 4.5
0.1 4.0 30 4.5
0.05 4.0 × 4.5
비교예6 (A) (B) (C) 0.5 6 65 4.0
0.2 6 55 4.0
0.1 6 45 4.0
0.05 6 35 4.0
실시예 2 (A) (B) (C) (D) 0.5 14 98 1.5
0.2 14 90 1.5
0.1 14 88 1.5
0.05 14 84 1.5
실시예 3:
프린트 배선판의 두께가 0.8㎜ 로 설정되고 관통홀의 직경이 0.1㎜ 로 설정되는 것을 제외하고 실시예 1 의 공정이 반복되었다. 이러한 경우에, 두께는 실시예 1 의 두께의 1.6 배로 설정되며, 또한 (두께)/(직경) = 0.8/0.1 = 8, 다시말해, 종횡비가 8 로써 매우 높은 값이다. 결과가 표 3 에 표시되었다.
비교예 7:
비교예 1 과 동일한 처리가 실시예 3 에서의 동일한 프린트 배선판에서 반복되는데, 종횡비가 8 로 설정되는 것이 다르다. 결과가 표 3 에 표시되었다.
비교예 8:
비교예 2 와 동일한 처리가 실시예 3 에서의 동일한 프린트 배선판에서 반복되는데, 종횡비가 8 로 설정되는 것이 다르다. 결과가 표 3 에 표시되었다.
비교예 9:
비교예 3 과 동일한 처리가 실시예 3 에서의 동일한 프린트 배선판에서 반복되는데, 종횡비가 8 로 설정되는 것이 다르다. 결과가 표 3 에 표시되었다.
사용 장치 판의 두께(㎜) 미세기공의 크기(㎜) 종횡비 관통홀의 도금부착 정도[*2](%)
비교예7 (B) (C) 0.8 0.1 8 20
비교예8 (B) (C) (D) 0.8 0.1 8 30
비교예9 (A) (B) (C) 0.8 0.1 8 45
실시예 3 (A) (B) (C) (D) 0.8 0.1 8 86
표 1 내지 표 3 의 전체 데이터를 평가하면, 장치 B, C 및 D 의 조합적인 사용 또는 장치 A, B 및 C 의 조합적인 사용은 관통홀속으로 도금의 부착성과 단지 장치 B 및 C 의 조합적인 사용과 비교하여 도금 두께에서 분산의 표준편차를 어느정도 향상시킨다는 것을 발견하였다.
그러나, 네 개의 장치 A, B, C 및 D 가 조합하여 사용되는 본 발명에 따르면, 관통홀속으로 도금의 부착성, 표준편차 및 가스 피트 불량률이 매우 향상될 수 있으며, 또한 이러한 효과는 비교예 2, 3 및 실시예 1 과 비교하여, 비교예 5, 6 및 실시예 2 와 비교하여, 도한 비교예 8, 9 및 실시예 3 을 비교함으로써현저해지고 분명해진다.
실시예 4:
도 10 내지 도 12 에 도시된 장치가 사용된다.
- 피도금물
두께가 8㎜ 인 두 개의 A4 크기 유리 강화된 에폭시 적층판으로, 각각은 구리로 피복되고 0.05㎜ 두께의 미세한 관통홀을 가지며, 상호 평행하게 유지되며, 또한 그 후 도금된다.
실시예 1 과 동일한 진동 교반 장치가 사용된다.
에어레이션 장치로서, 외경이 75㎜, 내경이 50㎜, 기공크기가 200 미크론이고 기공률이 40% 인 두 개의 분산관이 시용된다.
요동 장치는 20 회/분 및 300㎜ 의 진폭으로 요동 운동을 준다.
1. 탈지/팽윤 단계 (에틸 셀로솔브로 만들어진 수용성 용제 및 알칼리 성분을 함유하는 Emplate MLB-496(상표명) 의 사용)
탱크의 내부 치수 : 180 × 750 × 500㎜ (폭 × 길이 × 높이)
처리 조건 : 네 개의 장치 (A), (B), (C) 및 (D) 가 작동되고 처리가 5분동안 60℃ 에서 행해진다.
2. 수세척 단계
처리 조건 : 5분동안 실온에서 수세척을 행하기 위해서 장치 (B) 가 작동된다.
3. 에칭 단계 (과망간산 칼륨을 함유하는 Emplate MLB-497(상표명) 의 사용)
탱크의 내부 치수 : 180 × 750 × 500
처리 조건 : 네 개의 장치 (A), (B), (C) 및 (D) 가 작동되고 처리가 5분 내지 10분동안 70℃ 에서 행해진다.
4. 수세척 단계
탱크의 내부 치수 : 180 × 450 × 500
처리 조건 : 장치 (B) 가 작동되고 처리가 5분 동안 실온에서 행해진다.
5. 수세척 단계
탱크의 내부 치수 : 180 × 450 × 500
처리 조건 : 장치 (B) 가 작동되고 처리가 5분 동안 실온에서 행해진다. 6. 환원 단계 (H2SO4를 함유하는 Emplate MLB-791(상표명) 의 사용)
탱크의 내부 치수 : 180 × 750 × 500
처리 조건 : 네 개의 장치 (A), (B), (C) 및 (D) 가 작동되고, 처리가 5분동안 60℃ 에서 행해진다.
7. 수세척 단계
탱크의 내부 치수 : 180 × 450 × 500
처리 조건 : 장치 (B) 가 작동되고 처리가 5분 동안 실온에서 행해진다.
8. 컨디셔너 단계 (계면활성제를 함유하는 Melplate PC-321(상표명) 의 사용)
탱크의 내부 치수 : 180 × 450 × 500
처리 조건 : 장치 (B) 가 작동되고, 처리가 5분동안 60℃ 에서 행해진다.
9. 수세척 단계
탱크의 내부 치수 : 180 × 450 × 500
처리 조건 : 장치 (B) 가 작동되고 처리가 5분 동안 실온에서 행해진다.
10. 마이크로에칭 단계 (과황산염을 함유하는 Melplate AD-331(상표명) 의 사용)
탱크의 내부 치수 : 180 × 450 × 500
처리 조건 : 장치 (B) 가 작동되고, 처리가 5분동안 65℃ 에서 행해진다.
11. 수세척 단계
탱크의 내부 치수 : 180 × 450 × 500
처리 조건 : 장치 (B) 가 작동되고, 처리가 5분 동안 실온에서 행해진다.
12. 묽은 황산 세척 단계 (10% H2SO4)
탱크의 내부 치수 : 180 × 450 × 500
처리 조건 : 장치 (B) 가 작동되고, 처리가 5분 동안 실온에서 행해진다.
13. 수세척 단계
탱크의 내부 치수 : 180 × 450 × 500
처리 조건 : 장치 (B) 가 작동되고, 처리가 5분 동안 실온에서 행해진다.
14. 프리-딥 (pre-dip) 단계 (염소산염을 함유하는 Emplate PC-236 (상품명) 의 사용)
탱크의 내부 치수 : 180 × 450 × 500
처리 조건 : 장치 (B) 가 작동되고, 처리가 5분 동안 실온에서 행해진다.
15. 액티베이션 단계 (Sn 및 Pd 이온을 함유하는 콜로이드 용액인 Emplate activater 444 (상품명) 의 사용)
탱크의 내부 치수 : 180 × 450 × 500
처리 조건 : 장치 (B) 가 작동되고, 처리가 5분 동안 실온에서 행해진다.
16. 수세척 단계
탱크의 내부 치수 : 180 × 450 × 500
처리 조건 : 장치 (B) 가 작동되고, 처리가 5분 동안 실온에서 행해진다.
17. 가속화 단계 (계면활성제를 함유하는 Melplate PA-360 (상품명) 의 사용)
탱크의 내부 치수 : 180 × 450 × 500
처리 조건 : 장치 (B) 가 작동되고, 처리가 5분 동안 실온에서 행해진다.
18. 수세척 단계
탱크의 내부 치수 : 180 × 450 × 500
처리 조건 : 장치 (B) 가 작동되고, 처리가 5분 동안 실온에서 행해진다.
19. 무전해 구리도금 단계 (실시예 1 의 조성에 준한 Melplate Cu-390 (상품명) 의 사용)
탱크의 내부 치수 : 180 × 750 × 500
처리 조건 : 장치 (A), (B), (C) 및 (D) 가 작동되고, 처리가 20분 동안 실온에서 행해진다.
20. 수세척 단계
탱크의 내부 치수 : 180 × 450 × 500
처리 조건 : 장치 (B) 가 작동되고, 처리가 5분 동안 실온에서 행해진다.
21. 묽은 황산 세척 단계 (10% H2SO4)
탱크의 내부 치수 : 180 × 450 × 500
처리 조건 : 처리가 1분 동안 실온에서 행해진다.
22. 전해도금 단계 (실시예 1 의 조성에 준한 구리도금 욕)
탱크의 내부 치수 : 180 × 750 × 500
처리 조건 : 장치 (A), (B), (C) 및 (D) 가 작동되고, 처리가 20분 동안 30℃에서 행해진다.
23. 수세척 단계
탱크의 내부 치수 : 180 × 450 × 500
처리 조건 : 장치 (B) 가 작동되고, 처리가 5분 동안 실온에서 행해진다.
번호 1, 3, 6, 19 및 22 의 탱크가 장치 (A) 에 대응하는 크기만큼이나 크게 디자인되었다.
- 평가
최대 전류밀도 12.0 A/dm2
관통홀의 도금부착성 90% 이상
σ 1.2
가스 피트 불량률 0%
본 발명에 의해, (1) 0.03 내지 0.05㎜ 의 기공 크기를 각각 갖는 미세기공의 내면은 균일하게 도금될 수 있어, IC 적층판과 프린트 배선판의 불량율이 매우 감소될 수 있다;
(2) 도금 공정에서 연소 또는 연소된 증착물이 나타나는 전류밀도의 상한값이 매우 증가되어, 도금 효율이 매우 향상될 수 있다;
(3) 도금 부착(%) 및 σ 로 표시된 도금막의 균일성이 현저하게 향상될 수 있다;
(4) 가스 피트(gas pit) 불량율 (%) 이 매우 감소될 수 있다;
(5) 높은 종횡비와 작은 홀을 갖는 프린트 배선판에 매우 효과적인 방법이 제공된다; 또한
(6) 종래의 기술에 의해 제조된 물품보다 우수한 물품이 단시간에 얻어질 수 있다.

Claims (12)

  1. 도금을 하기위한 전 처리단계로부터 도금 처리까지 피도금물을 연속적으로 처리하는 도금방법에 있어서,
    (a) 처리 욕을 진동 교반하는 단계,
    (b) 처리 욕에서 에어레이션을 행하는 단계,
    (c) 피도금물을 요동시키는 단계, 및
    (d) 피도금물에 진동을 가하는 단계들이 세정 탱크에서, 그리고 전 처리 단계 및 도금 단계에서 사용되는 무전해 도금 탱크 및 전해 도금 탱크 중 적어도 하나에서 동시에 행해지며, 또한
    상기 처리 욕은 0.5 내지 3.0㎜ 의 진폭 및 200 내지 800 회/분의 진동 주파수로 진동 날개를 진동시킴으로써 진동 교반되고, 상기 에어레이션은 200 내지 400㎛ 의 기공 개구가 있는 분산기에 의해 발생된 공기 거품을 사용하여 행해지고, 상기 피도금물은 10 내지 100㎜ 의 요동 진폭 및 10 내지 30 회/분의 요동 주파수로 요동되며, 그리고 상기 피도금물은 0.5 내지 1.0㎜ 의 진폭 및 100내지 300 회/분의 진동 주파수로 진동되는 것을 특징으로 하는 도금방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 피도금물이 0.1㎜ 미만의 개구 크기를 각각 갖는 기공들을 가지는 것을 특징으로 하는 도금방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 피도금물이 플라스틱으로 제조된 표면을 갖는 적층판인 것을 특징으로 하는 도금방법.
  4. 도금을 하기 위한 전 처리단계에서부터 도금 처리단계까지 피도금물을 연속적으로 처리하는 도금방법에 있어서, (A) 처리 욕용 진동 교반 장치, (B) 처리 욕용 에어레이션 장치, (C) 피도금물이 위에 매달려 있는 전극봉을 요동시키는 장치, 및 (D) 인버터에 의해 주파수가 10 내지 60㎐ 로 조정된 진동 모터를 사용하여 0.5 내지 1.0㎜ 의 진폭으로 전극봉을 통해 피도금물에 진동을 가하는 장치가 세정 탱크에서, 그리고 전 처리단계 및 도금 단계에서 처리탱크로서 사용된 무전해 도금 탱크 및 전해도금 탱크 중 적어도 어느 하나에서 작동되며,
    상기 진동 교반 장치 (A) 는 진동 모터를 포함하는 진동 발생 수단, 진동 발생 수단과 연동 상태로 처리 탱크에서 진동하는 진동 봉에 일단 또는 다단으로 고정된 진동 날개를 0.5 내지 3.0㎜ 의 진폭 및 200 내지 800㎜ 회/분의 진동 주파수로 진동시키는 진동 교반수단, 10 내지 500㎐ 의 범위내의주파수를 발생시키기 위해 진동 교반 장치 (A) 의 진동 모터를 제어하기 위한 인버터, 또한 진동 발생 수단과 진동 교반 수단의 접속 부분에 배치되는 진동 응력 분산수단을 포함하며,
    상기 에어레이션 장치 (B) 는 200 내지 400 미크론의 기공 크기 및 30 내지 40%의 기공률을 각각 갖는 세라믹 분산관을 포함하며,
    상기 요동 장치 (C) 는 전극봉을 통해 10 내지 100㎜ 의 요동 진폭과 10 내지 30 회/분의 주파수의 요동 운동을 피도금물에서 발생시키며, 또한
    상기 장치 (D) 는 상기 피도금물에 100 내지 300 회/분의 주파수로 진동을 가하는 것을 특징으로 하는 도금방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 피도금물이 0.1㎜ 미만의 개구 크기를 각각 갖는 기공들을 갖는 것을 특징으로 하는 도금방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 피도금물이 플라스틱으로 제조된 표면을 갖는 적층판인 것을 특징으로 하는 도금방법.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 처리 탱크는 전 처리 단계와 도금단계에서 순차적으로 장치된 적어도 세정 탱크, 제 1 수세척 탱크, 촉매화 탱크, 제 2 수세척 탱크, 무전해 도금탱크, 제 3 수세척 탱크, 전해도금탱크 및 제 4 수세척 탱크를 포함하며, 또한 피도금물이 일정시간마다 탱크사이에서 이동되는 것을 특징으로 하는 도금방법.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 진동 교반 장치 (A) 의 진동 모터의 주파수에 대한 장치 (D) 의 진동 모터의 주파수의 비율이 50 내지 65% 로 설정되는 것을 특징으로 하는 도금방법.
  9. 제 4 항에 있어서, 상기 진동 교반 장치 (A) 의 진동 날개가 불소계 폴리머 필름을 매개로하여 진동 날개 고정 부재에 의해 샌드위치되어 고정되는 것을 특징으로 하는 도금방법.
  10. 도금단계와 도금을 하기 위한 전 처리단계 중 적어도 하나에 사용하는 장치는:
    (A) 처리 욕용 진동 교반 장치;
    (B) 처리 욕용 에어레이션 장치;
    (C) 피도금물이 매달려 있는 전극봉을 요동시키는 장치; 및
    (D) 전극봉에 진동을 가하는 장치를 포함하며,
    상기 진동 교반 장치 (A) 는 진동 모터를 포함하는 진동 발생 수단, 진동 발생 수단과 연동 상태로 처리 탱크에서 진동하는 진동 봉에 일단 또는 다단으로 고정된 진동 날개를 0.5 내지 3.0㎜ 의 진폭 및 200 내지 800㎜ 회/분의 진동 주파수로 진동시키는 진동 교반수단, 10 내지 500㎐ 의 범위내의주파수를 발생시키기 위해 진동 교반 장치 (A) 의 진동 모터를 제어하기 위한 인버터, 또한 진동 발생 수단과 진동 교반 수단의 접속 부분에 배치되는 진동 응력 분산수단을 포함하며,
    상기 에어레이션 장치 (B) 는 200 내지 400 미크론의 기공 크기 및 30 내지 40%의 기공률을 각각 갖는 세라믹 분산관을 포함하며,
    상기 요동 장치 (C) 는 전극봉을 통해 10 내지 100㎜ 의 요동 진폭과 10 내지 30 회/분의 주파수의 요동 운동을 피도금물에서 발생시키며, 또한
    장치 (D) 는 인버터에 의해 주파수가 10 내지 60㎐ 로 조정된 진동 모터를사용하여 상기 피도금물에 100 내지 300 회/분의 주파수의 진동을 가하는 것을 특징으로 하는 도금장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 장치 (D) 는 요동 장치 (C) 에 부착된 진동 모터를 가지며 진동 모터에서 발생된 진동이 전극봉을 통하여 피도금물에 전달되는 것을 특징으로 하는 도금장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 진동 교반 장치 (A) 의 상기 진동 날개가 불소계 폴리머 필름을 매개로하여 진동 날개 고정 부재에 의해 샌드위치되어 고정되는 것을 특징으로 하는 도금장치.
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