KR100828239B1 - 다층 표면을 갖는 금속박막을 제조하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기도금 방식으로 다양한 층을 갖는 금속 박막을 생산하는 금속박막 제박기에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 전착 금속의 양이온이 포함된 도금액이 수용되어 있는 복수의 도금조; 복수의 가이드롤에 의해 가이드 되어 무한궤도를 돌면서 상기 복수의 각 도금조를 차례로 통과하여 이동하는 음극판; 상기 각 도금조 내부로 통과하는 상기 음극판의 일 측면에 소정 거리 이격되어 설치된 애노드; 및 상기 음극판에 전착된 금속박막을 박리하여 권취하는 권취 보빈;을 포함하는 다층 표면 금속박막 제조장치가 개시된다.

제박기, 도금, 금속박막, 다층표면

Description

다층 표면을 갖는 금속박막을 제조하기 위한 장치{Apparatus for manufacturing metal thin film having multi-layer surface}

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.

도 1은 통상적인 전해동박 제조용 제박기의 구성을 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 표면 금속박막 제조장치의 구성을 도시하는 단면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 음극판의 구성 중 일 예를 도시한 단면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 표면 금속박막 제조장치에 의해 제조되는 다층 표면 금속박막의 구성을 도시하는 단면도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 표면 금속박막 제조장치의 일부분의 구성을 도시하는 부분 단면도이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 표면 금속박막 제조장치에 의해 제조되는 다층 표면 금속박막의 구성을 도시하는 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110,111,112 : 도금조 120 : 애노드

130 : 음극판 140 : 권취 보빈

150 : 가이드롤 160 : 금속박막

본 발명은 전기도금 방식으로 동박 등 금속 박막을 제조하는 제박기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다양한 층을 갖는 금속 박막을 생산하는 금속박막 제박기에 관한 것이다.

일반적으로, 전해동박은 전기·전자 산업분야에서 사용되는 PCB(Printed Circuit Board: 인쇄회로기판)의 기초재료로서 널리 사용되는 것으로써, 슬림형 노트북 컴퓨터, 개인휴대 단말기(PDA), 전자북, MP3 플레이어, 차세대 휴대폰, 초박형 평판 디스플레이 등의 소형 제품을 중심으로 그 수요가 급속히 증대되고 있다.

최근에는 전기·전자 기기류의 경박단소(輕薄短小)화가 가속화되고 있으며, 이에 따라 그 기기에 내장되는 회로도 미세화되는 추세이다. 따라서, PCB에 형성되는 회로도 점점 초박판화되고 있다. 이에 따라 전해동박도 초박형화 되어 전해동박의 두께 및 밀도의 품질 즉, 중량 품질에 대한 중요도가 더욱 커지고 있다.

이러한 전해동박은 음극드럼 및 상기 음극드럼에 대해 소정 간격을 갖고 전해조 내에 수장되는 애노드 전극을 포함하는 구조의 제박기에 의해 제조된다. 이러한 제박기의 회전하는 음극드럼 및 애노드 전극에 전류를 인가하면, 음극드럼과 애 노드 전극 사이에는 전해석출이 발생되어 동박이 음극드럼의 표면에 전착된다. 그리하여, 음극드럼의 표면에 전착된 동박은 박리되어 보빈에 권취됨으로써, 권취 드럼 형태의 제품으로 제조된다.

도 1은 기존의 전해동박을 제조하는 제박기의 구성을 도시하는 도면이다. 도 1을 참조하면, 기존의 전해동박을 제조하는 제박기는, 음극인 회전 드럼(2)과 회전 드럼(2)과 대향 배치되는 납계 양극(4)과의 사이에 황산동 용액을 흘리고 전해 반응을 이용하여 동을 음극인 회전 드럼(2)의 표면에 석출시킨다. 상기 황산동 용액은 하부에서부터 회전 드럼(2)과 양극(4) 사이의 공간으로 공급된다. 석출된 동은 박(1) 상태로 되어 회전 드럼(2) 표면으로부터 연속적으로 박리되어 와인더(6)에 권취된다. 상기 회전 드럼(2)은 그 회전축(미도시)이 지면(地面)과 평행하도록 설치된다. 회전 드럼(2)의 표면에는 황산동 용액으로부터 석출된 동이 형성된다. 즉, 상기 제박기(10)는 하나의 도금액 성분만으로 도금을 할 수 있기 때문에 다양한 층을 갖는 동박 제품을 생산하는 것이 불가능하다는 문제점이 있다.

특히, 이러한 기존의 제박기로 다양한 층을 갖는 동박 제품을 생산하기 위해서는 전해조 내에 격벽을 설치하는 등의 방법이 있으나, 각 격벽에 수용된 용액이 이웃하는 공간으로 이동하거나 외부로 유출되는 등의 문제가 있어, 이를 용이하게 구현하는 데에 많은 어려움이 있다. 또한, 회전드럼(2)을 이용하여 생산되는 금속박막은 회전드럼(2)과 접하는 부분의 조도 조절이 어려운 문제가 있고, 이러한 회전드럼(2)을 이용하는 제박기의 유지 보수에도 많은 어려움이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 전해조 내부를 구획하는 격벽을 설치하지 않고 다양한 층을 가진 동박을 제조할 수 있는 제박기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 제박기의 유지보수도 편리하고 생산되는 금속박막의 조도 조절이 용이한 금속박막 제조 장치를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 다층 표면을 갖는 금속박막 제조장치는, 전착 금속의 양이온이 포함된 도금액이 수용되어 있는 복수의 도금조; 복수의 가이드롤에 의해 가이드 되어 무한궤도를 돌면서 상기 복수의 각 도금조를 차례로 통과하여 이동하는 음극판; 상기 각 도금조 내부로 통과하는 상기 음극판의 일 측면에 소정 거리 이격되어 설치된 애노드; 및 상기 음극판에 전착된 금속박막을 박리하여 권취하는 권취 보빈;을 포함한다.

바람직하게, 상기 음극판은 소정의 넓이를 갖는 얇은 판 형상의 전기 전도성을 갖는 재질의 유연한 내열필름인 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 음극판은 소정의 넓이를 갖는 얇은 판 형상의 유연한 금속 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 음극판은 일면 또는 양면이 구리, 티타늄, 니켈, 스테인레스 중 어느 하나인 도전체로 증착 및 도금 처리된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 복수의 도금조는 각각의 도금조에 서로 다른 도금액이 수용된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 전착 금속의 양이온이 포함된 도금액이 수용되어 있는 복수의 도금조; 복수의 가이드롤에 의해 가이드 되어 무한궤도를 돌면서 상기 복수의 각 도금조를 차례로 통과하여 이동하는 얇은 판 형상의 음극판; 상기 각 도금조 내부로 통과하는 상기 음극판의 일 측면에 소정 거리 이격되어 설치된 제 1 애노드; 상기 각 도금조 내부로 통과하는 상기 음극판을 기준으로 상기 제 1 애노드가 설치된 반대측 타 측면에 소정 거리 이격되어 설치된 제 2 애노드; 상기 음극판의 일면에 전착된 금속박막을 박리하여 권취하는 제 1 권취 보빈; 및 상기 제 2 애노드에 의해 상기 음극판의 타면에 전착된 금속박막을 박리하여 권취하는 제 2 권취 보빈;을 포함하는 다층 표면 금속박막 제조장치가 제공된다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 표면 금속박막 제조장치의 구성을 도시하는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 다층 표면 금속박막 제조장치(100)는 도금액이 수용되는 복수의 도금조(110,111,112), 상기 복수의 도금조(110,111,112)를 차례로 통과하며 이동하는 음극판(130), 상기 복수의 도금조(110,111,112) 내부에 설치된 애노드(120,121,122), 상기 음극판(130)의 이동을 가이드하는 가이드롤(150) 및 상기 음극판(130)에 전착이 완료된 금속박막(160)을 박리하여 권취하는 권취 보빈(140)을 구비한다.

상기 복수의 도금조(110,111,112)는 각 조 내부에 서로 다른 도금액이 수용된다. 상기 도금액은 전착시킬 금속의 양이온이 포함된다.

상기 음극판(130)은 상기 가이드롤(150)에 의해 무한궤도 반복하여 이동하며 상기 복수의 도금조(110,111,112)를 차례로 통과하도록 설치된다. 상기 음극판(130)은 상기 가이드롤(150)에 의해 가이드되며 벨트 형태로 무한 반복되어 이동할 수 있도록 소정의 넓이를 갖는 얇은 판 형태로 이루어진다. 바람직하게, 상기 음극판(130)은 전기 전도성을 갖는 유연한 내열필름으로 이루어진다. 또는, 소정의 넓이를 갖는 얇은 판 형상의 유연한 금속 재질로 상기 음극판(130)을 구성할 수 있다.

이렇게 상기 복수의 도금조(110,111,112)의 내부에는 상기 각 도금조를 통과하는 상기 음극판(130)의 일 측면에 소정 거리 이격되어 상기 애노드(120,121,122)가 설치된다. 상기 애노드(120,121,122)에는 양전위가 인가되고 이에 따라 상기 음극판(130)에는 상기 도금조에 포함된 도금액 중의 금속 이온을 환원시켜 증착된다.

이러한, 상기 음극판(130)은 금속의 전착과 전착된 금속박막의 박리가 용이 한 재질로 이루어지는 것이 바람직한데, 이를 위해 도 3에서 도시된 바와 같이 상기 음극판(130)은 일면 또는 양면을 도전체(132)로 증착 및 도금 처리하여 이루어진다. 바람직하게 상기 도전체(132)는 구리(Cu), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 스테인레스(Stainless) 등으로 이루어진다. 특히, 상기 음극판(130)은 그 표면의 조도에 따라 선택적으로 이용될 수 있는데, 이렇게 상기 음극판(130)에 선택되는 조도에 따라 전착되어 생산되는 금속박막의 조도가 결정된다. 즉, 상기 음극판(130)과 접촉하는 S면의 거칠기를 조절하여 이에 따라 전착되는 금속박막의 조도를 결정할 수 있다. 또는 상기 음극판(130)에 도금 또는 증착된 도전체의 표면을 임의로 조절하여 조도를 의도적으로 변경할 수 있다. 이 또한 생산되는 금속박막의 조도를 의도한 대로 조절하여 생산할 수 있는 효과를 제공한다.

한편, 상기 복수의 도금조(110,111,112)를 통과하며 음극판(130)의 표면에 전착된 금속박막(160)은 박리되어 권취 보빈(140)에 권취된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 표면 금속박막 제조장치에 의해 제조된 다층표면 금속박막의 구성을 도시하는 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 다층 표면 금속박막 제조장치의 서로 다른 각 도금조(110,111,112)를 차례로 통과하면서 상기 음극판(130)에는 각 조에 수용된 도금액(A,B,C)이 순서대로 전착된다. 이렇게 서로 다른 도금액이 순차적으로 전착되어 다수의 층을 갖는 금속박막(160)이 생성된다. 이와 같이 상기 음극판(130)에 순서대로 전착되어 형성한 다층 표면을 갖는 금속박막(160)은 상기 음극판(130)으로부터 박리되어 상기 권취 보빈(140)에 감기게 된다.

이상과 같이 구성된 본 실시예에 따른 다층 표면 금속박막 제조장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 금속박막을 제조하는 도금 공정의 초기 단계에서는, 복수의 각 도금조(110,111,112)에 제조할 다층 표면 금속박막의 각 층에 대응하는 도금액을 투여한다. 다음 음극판(130)이 가이드롤(150)에 의해 복수의 각 도금조(110,111,112)를 순서대로 통과하며 무한궤도를 돌면서 반복하여 이동을 한다. 이 상태에서 상기 각 도금조(110,111,112)에 설치된 애노드(120,121,122)에 양전위의 전류를 공급하면, 음극판(130)과 애노드(120,121,122) 사이에서 도금전류가 흐르게 되어 도금액에 포함된 금속이온이 음극판(130)으로 이동되어 전착된다. 이렇게 음극판(130)은 첫번째 도금조(110)에서 첫번째 도금액(A)이 전착되고, 이동하여 다음 도금조(111)에서는 첫번째 도금액(A)이 전착된 층 위에 다시 두번째 도금액(B)이 전착되고, 그 다음 도금조(112)에서 세번째 도금액(C)이 전착된다.

이렇게, 상기 음극판(130)이 복수의 도금조(110,111,112)를 순차적으로 통과하며 각 도금조의 도금액(A,B,C)이 차례로 전착되어 다층 표면을 이루며 금속박막이 형성된다. 이와 같이, 상기 음극판(130)에 전착된 다층 표면 금속박막은 각 도금조를 모두 통과한 후에 박리되고 권취 보빈에 의하여 권취된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 표면 금속박막 제조장치의 구성 중 일부분을 도시하는 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 표면 금속박막 제조장치는, 도 2를 참조하여 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 제조장치에서, 상기 음 극판(130)을 기준으로 상기 애노드(120)가 설치된 반대측 타 측면에 설치된 제 2 애노드(125)와 상기 제 2 애노드(125)에 의해 상기 음극판(130)의 반대측 면에 전착되는 금속박막을 박리하여 권취하는 제 2 권취 보빈(미도시)을 더 포함한다.

상기 제 2 애노드(125)는 도금조(110) 내부에서 상기 음극판(130)의 양면을 전착시키기 위한 것으로 상기 음극판(130)을 기준으로 상기 애노드(120)의 반대측 측면에 설치된다. 이렇게 설치된 제 2 애노드(125)는 양전위를 공급함으로써 상기 도금조(110)를 통과하는 음극판(130)의 타 측면을 도금액(A)으로 전착시킨다. 상기 제 2 애노드(125)는 나머지 도금조(111,112) 내부의 동일한 위치에 모두 설치된다.

상기 제 2 권취 보빈은 각 도금조(110,111,112)를 모두 통과하여 상기 음극판(130)의 양면에 다층으로 전착된 금속박막을 박리하여 권취하기 위한 것으로서, 그 일면은 도 2에서 설명한 권취 보빈(140)으로 권취하고, 그 타면은 상기 제 2 권취 보빈에 의해 권취하게 된다. 이렇게 함으로써 한번의 공정으로 상기 음극판(130)의 양면을 모두 이용하여 전착시키고, 양면을 모두 박리하여 금속박막을 제조하게 되어 보다 효율적으로 생산할 수 있는 효과를 제공한다.

이렇게, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 표면 금속박막 제조장치를 이용하여 제조되는 금속박막의 구성을 도 6에 도시하였다.

도 6을 참조하면, 음극판(130)을 중심으로 양 측면에 복수의 층(A,B,C)으로 금속박막이 전착되고, 이를 각각 박리하여 권취함으로써 한번의 공정으로 두 시트의 금속박막을 생산할 수 있다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미 로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 다층 표면을 갖는 금속박막 제조장치는 서로 다른 도금액이 수용된 복수의 조를 연속적으로 통과시는 도금 공정을 이용하여 다수의 층으로 이루어진 표면을 갖는 금속박막을 제조할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 다양한 조도를 갖는 음극판 중 원하는 조도의 음극판을 선택하여 이용함으로써, 보다 용이하게 전착되는 금속박막의 조도를 조절할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 도금조에 완전히 침지하여 통과하는 음극판의 양면에 모두 금속박막을 전착시켜 보다 효율적으로 금속박막을 제조할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (8)

1. 전착 금속의 양이온이 포함된 도금액이 수용되어 있는 복수의 도금조;

   복수의 가이드롤에 의해 가이드 되어 무한궤도를 돌면서 상기 복수의 각 도금조를 차례로 통과하여 이동하는 음극판;

   상기 각 도금조 내부로 통과하는 상기 음극판의 일 측면에 소정 거리 이격되어 설치된 애노드; 및

   상기 음극판에 전착된 금속박막을 박리하여 권취하는 권취 보빈;을 포함하는 다층 표면 금속박막 제조장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 음극판은 소정의 넓이를 갖는 얇은 판 형상의 유연한 내열필름인 것을 특징으로 하는 다층 표면 금속박막 제조장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 내열필름은 전기 전도성을 갖는 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 다층 표면 금속박막 제조장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 음극판은 소정의 넓이를 갖는 얇은 판 형상의 유연한 금속 재질로 이루 어진 것을 특징으로 하는 다층 표면 금속박막 제조장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 음극판은 일면 또는 양면이 도전체로 증착 및 도금 처리된 것을 특징으로 하는 다층 표면 금속박막 제조장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 도전체는 구리(Cu), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 스테인레스(Stainless) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다층 표면 금속박막 제조장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 복수의 도금조는 각각의 도금조에 서로 다른 도금액이 수용된 것을 특징으로 하는 다층 표면 금속박막 제조장치.
8. 전착 금속의 양이온이 포함된 도금액이 수용되어 있는 복수의 도금조;

   복수의 가이드롤에 의해 가이드 되어 무한궤도를 돌면서 상기 복수의 각 도금조를 차례로 통과하여 이동하는 얇은 판 형상의 음극판;

   상기 각 도금조 내부로 통과하는 상기 음극판의 일 측면에 소정 거리 이격되어 설치된 제 1 애노드;

   상기 각 도금조 내부로 통과하는 상기 음극판을 기준으로 상기 제 1 애노드 가 설치된 반대측 타 측면에 소정 거리 이격되어 설치된 제 2 애노드;

   상기 음극판의 일면에 전착된 금속박막을 박리하여 권취하는 제 1 권취 보빈; 및

   상기 제 2 애노드에 의해 상기 음극판의 타면에 전착된 금속박막을 박리하여 권취하는 제 2 권취 보빈;을 포함하는 다층 표면 금속박막 제조장치.

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