KR100706851B1 - 도금 장치 - Google Patents

Abstract

입상의 재료를 가열 및 가압하여 형성한, 적어도 표면에 도전성을 갖는 다공질 재료로 형성한 도금용 전극이다.

다공질 재료, 도금용 전극, 도금 장치, 다공질 플레이트

Description

도금 장치{PLATING DEVICE}

본 발명은 다공질(porous)로 형성한 재료를 사용한 도금 전극에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 예를 들어, 금속 입자 또는 수지 입자를 사용하여 다공질재를 형성하고, 적어도 그 표면에 도전성을 부여하며, 도금액과의 접촉 면적을 증가시킴으로써 전극 효율을 향상시킨 도금 전극에 관한 것이다. 또한, 이러한 다공질재를 전극 케이스로서 사용하는 도금 전극에 관한 것이다.

최근, 예를 들어, 도금 처리를 행하여 제조되는 다층 프린트 기판에 관하여 고(高)다층화, 세선(細線) 고밀도화, 소(小)직경화 및 저(低)비용화의 요구가 특히 증대되고 있다. 그리고, 특히 중요한 제조 공정의 하나인 스루홀(through-hole) 도금(THP) 등에서는 다음과 같은 사항, 예를 들어, ①도금 두께가 균일한 것, ②높은 감속능인 것, ③피트리스(pitless)인 것 등이 높은 수준으로 요구되게 되었다.

또한, 일반적인 금속 방식(防蝕) 도금 및 장식 도금 등에서도 형상의 복잡화, 비용 저감 등에 대한 강한 요구가 있어, 비용이 저렴하며 고품질인 도금 기술이 요망되고 있다.

종래, 사용되어 온 도금용 전극에 따른 기술로서는, 예를 들어, 도 1 내지 도 5에 나타낸 것이 알려져 있다.

도 1은 비(非)용해성 네트 전극의 개요를 나타낸 도면이다. 이 전극은 금속제의 네트재를 내식(耐蝕) 및 도전 처리 가공한 네트 전극(2)을 급전(給電)을 겸하는 지지 부재(1)에 매단 상태로 한 것이다. 전기 도금에서는 전극의 표면적이 넓을수록 낮은 전압으로 많은 전류를 흐르게 할 수 있다. 즉, 도금액에 접촉할 수 있는 표면적이 클수록 높은 효율로 전기류를 공급할 수 있는 바람직한 전극으로 된다.

도 1과 같이 전극을 네트 형상으로 하면, 평판(平板) 형상의 전극보다도 도금액과의 단체(單體) 부피당 접촉 면적이 증가하기 때문에 고효율 전극의 하나로서 사용되고 있다. 이 도 1의 네트 전극(2)을 사용한 도금 장치에서는, 전극 효율을 더 높이기 위해 도금액을 강제적으로 교반(攪拌)하는 순환 수단을 배열 설치하는 것에 대해서도 제안이 있다.

도 2 및 도 3은 상기 순환 수단을 배열 설치한 도금조의 종래예를 나타내고 있다. 도 2에 나타낸 도금조에서는 도금액 중에서 네트 전극(5, 5)의 사이에 도금되는 피(被)도금재(4)가 배치되고, 에어 노즐(6)로부터 공기를 배출하면서, 분류(噴流) 노즐(7)에 의해 도금액의 교반류를 일으켜 에어 버블링(air bubbling)을 행하도록 하고 있다. 또한, 도 3에 나타낸 도금조에서는, 에어 노즐(6)로부터 공기를 배출하면서, 분류 노즐(8)에 의해 피도금재(4)로의 교반류를 일으키도록 하고 있다. 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 도금액을 강제적으로 교반함으로써, 도금액과 네트 전극의 접촉 기회를 증대시켜 전극 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 도 4는 교반 노즐을 내장한 셀 전극이라고 불리는 도금용 전극에 대해서 나타내고 있다. 도 4의 (a)는 셀 전극의 길이 방향에서의 단면, 도 4의 (b)는 이 전극의 횡단면을 나타내고 있다. 이 셀 전극은 하우징(10) 내에 노즐 파이프(11)가 배치된 것이며, 이 노즐 파이프(11)로부터 외측으로 도금액을 분출하여 교반하도록 되어 있다. 하우징(10)은 원호(圓弧) 형상으로 되어 있으며, 현의 부분이 도금액을 통과시키도록 형성한 전극면(12)으로 되어 있다. 이 전극면(12)은 상술한 것과 동일한 네트재 또는 펀치 구멍이 다수 형성된 판재(板材)로 형성되어 있다. 이 셀 전극을 사용한 경우도 도금액을 강제적으로 교반할 수 있기 때문에 전극 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 도 4에서는 상측의 셀 전극을 나타내고 있지만, 실제적인 도금 처리에서는 상하 한 쌍의 셀 전극이 전극면을 마주보도록 배치되고, 그 사이에 피도금재를 배열 설치하여 도금 처리가 실행된다.

또한, 도 5에서는 종래의 용해형 전극(15)에 대해서 나타내고 있다. 이 전극(15)은 비용해성 금속 네트(16) 내에 구리 및 금 등을 구상(球狀)으로 형성한 애노드(anode) 볼(17)을 수납하고 있으며, 이 애노드 볼(17)을 용해(이온화)시킴으로써 피도금재로의 도금 처리를 행한다.

그러나, 상술한 종래의 복수의 도금 전극에 관해서는 이하에 나타낸 바와 같이 많은 문제가 있다.

도 1에 나타낸 네트 전극은 금속제의 네트재에 내식 및 도전 처리 가공하고 있기 때문에 네트재의 간격(네트의 눈)을 어느 정도 크게 형성하는 것이 필요하다. 각 네트 표면이 전극으로서 기능하기 때문에, 네트 표면에 접촉하지 않고 네트의 눈을 통과한 도금액은 도금 처리에 기여하지 않는다. 상술한 바와 같이 네트 전극은 판 형상 전극보다는 도금액과의 접촉 면적이 향상되지만, 최근 요구되고 있는 엄격한 도금 조건과 비교하면 전극 효율을 더 향상시키는 것이 필요하다. 그러나, 상기와 같이 내식 및 도전 가공을 실시하는 것이 필요하기 때문에, 네트의 간격을 작게 하는 것에는 한계가 있고, 또한, 네트재 자체를 좁게 형성하는 것에도 한계가 있기 때문에, 더 이상 표면적을 증가시킬 수 없어 생산 효율을 향상시키는 것에는 한계가 있다. 또한, 상술한 바와 같이 도금액을 순환시키는 순환 수단을 설치하여도 생산 효율을 향상시키는 것에는 한계가 있다.

그 때문에, 상기 네트 전극을 사용하여 일정한 생산량을 확보하고자 하면, 도금 장치가 대형화하게 되어 리드타임(lead time) 도금의 시간이 길어진다. 그 결과, 가공 시간이 길어진다는 문제가 발생한다.

또한, 도 4에 나타낸 하우징 내에 노즐을 설치한 셀 전극에서는, 전극 자체가 대형화하는 동시에, 노즐로부터 분출되는 도금액류의 제어가 어려워 분류(噴流)의 교반 불균일이 발생하게 된다. 그리고, 전극면(12)은 상술한 것과 동일한 문제를 갖고 있다. 따라서, 상기 네트 전극을 사용하여 일정한 생산량을 확보하고자 하면, 도금 장치가 대형화하게 되어, 역시 가공 시간이 길어진다는 문제가 발생한다.

또한, 도 5에 나타낸 전극 케이스를 사용하는 전극에서는, 금속 네트의 눈으로부터 작아진 애노드 볼이나 칩이 튀어나오는 경우가 있다. 이와 같이 네트의 눈으로부터 튀어나온 작은 애노드 볼 등은 피도금재에 부착되어 피트를 발생시키거나 표면이 거친 도금을 유발한다. 또한, 케이스 내부에서의 도금액의 움직임이 나빠, 전극 효율도 나빠진다는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 주요한 목적은 전극 효율이 높고, 균일한 도금 가공을 실현할 수 있는 전극을 제공하는 것이다.

본 발명은 다공질 부재를 사용하여 전극을 구성한다는 신규 도금 기술에 관한 것이다. 도금 전극으로서는, 도 1 및 도 4에 나타낸 바와 같이 그 자체는 비용해이며 도금액 중의 금속 이온을 피도금재에 도금하는 비용해형의 것과, 도 5에서 나타낸 전극과 같이 케이스 내에 수납한 애노드 볼을 용해하여 피도금재에 도금하는 용해형의 것이 있다.

상기 비용해형 도금 전극으로서, 적어도 표면에 도전성을 갖는 비용해성 재료를 다공질(porous)로 형성한 플레이트 형상의 것을 적합하게 사용할 수 있다. 이러한 다공질 플레이트는 입상(粒狀)의 재료를 가열 및 가압함으로써 제조할 수 있다. 이 다공질 플레이트에 사용하는 재료, 가열 조건, 가압 조건, 처리 시간 등을 적절히 조정함으로써, 원하는 다공질재를 형성할 수 있다.

입상의 재료로서는, 예를 들어, 티타늄과 같이 내식성을 구비한 금속 재료나 금 및 백금과 같이 내식성 및 도전성을 구비한 금속 재료를 적합하게 사용할 수 있다. 이러한 금속 재료를 사용하여 가열 및 가압하여 제조된 재료는 일반적으로 소결(燒結) 금속이라고 불리는 것이다. 상기 티타늄은 도전성이 뒤떨어지지만, 그 표면에 구리, 백금, 이리듐 등의 도전성 도금을 실시함으로써 도전성을 부여할 수 있다.

또한, 입상의 재료로서 수지 입자를 사용할 수도 있다. 일반적으로 수지는 도전성을 갖지 않기 때문에, 수지의 경우에 대해서도 그 표면에 백금 및 이리듐 등의 도전성 도금을 실시함으로써 도전성을 부여할 수 있다.

입상의 재료로서, 도전성을 부여하기 위해 표면으로의 도금 처리가 필요한 티타늄 입자 및 수지 입자 등을 사용할 경우에는, 가열 및 가압하여 다공질재를 형성하고 나서 도금 처리를 실시할 수도 있고, 미리 입자에 도금 처리를 실시하고 나서 가열 및 가압하여 다공질재로 형성할 수도 있다.

상기와 같이 다공질이며, 비용해성 및 도전성을 갖는 도금 전극은 부피당 표면적이 상당히 커지기 때문에, 표면적에 비례하여 흐르게 할 수 있는 전류량을 증가시킬 수 있어 전극 효율이 양호한 전극으로 된다.

또한, 사용하는 재료의 입자 직경이 서로 다른 것을 사용함으로써, 비교적 큰 틈을 갖는 다공질재와 작은 틈을 갖는 다공질재가 병존(竝存)하는 형태로 성형할 수도 있다. 이러한 형태를 채용하면 피도금재에 대한 도금 처리를 조정할 수 있다. 특히, 피도금재의 표면에 요철이나 만곡(彎曲)한 부분이 존재할 때에는 도금액의 공급도 이것에 따라 조정하는 것이 바람직하기 때문에, 이것에 대처할 수 있게 된다.

상기 비용해성 도금 전극은 그대로 도금액 중에 침지(浸漬)시킨다는 형태로 사용할 수도 있지만, 이 전극의 다공질 부분을 도금액이 강제적으로 통과하도록 압송(壓送)하는 도금액 압송 수단을 부가함으로써, 전극 효율을 더 향상시킬 수 있 다. 예를 들면, 도금액이 압입(壓入)되는 중공(中空)의 프레임을 형성하고, 그 프레임의 일부에 상기 다공질 전극을 배열 설치한 노즐형 도금 전극의 형태로 할 수 있다.

또한, 용해형 도금 전극으로 할 경우에는 전극 케이스를 상기 다공질재로 형성하는 것이 상당히 효과적이다. 이 전극 케이스는 종래의 네트재와 비교하여 상당히 작은 틈이기 때문에 여과 능력이 높다. 따라서, 소비되어 작아진 애노드 볼이 외측으로 튀어나오는 사태를 억제할 수 있다. 그리고, 이러한 전극 케이스 내에 압력을 부여한 도금액을 도입하도록 하면, 전극 효율을 더 향상시킬 수 있다.

또한, 애노드 볼을 수납하는 애노드 케이스로서 외측 케이스와 그 내부에 내측 케이스를 설치하고, 이들 사이에 애노드 볼을 배열 설치한 형태도 채용할 수 있다. 이 외측 케이스 및 내측 케이스의 적어도 한쪽을 상술한 비용해성 및 도전성을 갖는 다공질재로 형성하면, 애노드 볼이 외측으로 튀어나오는 사태를 억제하면서, 도금액과 애노드 볼의 접촉 기회를 향상시킨 용해성의 도금용 전극을 구성할 수 있다. 이러한 애노드 케이스에 대해서도 내부를 향하여 도금액을 압송하도록 하면, 전극 효율을 더 향상시킬 수 있다.

상기 다공질재는 종래의 네트재로 형성한 케이스와는 달리, 형성된 무수한 틈(개구)이 작고, 균일성이 있다. 따라서, 가압된 도금액이 이 다공질재를 통과한 경우에는 도금액을 균일한 상태로 분출시킬 수 있다는 종래에 없는 이점이 있다.

도 1은 종래의 비용해성 네트 전극의 개요를 나타낸 도면.

도 2는 순환 수단을 배열 설치한 도금조의 종래예를 나타낸 도면.

도 3은 순환 수단을 배열 설치한 도금조의 다른 종래예를 나타낸 도면.

도 4는 종래의 셀 전극에 대해서 나타낸 도면.

도 5는 종래의 용해형 전극에 대해서 나타낸 도면.

도 6은 다공질의 소결 금속을 제조하는 경우의 예를 나타낸 도면.

도 7은 금속제의 다공질 플레이트를 도금용 전극으로서 형성하는 상태를 나타낸 도면.

도 8은 금속제의 다공질 플레이트를 노즐형의 도금용 전극에 적용한 상태를 나타낸 도면.

도 9는 금속제의 다공질 플레이트를 도금액 교반용의 노즐로 구성한 경우에 대해서 나타낸 도면.

도 10은 제 1 실시예의 노즐형의 도금용 전극에 대해서 나타낸 도면.

도 11은 제 2 실시예의 노즐형의 도금용 전극에 대해서 나타낸 도면.

도 12는 제 3 실시예의 노즐형의 도금용 전극에 대해서 나타낸 도면.

도 13 내지 도 20은 제 3 실시예의 소밀(疏密)을 부여한 다공질 플레이트를 제조하는 공정 예를 나타낸 도면.

도 21은 다공질 플레이트를 실제의 도금용 전극으로서 형성한 경우의 예를 나타낸 도면.

도 22는 셀 전극에 본 발명을 적용하여 개량한 도금용 전극으로 한 예를 나타낸 도면.

도 23은 소밀을 갖는 다공질 플레이트를 실제의 도금용 전극으로서 형성한 경우의 예를 나타낸 도면.

도 24는 본 발명의 도금용 전극의 도금층 내에서의 배치 예를 나타낸 도면.

도 25는 노즐형의 비용해성 도금 전극을 구비한 도금 장치 예를 나타낸 도면.

도 26은 제 5 실시예의 2중 구성의 전극 케이스를 사용한 용해성의 도금용 전극을 나타낸 도면.

도 27은 도 26의 (a)에 나타낸 원통 형상 전극의 단면을 나타낸 도면.

본 발명에서 사용하는 다공질 재료는, 예를 들어, 도 6에 나타낸 공정에 의해 제조하는 것이 가능하다. 이 도 6의 (I)∼(III)에서는 다공질의 소결 금속을 제조하는 경우의 예를 나타내고 있다. 원하는 입자 직경의 금속 입자를 준비하고(I), 가열 및 가압을 행한다(II). 금속 입자는 소정의 온도까지 승온(昇溫)하면 연화(軟化)되고, 가압함으로써 서로 밀착하는 성질이 있다. 이 성질을 이용하여 소결시킨다. 이렇게 소결시킴으로써, (III)에 나타낸 바와 같은 다공질의 금속 플레이트를 얻을 수 있다. 사용하는 금속 입자, 입자 직경, 가열 온도, 가압력, 처리 시간을 조정하여 원하는 틈을 무수히 갖는 금속의 다공질 플레이트를 제조할 수 있다. 또한, 입자 직경에 대해서는 5∼30㎜의 범위에서 선택하면 전극으로서 사용하는데 바람직한 틈을 구비한 다공질 플레이트를 제조할 수 있다.

상기 금속 입자는 일반적으로 도전성을 갖고 있기 때문에, 도 6과 같이 제조 한 다공질 플레이트는 그대로 전극으로서 채용하는 것이 가능하다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 전극을 겸하는 도전성의 지지 부재(11) 아래에 상기 금속제의 다공질 플레이트를 고정시킴으로써 도금용 전극으로 할 수 있다. 이러한 전극은 도금액과 접촉하는 면적이 상당히 크기 때문에, 단순히 도금액에 침지시킨 상태에서 사용하여도 고효율의 도금용 전극으로 된다. 도 7의 오른쪽에 다공질 플레이트(10)의 일부를 확대하여 나타낸 바와 같이, 각 입자 재료의 사이에는 무수한 틈이 존재하고 있다. 이 틈을 도금액이 통과하기 때문에 접촉 면적이 현저하게 넓어지는 것을 용이하게 이해할 수 있다.

또한, 도 8에 나타낸 바와 같이, 중공의 프레임의 일변(一邊)에 상기 금속제의 다공질 플레이트(10)를 채용하면 노즐형의 도금용 전극으로 할 수 있다. 이 프레임 내에 가압한 도금액(PL)을 유입시키도록 하면, 다공질 플레이트(10)의 틈을 도금액이 강제적으로 통과하게 되기 때문에, 도금 효율을 더 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 다공질 플레이트(10)와 동일한 재료를 도 9에 나타낸 바와 같은 도금액을 분출하는 노즐로 가공할 수도 있다. 도 9에 나타낸 노즐은 도금액 교반용의 노즐로서 적합하게 사용할 수 있다. 다공질 플레이트(10)는 도 9의 (a)에 나타낸 바와 같은 원통 형상, 도 9의 (b)에 나타낸 바와 같은 각기둥 형상 등의 원하는 형상으로 성형할 수도 있다. 이렇게 형성한 노즐에 의하면, 도 9의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 압력을 갖고 내부에 도입된 도금액(PL)을 외측으로 균일하게 분출시킬 수 있다.

그리고, 이 노즐은 애노드 볼을 수납하는 전극 케이스로서 사용할 수 있다. 이 케이스는 종래의 네트 형상 전극 케이스와는 달리, 틈이 상당히 작기 때문에 여과 기능이 높다. 따라서, 소비되어 작아진 애노드 볼이 외부로 튀어나오는 사태가 발생하지 않는다. 또한, 애노드 볼이 용해된 이온을 도 9와 같이 외측으로 균일하게 분출하기 때문에, 피도금재로의 도금을 균일하게 행할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 도금용 전극의 복수의 실시예를 나타낸다.

도 10은 제 1 실시예의 노즐형의 도금용 전극에 대해서 나타낸 도면이다. 도 10의 (a)는 노즐형의 도금용 전극(20)의 전체 사시도, 도 10의 (b)는 중앙에서의 단면을 나타낸 도면이다. 이 도금용 전극(20)은 중공의 직육면체 형상을 이루는 프레임(21)의 일 측면에 상술한 금속제의 다공질 플레이트(10)가 삽입되어 있다. 프레임(21)의 상부에는 도금액(PL)을 프레임(21) 내에 유입시키기 위한 관로(管路)(22)가 설치되어 있다.

이러한 노즐형의 도금용 전극(20)에 의하면, 프레임(21) 내에 소정의 압력을 가진 도금액(PL)을 도입하면 다공질 플레이트(10)의 틈을 통하여 외측으로 분출하도록 할 수 있다. 이 때, 전극으로 되는 다공질 플레이트(10)는 단위 부피당 표면적이 크기 때문에, 넓은 표면에 접촉하면서 도금액이 외측으로 유도된다. 따라서, 도금액에 충분한 전기를 공급할 수 있기 때문에, 양이온(+)을 피도금재에 확실하게 부착시킬 수 있다. 또한, 이 때에는 도금액의 교반이 동시에 실행되고 있다. 따라서, 도금의 석출(析出)을 빠르게 할 수 있어, 고효율의 도금 전극으로 된다.

도 10에 나타낸 전극의 깊이 HT 및 폭 WT는 판 형상 및 밴드 형상 등의 형태를 갖는 피도금재에 대응하도록 적절히 설계하는 것이 좋다. 이러한 도금용 전극 은 표면적이 넓기 때문에 전극 효율이 양호하고, 피도금재와 접근시킨 상태에서의 도금 처리를 실행하여도 균일한 두께를 갖는 도금을 얻을 수 있다. 또한, 피도금재의 전면을 향하여 도금액이 분출되도록 구성할 수 있기 때문에, 도금액의 교반이 충분히 실행되고, 도금조 내에 부유물이 존재하고 있던 경우에도 도금 표면으로의 부착을 억제하여 피트가 없는 도금면을 얻을 수 있다.

도 11은 상기 제 1 실시예와 관련된 제 2 실시예의 노즐형의 도금용 전극에 대해서 나타낸 도면이다. 도 11의 (a)는 노즐형의 도금용 전극(25)의 전체 사시도, 도 11의 (b)는 중앙에서의 단면을 나타낸 도면이다.

본 실시예는 제 1 실시예의 전극의 변형예이며, 직육면체 형상 프레임의 사방의 측면 전체에 상기 금속제의 다공질 플레이트(10-1∼10-4)를 삽입한 도금 전극이다. 본 실시예의 전극에서는 다공질 플레이트(10)가 사방에 있기 때문에, 도금액과 접촉하는 면적이 더 증가하고 있다. 따라서, 전극 효율을 보다 향상시킨 도금용 전극으로 된다. 또한, 도금액을 사방을 향하여 균일하게 분출하기 때문에 도금조 내의 도금액의 교반을 촉진할 수도 있다. 여기서는, 사방의 측면 전체에 상기 금속제 다공질 플레이트(10)를 채용하는 예를 나타내고 있지만, 필요에 따라 대향하는 2면, 인접하는 2면, 또는 3면을 다공질 플레이트(10)로 할 수도 있다.

또한, 본 제 2 실시예에 대해서 나타낸 도 11 및 이하에서 더 나타낸 실시예의 도면에서는 상기 제 1 실시예와 동일한 부위에 동일한 부호를 첨부함으로써, 중복되는 설명에 대해서는 생략한다.

다음의 도 12도 상기 제 1 실시예와 관련된 제 3 실시예의 노즐형의 도금용 전극에 대해서 나타낸 도면이다. 도 12의 (a)는 노즐형의 도금용 전극(30)의 전체 사시도, 도 12의 (b)는 중앙에서의 단면을 나타낸 도면이다.

본 실시예도 제 1 실시예의 전극의 변형예이며, 직육면체 형상 프레임의 일면에 설치한 금속제 다공질 플레이트(10)의 포러스 형성 상태에 소밀을 부여한 도금 전극이다. 본 실시예의 다공질 플레이트(10)는 중앙에 성긴 상태의 다공질재(10Lo)와 주변에 빽빽한 상태의 다공질재(10Hi)를 병존시킨 상태로 형성하고 있다. 이러한 다공질 플레이트(10)는, 예를 들어, 도 13 내지 도 20에 나타낸 공정에 의해 제조할 수 있다. 이들 도면을 이용하여 소밀을 부여한 다공질 플레이트의 제조 예를 설명한다. 도 13에 나타낸 바와 같이 평판 형상의 하형(下型)(101) 위에 틀형(102)을 세트한다. 다음으로, 도 14에 나타낸 바와 같이 입자 직경이 큰 금속 재료와 입자 직경이 작은 금속 재료를 구획하기 위한 중앙 지그(jig)(103)를 틀형(102) 내에 세트한다. 도 14에 나타낸 중앙 지그(103)는 링 형상이지만 형상은 필요에 따라 적절히 변경하면 된다.

그리고, 도 15 및 도 16에 나타낸 바와 같이, 중앙 지그(103)의 내측과 외측에 입자 직경이 서로 다른 입상 금속을 장전(裝塡)한다. 여기서 나타낸 예는, 앞서 나타낸 도 12에 대응하여, 중앙 지그(103)의 외측에는 빽빽한 다공질재를 형성시키기 위해 입자 직경이 작은 금속 재료(105)를 장전하고, 중앙 지그(103)의 내측에는 성긴 다공질재를 형성시키기 위해 입자 직경이 큰 금속 재료(106)를 장전하고 있다. 물론, 필요에 따라 입자 직경이 큰 금속 재료(106)를 외측으로, 입자 직경이 작은 금속 재료(105)를 내측으로 할 수도 있다. 그 후, 도 17에 나타낸 바와 같이, 중앙 지그(103)를 취출(取出)하면, 금속 재료(105)와 금속 재료(106)를 접촉한 상태로 할 수 있다.

그리고, 도 18에 나타낸 바와 같이, 상기 금속 재료(105) 및 금속 재료(106)를 틀형(102)에 밀어 넣는 상형(上型)(104)을 탑재한다. 이 상태에서, 도 19에 나타낸 바와 같이 가열로(110) 내에서 가열하면서 가압 처리를 실시한다. 그 후, 이것을 냉각하여, 도 20에 나타낸 바와 같이, 하형(101), 틀형(102) 및 상형(104)을 제거하면, 서로 밀착하여 중앙에 성긴 상태의 다공질재(10Lo)와 주변에 빽빽한 상태의 다공질재(10Hi)를 병존시킨 금속제의 다공질 플레이트(10)를 얻을 수 있다.

본 실시예의 도금용 전극은 피도금재를 향하여 분출되는 도금액의 상태를 조정할 수 있기 때문에, 피도금재의 형상 등에 따라 공급할 수 있다. 따라서, 전극 효율을 향상시키면서, 복잡한 형상의 피도금재에도 균일한 도금을 실시할 수 있다.

또한, 도 12에 나타낸 도금 전극(30)은 제 1 실시예의 변형예에 상당하고 있으며, 일면만의 다공질 플레이트(10)에 소밀이 있는 예를 나타내고 있다. 그러나, 이것에 한정되지 않으며, 제 2 실시예의 변형예로서 4개의 측면에 소밀이 있는 다공질 플레이트(10)를 사용할 수도 있다. 또한, 4개의 측면 내, 선택한 면에만 소밀이 있는 다공질 플레이트(10)를 사용할 수도 있다.

또한, 도 12에 나타낸 다공질 플레이트(10)에서는, 중앙부에 성긴 상태의 다공질재(10Lo)와 주변부에 빽빽한 상태의 다공질재(10Hi)를 병존시킨 상태로 형성되어 있지만, 이것에 한정되지 않고, 중앙부에 빽빽한 상태의 다공질재(10Hi)와 주변부에 빽빽한 상태의 다공질재(10Lo)를 병존시킨 상태로 형성할 수도 있다. 요컨 대, 다공질 플레이트의 소밀 배치는 피도금재에 원하는 도금을 실시하기 위해 적절히 변경하는 것이 좋다.

또한, 도 21 내지 도 23에서는, 상술한 다공질 플레이트(10)를 실제의 도금용 전극으로서 형성한 경우의 예를 복수 나타내고 있다.

도 21의 (a)에서 나타낸 것은 제 1 실시예의 도 10에서 나타낸 전극과 동일한 구성을 갖고 있다. 이 전극의 프레임(21)은 도전성이며, 지지 부재를 겸하는 전극(23)에 의해 고정되어 있다. 따라서, 부재(23)에 의해 지지한 상태에서 도금조에 침지시켜 사용된다. 또한, 도 21의 (a)의 도금 전극은 소정 압력의 도금액(PL)이 도입되는 관로(22)를 2개 설치한 것을 예시하고 있지만, 3개 이상으로 할 수도 있다.

도 21의 (b)는 다공질 플레이트(10)를 고리 형상으로 하고, 전체를 통 형상으로 한 도금용 전극을 나타내고 있다. 앞서 직육면체 형상의 사면(四面)에 다공질 플레이트(10)를 배열 설치하는 도 11을 나타냈지만, 이렇게 통 형상으로 하면 대략 전체 방위로 골고루 도금액을 분출할 수 있다. 이 도 21의 (b)에 나타낸 전극도 부재(23)에 의해 지지한 상태에서 도금조에 침지시켜 사용된다.

도 22는 도 4에서 나타낸 셀 전극에 본 발명을 적용하여 개량한 도금 전극에 대해서 나타낸 도면이다. 도 22의 (a)는 셀 전극(50)의 정면도, 도 22의 (b)는 횡단면을 나타낸 도면이다. 분출부에 있는 전극면에 상술한 금속제의 다공질 플레이트(10)를 채용한 것이다. 이 셀 전극에 의하면, 전극면이 다공질재로 되어 있기 때문에, 도 4에 나타낸 종래의 셀 전극과 비교하여 도금액을 균일하게 분출할 수 있게 된다.

또한, 도 23의 (a)에서 나타낸 것은 제 3 실시예의 도 12에서 나타낸 전극과 동일하게 소밀을 갖는 구성을 갖고 있다. 이 전극의 프레임(21)은 도전성이며, 지지 부재를 겸하는 전극(23)에 의해 고정되어 있다. 따라서, 부재(23)에 의해 지지한 상태에서 도금조에 침지시켜 사용된다. 도 23의 (b)는 소밀을 갖는 다공질 플레이트(10)를 링 형상으로 형성한 경우를 예시하고 있다. 이들 도 23에서 나타낸 전극도 부재(23)에 의해 지지한 상태에서 도금조에 침지시켜 사용된다.

도 24는 도금층 내에서의 도금용 전극의 배치 예를 나타낸 도면이다. 도 24에서 참조 부호 AP는 도금용 전극, EP는 피도금재를 나타내고 있다. 상술한 바로부터 명확히 알 수 있듯이, 상기 다공질 플레이트(10)는 넓은 면적의 전극으로서 기능하는 동시에, 도금액을 외측으로 분출하는 분출구로서도 기능한다. 그리고, 예를 들어, 도 11에 나타낸 구성과 같이, 분출면의 수도 필요에 따라 조정할 수 있다.

따라서, 상술한 실시예의 도금 전극을 사용하면, 도 24와 같이 도금 전극(AP)을 배치한 경우에, 전극에 설치하는 다공질 플레이트(10)의 수나 배치를 조정하여, 도금액을 효과적으로 교반할 수 있도록 구성할 수 있다. 또한, 각 전극은 두께가 균일하며 피트가 없는 도금을 피도금재(EP) 위에 고효율로 형성할 수 있다.

상술한 실시예에 따른 도금용 전극은 비용해성의 것이다. 도 25는 소정의 압력으로 도금액을 내부에 도입하고, 이것을 분출하는 노즐형의 비용해성 도금 전극을 구비한 도금 장치 예를 나타내고 있다. 도 25에 있어서, 도금 장치(60)에서 는 도금조(61) 내에 양이온을 함유한 도금액이 충전되어 있다. 도금조(61)의 중앙부에는 도금 처리를 받는 피도금재(EP)가 배치되어 있다. 이 피도금재(EP)의 양면에 대향하도록 노즐형의 도금 전극이 배열 설치되어 있다. 이 도금 전극으로서, 도 10에서 나타낸 일면에 금속제 다공질 플레이트를 설치한 도금 전극(10)이 채용되어 있다.

도금조(61)의 상부에서 넘쳐 흐른 도금액은 복귀관(63)을 통하여 양이온 공급조(65)에 들어가고, 예를 들어, 구리 이온이 풍부한 상태로 된다. 그리고, 도금액은 도금액 압송 수단으로서의 펌프(67)에 의해 도금 전극(10)의 내부를 향하여 압송된다.

상기와 같은 도금 장치에 의하면, 고효율로 도금 공정을 실행할 수 있고, 또한, 균일한 두께를 갖는 도금면을 피도금재(EP) 위에 형성할 수 있다.

이하, 전극 케이스를 사용하는 용해형 도금 전극을 본 발명의 제 4 실시예로서 설명한다. 제 1 내지 제 3 실시예에서는 비용해성 전극의 예로서 도 10 내지 도 12에 나타낸 구성 예를 나타냈다. 그러나, 이들 전극은 전극 케이스로서 활용할 수도 있다. 즉, 상기 실시예에서는 도금액 중에 양이온이 용출(溶出)되어 있었지만, 이들을 전극 케이스로서 취급하여 이 중에 양이온을 용출시키는 구리 및 금 등의 애노드 볼을 수납하면 그대로 용해성의 도금용 전극으로 할 수 있다. 또한, 상기 전극 케이스에 사용하는 다공질재는 입자 직경 0.1∼30㎜의 범위에서 선택한 것을 이용하여 제조하여 두는 것이 바람직하다.

또한, 도 26 및 도 27에서는 제 5 실시예에 따른 개량한 전극 케이스를 사용 하는 용해성 도금 전극을 나타내고 있다. 도 26은 외측 케이스의 내측에 내측 케이스를 구비한 2중 구성이다. 도 26의 (a)는 외측 케이스(71)가 원통 형상인 전극(70), 도 26의 (b)는 외측 케이스(71)가 직육면체 형상인 전극(80)의 개요 구성을 나타내고 있다.

도 26에서 나타낸 모든 전극은 내측 케이스(73, 83)를 구비하고, 내측 케이스와 외측 케이스 사이의 공간에 애노드 볼(AN)이 수납되어 있다.

도 27은 도 26의 (a)에 나타낸 원통 형상 전극(70)의 단면을 나타낸 도면이다. 도 26의 (b)에 나타낸 외측 케이스(71)가 직육면체 형상인 전극(80)의 단면도 대략 동일하다.

상기 외측 케이스(71) 및 내측 케이스(73)는 모두 도금액을 투과할 수 있는 재료로 형성되어 있다. 바람직하게는, 외측 케이스(71) 및 내측 케이스(73)를 상술한 다공질재로 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 외측 케이스(71) 및 내측 케이스(73) 중 어느 한쪽이 도전성을 갖고 있음으로써, 전극 케이스로서 기능시킬 수 있다. 따라서, 예를 들어, 외측 케이스(71)가 상술한 금속성의 다공질 플레이트이면, 내측 케이스(73)는 도전성을 구비하지 않는 수지 입자에 의한 다공질재일 수도 있다.

그리고, 내측 케이스(73)의 내부에는 소정 압력의 도금액(PL)을 도입하도록 하면, 도금액이 내부 깊은 곳까지 도달하고, 또한, 전체 방위를 향하여 균일하게 유출된다. 따라서, 구리(Cu) 등의 애노드 볼(AN)에 효율적으로 접촉한 도금액이 외측 케이스(71)로부터 분출되기 때문에 충분히 양이온을 함유한 도금액을 송출(送 出)할 수 있다.

이 전극을 사용하면 종래에는 곤란했던 애노드 볼 사이에 도금액을 보낼 수 있기 때문에 전극 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 종래와 같이 작아진 애노드 볼이 튀어나오는 사태를 초래하지 않아 마지막까지 애노드 볼을 소비할 수 있기 때문에, 비용의 저감을 도모할 수도 있다.

도 26에 나타낸 전극 케이스를 사용하는 용해형의 도금용 전극에 의해서도, 피도금재의 전면을 향하여 도금액이 분출되도록 구성할 수 있기 때문에, 도금액의 교반이 충분히 실행되고, 도금조 내에 부유물이 존재하고 있던 경우에도 도금 표면으로의 부착을 억제하여 피트가 없는 도금면을 얻을 수 있다.

상기 실시예에서는 소결 금속의 다공질 플레이트(10)를 사용한 경우를 설명했지만, 수지 입자를 이용하여 다공질재를 형성하고, 그 표면을 도전 처리한 다공질 플레이트도 동일하게 채용할 수 있다. 상술한 도 13 내지 도 20에서는 입자 직경이 서로 다른 금속 입자를 이용하여 소밀이 있는 다공질 플레이트(10)를 형성하는 공정을 나타냈지만, 수지 입자를 이용한 경우도 동일하게 소밀이 있는 다공질 플레이트를 제조할 수 있다. 다만, 수지 입자의 표면에 도전성을 부여하기 위해, 미리 금속 도금을 실시한 수지 입자를 가압 가열하거나, 다공질 플레이트로 성형한 후에 표면에 금속 도금을 실시하는 처리가 필요하게 된다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세하게 설명했지만, 본 발명은 이러한 특정 실시예에 한정되지 않고, 청구범위에 기재된 본 발명의 요지 범위 내에서 다양한 변형 및 변경이 가능하다.

이상 상세하게 설명한 바로부터 명확히 알 수 있듯이, 본 발명에 의하면, 도전성을 구비한 다공질재를 비용해형의 도금용 전극으로서 사용함으로써, 전극 효율의 향상 및 도금 교반을 동시에 실현하여 균일한 도금을 효율적으로 행할 수 있다.

또한, 이러한 다공질재를 전극 케이스로 하면 애노드 볼이 튀어나오는 것을 방지하면서, 균일한 도금을 효율적으로 행할 수 있는 용해형 전극을 구성할 수도 있다.

Claims (23)

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19. 도금액을 중공의 프레임 내에 도입한 후, 외측으로 분출하도록 한 노즐형의 도금용 전극으로서, 상기 프레임의 적어도 일부를 입상(粒狀)의 재료를 가열 및 가압하여 형성한, 적어도 표면에 도전성을 갖는 다공질 재료로 형성한 도금용 전극; 및

    상기 프레임 내에 도금액을 압송하는 도금액 압송 수단을 구비한 도금 장치.
20. 삭제
21. 입상의 재료를 가열 및 가압하여 형성한, 적어도 표면에 도전성을 갖는 다공질 재료로 형성한 전극 케이스와, 상기 전극 케이스 내에 수납한 애노드 볼을 포함하는 도금용 전극; 및

    상기 전극 케이스 내에 도금액을 압송하는 도금액 압송 수단을 구비한 도금 장치.
22. 삭제
23. 도금액이 투과 가능한 내측 케이스와 외측 케이스 사이에 애노드 볼을 수납하는 애노드 케이스를 갖는 도금용 전극으로서, 상기 내측 케이스 및 외측 케이스의 적어도 한쪽을 입상의 재료를 가열 및 가압하여 형성한, 적어도 표면에 도전성을 갖는 다공질 재료로 형성한 도금용 전극; 및

    상기 내측 케이스 내에 도금액을 압송하는 도금액 압송 수단을 구비한 도금 장치.

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