KR100756796B1 - 도금액의 여과 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피도금물에 도금액을 사용하여 도금시 피도금물의 불량률을 최소화하도록 도금액을 여과시키는 도금액의 여과 방법에 관한 것으로; (A) 약전해 수단에 약전압을 투입하여 도금액속에 혼합된 이온 금속 성분을 흡착하여 1차로 제거하는 단계와, (B) 상기 단계(A)를 거친 도금액을 양이온수지를 통과시켜 도금액에 혼합된 이온 금속 성분을 흡착하여 2차로 제거하는 단계와, (C) 상기 단계(B)를 거친 도금액을 참숯필터를 통과시켜 도금액에 혼합된 광택제와 유기/무기 불순물을 3차로 제거하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 도금액의 여과 벙법을 이용하여 도금조 내부의 도금액을 3차에 걸쳐서 여과시키게 되면, 광택재 및 유기/무기 불순물을 90%이상 제거하여 도금액 내부의 전기흐름도를 좋게 하여 도금시 피도금물 표면의 핏트, 줄무늬, 저전류 부분의 불안한 도금층, 거친도금, 얼룩의 발생을 현저히 줄여주어 제품의 불량률을 줄여주는 효과가 있다. 특히, 무광 니켈 도금작업을 종료한 후 본 발명에 의한 여과 장치를 가동하면 분해된 유기불순물과 잔존하는 광택제를 대략 98%이상 걸러내는 효과가 있다.

도금액, 참숯, 양이온수지

Description

도금액의 여과 방법 { filtering method of plating solution }

도 1은 본 발명에 따른 도금액의 여과 장치가 구비된 시스템 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 도금액의 여과 장치의 분해 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 도금액의 여과 장치를 도시한 단면도.

도 4는 도 3의 A-A'선의 단면을 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 약전해 수단을 도시한 도면.

도 6은 도 5에 따른 약전해 수단이 설치된 도금액의 여과 장치를 도시한 도면.

도 7은 본 발명에 따른 도금액 처리 과정을 도시한 흐름도.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

1: 도금조 2: 도금액

15: 상측공간부 20: 외통

21: 제1 공간부 30: 제1 내통

31: 제2 공간부 40: 제2 내통

41: 제3 공간부 50: 약전해 수단

51: (+)극판 52: 스텐레스망

55: 스틸구조물 60: 양이온수지

68: 참숯필터 70: 밸브

본 발명은 도금액의 여과 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피도금물에 도금액을 사용하여 도금시 피도금물의 불량률을 최소화하도록 도금액을 여과시키는 도금액의 여과 방법에 관한 것이다.

일반적으로 플라스틱 제품이나 인쇄회로 기판(PCB;Printed Circuit Board)과 같은 피도금물에 금속과 같은 외관을 유지하거나 전기전도성을 향상시키기 위한 도금을 하게 된다.

이때, 상기 도금과정을 수행하기 위해 도금조가 사용되는데, 이는 도금액을 담아 놓는 용기로서, 상기 도금액은 도금될 금속을 함유한 염, 산 또는 알칼리, 광택제, 습윤제, 응력이완제 및 평활제 등이 사용된다.

그런데, 상기 도금액은 도금조 내부에서 일정시간이 경과하거나 피도금물에 도금을 하는 과정에서 발생되어 도금액 속에 이온화된 납(Pb), 동(Cu), 아연(Zn), 철(Fe) 등 도금 용액속에 광택제 및 유기/무기 불순물이 함유되고 계속적으로 도금 공정을 수행하는 경우에는 광택제 및 이온화된 유기/무기 불순물이 증가되어 피도금물의 도금 불량률이 높아지게 되는 문제점을 가지고 있었다.

물론 이와 같은 불량율을 줄이기 위해 종래에는 도금액을 여과시키기 위해 카트리지 필터를 이용하여 대략 5㎛ 이상 크기를 가지는 고형(固形)의 불순물만을 제거할 수 있었다. 따라서, 노쇠한 광택제 및 도금액 속에 이온화되어 있는 유기/무기 불순물의 경우에는 걸러지지 못해 완전한 여과가 이루어지지 못한 상태로 도금조 내부로 재투입되므로 이 또한 도금 불량률의 문제점을 해소하지 못하는 문제점을 그대로 가지고 있었다.

따라서, 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 도금조 내부에 담겨진 도금액을 여과시에 고형화된 불순물이외에도 이온화된 유기/무기불순물을 제거한 상태로 도금조에 재투입할 수 있는 여과 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 도금공정을 수행하는 과정에서도 도금액을 순환 여과시켜 재투입이 가능함과 동시에 피도금물의 도금시에 불량발생률을 최소화하여 생산성을 극대화할 수 있는 도금액의 여과 방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 도금액의 여과 방법에 관한 것으로;

(A) 약전해 수단에 약전압을 투입하여 도금액속에 혼합된 이온 금속 성분을 흡착하여 1차로 제거하는 단계와,

(B) 상기 단계(A)를 거친 도금액을 양이온수지를 통과시켜 도금액에 혼합된 이온 금속 성분을 흡착하여 2차로 제거하는 단계와,

(C) 상기 단계(B)를 거친 도금액을 참숯필터를 통과시켜 도금액에 혼합된 광택제와 유기/무기 불순물을 3차로 제거하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 도금액의 여과 장치를 첨부한 도면을 참고로 하여 이하에 상세히 기술되는 실시예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 도금액의 여과 장치가 구비된 시스템 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 도금액의 여과 장치의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 도금액의 여과 장치를 도시한 단면도이고, 도 4는 도 3의 A-A'선의 단면을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 약전해 수단을 도시한 도면이고, 도 6은 도 5에 따른 약전해 수단이 설치된 도금액의 여과 장치를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 도금액 처리 과정을 도시한 흐름도이다.

먼저, 도 1에 의하면 본 발명에 따른 도금액의 여과 장치(10)는 도금조(1) 내부의 도금액(2) 속에 혼합되어 있는 광택제 및 유기/무기 불순물을 제거하여 도금조(1) 내부로 재투입하는 장치이다.

이때, 본 발명에 따른 도금액의 여과 장치(10)는 도금조(1)의 도금액(2)을 강제순환시키는 펌프(3)를 구동하여 유입관(4)을 통해 도금액(2)이 유입되면 도금액 중에 혼합된 불순물을 여과 및 정화시켜 배출관(5)을 통해 도금조(1) 내부로 재투입하게 된다.

도 2 내지 도 4에 의하면, 이와 같은 본 발명에 따른 도금액의 여과 장치(10)는 상부 일측에 유입구(11)가 형성되는 외통(20)과, 그 외통(20)과 격리되도록 내부에 일정간격 이격되게 구비되어 일정한 제1 공간부(21)를 형성하는 제1 내통(30)과, 그 제1 내통(30)과 격리되도록 내부에 일정간격 이격되게 구비되어 일정한 제2 공간부(31)를 형성하고 그 중앙에는 상하단이 개구된 제3 공간부(41)가 형성되고 하단에는 배출구(12)가 연통되는 제2 내통(40)으로 이루어진다.

좀 더 구체적으로는 상기 도금액의 여과 장치(10)는 상부 일측에 유입구(11)가 형성되는 외통(20)과, 그 외통(20)의 내부에 일정간격 이격되게 구비되어 일정한 제1 공간부(21)를 형성하는 제1 내통(30)과, 그 제1 내통(30)의 내부에 일정간격 이격되게 구비되어 일정한 제2 공간부(31)를 형성하고 그 중앙에는 상하단이 개구된 제3 공간부(41)가 형성되는 제2 내통(40)과, 상기 외통(20)의 상단에 일정간격을 유지하며 상측공간부(15)를 형성하도록 이격되게 구비되는 상판(14)과, 상기 외통(20)의 하단에 구비되어 상기 제1 및 제2 공간부(21,31)의 하단부를 격리하며 중앙부에는 상기 제3 공간부(41)와 연통되는 배출구(12)가 형성되는 하판(13)으로 이루어진다.

여기서, 상기 외통(20)과 제1 내통(30) 사이에 형성되는 제1 공간부(21)에는 약전해 수단(50)이 구비되는데, 이는 상기 외통(20)의 내주면에 외부의 전원을 공급받는 (+)전극단자(51a)로 부터 전원을 공급받는 티타늄 재질의 (+)극판(51)을 구비하고, 상기 제1 내통(30)의 외주면에는 일정한 스텐레스망(52)을 여러겹으로 감아서 형성하고 외부의 전원을 공급받는 (-)전극단자(53a)로 부터 전원을 공급받는 원형의 (-)환봉(53)을 전기적으로 도통되도록 연결하여서 이루어지게 된다. 이때, 상기 스텐레스망(52)과 (+)극판(51)의 사이에는 절연상태를 유지하기 위해 이격배치되는 다수의 간격유지용 스페이서(54)가 구비된다.

이와 같은 약전해 수단(50)은 (+)전극단자(51a)와 (-)전극단자(53a) 사이에 0~1.1V의 미세 전압을 걸어주게 되면 스텐레스망(52)에 이온금속 성분이 들러붙게 되어 도금액(2)속에 혼합된 이온 금속 성분을 제거할 수 있게 된다. 물론, 유입구(11)를 통해 유입되는 도금조(1)의 도금액(2)은 약전해 수단(50)을 통과하게 되는데, 전원이 공급되어 있는 스텐레스망(52)에서는 전기분해가 일어나며, 상기 전기분해는 유입된 도금액(2)의 전도율과 공급되는 전원의 세기에 따라 그 분해량이 변화될 수 있음은 당연하다.

그리고, 상기 외통(20)의 상부 일측에는 유입구(11)가 구비되어 있어 외부에서 펌프(3)의 작동에 따라 유입관(4)을 통해 도금액(2)이 유입되고, 이와 같이 유입된 도금액(2)이 제1 공간부(21)의 상측에서 하측으로 이동시에 제2 공간부(31)로 이동할 수 있도록 상기 제1 내통(30)의 하단에는 다수의 제1관통공(30a)이 형성되어 제1 공간부(21)와 제2 공간부(31)를 연통시키게 된다. 아울러, 상기 제1 공간 부(21)의 상단에는 상기 유입구(11)를 통해 유입되는 도금액(2)이 상측공간부로 배출되는 것을 방지하기 위한 마감캡(33)이 구비된다.

한편, 상기 제2 공간부(31)에는 일정한 크기의 입자로 이루어진 양이온수지(60)가 채워진다. 이때, 상기 양이온수지(60)는 이미노디아세트산기가 붙어 있는 스티렌-디비닐벤젠 중합체로서 알칼리 금속을 제외한 모든 금속원소와 착물을 이루게 되므로 도금액(2)에 포함된 납(Pb), 아연(Zn), 철(Fe), 구리(Cu) 등과 같은 이온 금속 성분을 흡착하게 된다. 이때, 상기 양이온수지(60)는 도금액(2)이 이동하는 과정 중에 제2 공간부(31)에서 이탈되는 것을 방지하기 위해 미세한 공극을 가지는 망체(61)를 제2 공간부(31)의 내측에 구비하고 양이온수지(60)를 채우게 된다.

그리고, 상기 제2 공간부(31)의 하측에는 상기 제1 공간부(21)와 제2 공간부(31)를 연통시키기 위한 다수의 제2 관통공(62a)이 일정간격을 유지하며 형성되는 제1 하부커버(62)가 구비되고, 상기 제2 공간부(31)의 상측에는 상기 제2 공간부(31)와 상측공간부(15)를 연통시키기 위한 다수의 제3 관통공(63a)이 일정간격을 유지하며 형성되는 제1 상부커버(63)가 구비된다. 이때, 양이온수지(60)가 상기 제1 상부커버(63)의 제3 관통공(63a)을 통해 배출되는 것을 방지하기 위해 제1 상부커버(63)의 하부에는 부직포(64)를 더 구비하여 필터링되도록 함으로서 양이온수지(60)의 이탈을 2차적으로 방지함이 바람직하다.

이와 같은 구성에 의해 제1 공간부(21)와 제2 공간부(31)를 연통하는 제1관 통공(30a) 및 제2 관통공(62a)을 통해 유입된 도금액(2)은 하측에서 상측으로 이동하며 제3 관통공(63a)을 통해 상측공간부(15)로 이동한다. 그리고, 상기 상측공간부(15)의 상측에 구비되는 상판(14) 상측에는 상측공간부(15)에 모여있는 기포를 배출시기기 위한 밸브(70)가 구비된다.

또한, 상기 제3 공간부(41)에는 일정한 크기의 참숯(65)을 망체(66)에 담겨진 상태로 채워넣은 상태의 참숯필터(67)가 구비된다. 이와 같은 참숯(65)은 활성탄 처리를 하는 기능을 하는 도금과정상에 광택제를 과도하게 사용했거나 유기/무기 불순물이 도금 용액속에 많이 포함되어 있을때 피도금물의 양성시에 품질 및/또는 광택 불량의 원인을 줄여주게 되는데, 전기분해된 유기 불순물을 참숯필터(67)가 98%이상 제거한다.

이와 같은 제3 공간부(41)의 상부에는 다수의 제4 관통공(68a)이 형성되는 제2 상부커버(68)가 구비되고, 제3 공간부(41)의 하부에는 다수의 제5 관통공(69a)이 형성되는 제2 하부커버(69)가 구비된다. 따라서, 상기 상측공간부(15)로 이동한 도금액(2)이 제2 상부커버(68)의 제4 관통공(68a)을 통해 제3 공간부(41)로 이동하며 참숯필터(65)를 통과하면서 하측으로 이동하여 하판(13)에 형성되는 배출구(12)를 통해 배출되어 배출관(5)을 따라 이송되어 도금조(1) 내부로 재투입된다.

그리고, 도면상으로는 상기 제1 공간부(21)에는 약전해 수단(50)을 구비하고, 제2 공간부(31)에는 양이온수지(60)을 구비한 것만을 표시하였으나, 상기 제1 공간부(21)에 양이온수지(60)을 구비하고, 제2 공간부(31)에는 약전해 수단(50)을 구비함도 바람직하다.

한편, 도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면으로, 약전해 수단(50)은 외통(20)의 내주면에 외부의 전원을 공급받는 (+)전극단자(51a)로 부터 전원을 공급받는 티타늄 재질의 (+)극판(51)을 구비하고, 제1 내통(30)의 외측에는 대략 원통형상으로 이루어지되, 그 표면이 일정간격으로 절곡된 절곡부(55a)가 형성되는 스틸구조물(55)을 구비하고, 그 스틸구조물(55)의 일측에는 외부의 전원을 공급받는 (-)전극단자(53a)로 부터 전원을 공급받는 원형의 (-)환봉(53)을 전기적으로 도통되도록 연결하고, 상기 스틸구조물(55)의 절곡부(55a)에는 이온 금속 성분의 접촉면적으로 크게 하기 위해 다수의 확장편(55b)이 구비되고, 상기 스틸구조물(55)과 (+)극판(51)의 사이에는 절연상태를 유지하도록 일정간격 이격시켜주는 다수의 간격유지용 스페이서(54)를 구비한다.

이와 같은 구성을 가지는 스틸구조물(55)은 제1 공간부(21)에 삽입하여 고정해 줌으로서 그 설치를 간단히 할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 도금액의 여과 장치의 여과 과정으로 도 1 내지 도 7을 참고로 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 도금액의 여과 과정은 다음과 같은 순서로 진행된다.

'1차 여과 과정'(s100); 약전해 수단(50)을 이용한 도금액(2)속에 혼합된 이온 금속 성분을 제거하는 과정 -> '2차 여과 과정'(s200); 양이온수지(60)를 이용 하여 금속성 이온을 제거하는 과정 -> '3차 여과 과정'(s300); 참숯을 사용하여 광택제 및 유기/무기 불순물을 제거하는 과정

① '1차 여과 과정'(s100);

펌프(3)의 구동에 따라 도금조(1) 내부의 도금액(2)이 유입구(11)를 통해 유입되면, 제1 공간부(21)의 상측에서 하측으로 이동하면서 (+)전극단자(51a)와 (-)전극단자(53a)에 약전원(1~1.1V)이 투입된 상태의 스텐레스망(52) 또는 스틸구조물(55)로 이루어지는 약전해 수단(50)을 거치게 된다.

이때, 스텐레스망(52)에 도금액(2)속에 혼합된 이온 금속 성분이 달라붙게 되어, 도금액(2)속에 혼합된 이온 금속 성분이 상당부분 제거된 상태로 이동하게 된다.

이와 같이 다량의 이온 금속 성분이 제거된 상태의 도금액(2)은 제1 관통공(30a)과 제2 관통공(62a)을 통과하면서 제2공간부(31)의 하측으로 이동하게 된다.

② '2차 여과 과정'(s200);

이상과 같이 1차 여과 과정을 거친 도금액(2)은 상기 제2 공간부(31)의 하측으로 유입된 도금액(2)은 양이온수지(60)를 거치면서 도금액(2)에 포함된 납(Pb), 아연(Zn), 철(Fe), 구리(Cu) 등과 같은 이온 금속 성분을 흡착하게 된다. 이와 같이 이온 금속 성분이 제거된 상태의 도금액(2)은 제3 관통공(63a)을 통해 상측공간 부(15)로 배출된다. 이때, 상측공간부(15)에는 기포가 포집된 상태이므로 기포가 과다하게 포집된 경우에는 상판(14)의 상부에 구비되는 밸브(70)를 개방함으로서 외부로 배출시키게 된다.

③ '3차 여과 과정'(s300);

상기 2차 여과 과정을 거친 도금액(2)은 상측공간부(15)에서 제3 공간부(41)의 상측에 있는 제4 관통공(68a)을 통과하여 제3 공간부(41)의 내부로 유입되어 하측으로 이동하게 되는데 이때, 참숯필터(65)를 거치면서 광택제와 유기/무기 불순물이 제거된 후 제5 관통공(69a)을 거쳐 하판(13)의 중앙부에 형성되는 배출구(12)를 통해 배출되며, 이는 배출관(5)을 따라 이송되어 카트리지필터(미도시됨)를 거쳐 도금조(1) 내부로 재투입된다.

이와 같은 1차 내지 3차 여과 과정은 피도금물에 도금 공정을 수행함과 동시에 계속적으로 반복 수행할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 도금액의 여과 벙법을 이용하여 도금조 내부의 도금액을 3차에 걸쳐서 여과시키게 되면, 광택재 및 유기/무기 불순물을 90%이상 제거하여 도금액 내부의 전기흐름도를 좋게 하여 도금시 피도금물 표면의 핏트, 줄무늬, 저전류 부분의 불안한 도금층, 거친도금, 얼룩의 발생을 현저히 줄여주어 제품의 불량률을 줄여주는 효과가 있다. 특히, 무광 니켈 도금작업을 종료한 후 본 발명에 의한 여과 장치를 가동하면 분해된 유기불순물과 잔존하는 광택제를 대략 98%이상 걸러내는 효과가 있다.

아울러, 하나의 여과장치를 이용하여 3가지 공정을 한번에 처리할 수 있도록 하여 실제 도금 작업장 내에서 도금액의 여과를 위해 여러공정을 순차적으로 처리하기 위해 개별적으로 설치하여야만 하는 여과장치들을 위해 필요한 설치공간을 최소화하여 공간활용의 극대화를 이루어낸 효과를 가지고 있다.

Claims (3)

1. (A) (+)전극단자(51a)로 부터 전원을 공급받는 티타늄재질의 (+)극판(51)과, (-)전극단자(53a)로 부터 전원을 공급받고 이온 금속 성분을 흡착하는 스텐레스망(52)을 이격되게 구비하고, 상기 (+)전극단자(51a)과 (-)전극단자(53a)에는 3.5V의 약전압을 공급하여 전기분해를 일으키는 약전해 수단(50)에 상기 3.5V의 약전압을 투입하여 도금액(2)속에 혼합된 이온 금속 성분을 흡착하여 1차로 제거하는 단계;

   (B) 상기 단계(A)를 거친 도금액(2)을 양이온수지(60)를 통과시켜 도금액(2)에 혼합된 이온 금속 성분을 흡착하여 2차로 제거하는 단계;

   (C) 상기 단계(B)를 거친 도금액(2)을 참숯필터(65)를 통과시켜 도금액(2)에 혼합된 광택제와 유기/무기 불순물을 3차로 제거하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 도금액의 여과 방법.
2. 삭제
3. (A) (+)전극단자(51a)로 부터 전원을 공급받는 티타늄재질의 (+)극판(51)과, (-)전극단자(53a)로 부터 전원을 공급받고 이온 금속 성분을 흡착하는 스틸구조물(55)을 이격되게 구비하고, 상기 (+)전극단자(51a)과 (-)전극단자(53a)에는 1-1.1V의 약전압을 공급하여 전기분해를 일으키는 약전해 수단(50)에 상기 1-1.1V의 약전압을 투입하여 도금액(2)속에 혼합된 이온 금속 성분을 흡착하여 1차로 제거하는 단계;

   (B) 상기 단계(A)를 거친 도금액(2)을 양이온수지(60)를 통과시켜 도금액(2)에 혼합된 이온 금속 성분을 흡착하여 2차로 제거하는 단계;

   (C) 상기 단계(B)를 거친 도금액(2)을 참숯필터(65)를 통과시켜 도금액(2)에 혼합된 광택제와 유기/무기 불순물을 3차로 제거하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 도금액의 여과 방법.

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