KR100854683B1 - 무선 주파수 필터의 표면처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선통신 시스템에 사용되는 제품의 표면처리 방법에 관한 것으로, 특히 알에프(RF: radio frequency) 시스템에 내장되는 무선 주파수 필터의 하우징 및 커버를 도금하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 무선 주파수 필터의 하우징 및 커버의 표면처리방법에 있어서, 상기 하우징 및 커버를 무전해 니켈 도금 처리하는 과정과 상기 무전해 니켈 도금된 상기 하우징 및 커버를 동도금 처리하는 과정과 상기 동도금된 상기 하우징 및 커버를 니켈과 인과 불소화합물질이 혼합된 용액으로 도금 처리하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 은도금에 비해 비용이 적게 들면서도 은도금과 유사한 RF 특성을 갖도록 하며, 부식이나 변색을 방지하기 위한 별도의 도장공정을 실시하지 않아도 되는 장점이 있다.

무선 주파수 필터, 은도금, 표면처리

Description

무선 주파수 필터의 표면처리방법{PLATING METHOD OF RADIO FREQUENCY FILTER}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 주파수 필터의 표면처리과정을 나타낸 흐름도,

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표면처리 후의 RF 특성과 종래의 은도금 공정에 의한 표면처리 후의 RF 특성을 비교하여 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 무선 주파수 필터의 표면처리과정을 나타낸 흐름도,

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표면처리 후의 RF 특성과 종래의 은도금 공정에 의한 표면처리 후의 RF 특성을 비교하여 나타낸 도면.

본 발명은 무선통신 시스템에 사용되는 제품의 표면처리 방법에 관한 것으로, 특히 알에프(RF: radio frequency) 시스템에 내장되는 무선 주파수 필터의 표 면처리 방법에 관한 것이다.

무선 주파수 필터는 통상적으로 소정 대역의 주파수 범위의 신호만을 통과시키고, 그 외 주파수 범위의 신호를 제거하는 기능을 갖는 것으로서 무선통신 분야의 통신품질을 좌우하는 역할을 한다. 무선통신 분야의 제품에서 우선적으로 고려되는 것은 신호의 손실을 최소화하는 것이며, 이를 위해 통상 전도성이 우수한 소재로 표피두께(skin depth)를 높이는 방법이 사용된다. 교류신호는 고주파가 될수록 도선의 내부가 아닌 표면에 집중되어 흐르게 되는데 이를 (표피)효과(skin effect)라 부르며, 주파수에 따라 그 신호가 표면에서 얼마만큼 두께(깊이))까지 흐르는가를 나타내는 지표가 바로 표면깊이이다.

이와 같이 (표피)효과를 잘 이용하면 굳이 전도율이 좋은 금이나 은 등을 부품으로 사용할 필요 없이 부품의 외부를 도금(plating)하는 것에 의해 고주파의 전도율을 높일 수 있고, 교류 손실을 방지할 수 있다.

그러나 신호가 무선 주파수 필터내의 도금된 표면을 따라 흐르면서 신호가 통과 및 처리되는 경우에도 여러 환경조건에 의해 신호중의 일부가 손실되는 것을 피할 수 없기 때문에 이러한 손실을 최소화하기 위한 노력이 요구된다.

무선 주파수 필터에 있어서 신호의 손실을 최소화하기 위해 일반적으로 제품을 은도금한 후 외부환경으로부터 제품을 보호하기 위해 도장을 행하는 방법이 사용되고 있다.

통상적인 도금 및 도장방법은, 먼저 제조된 무선 주파수 필터의 하우징 및 커버를 은도금 처리하여 은도금층을 형성하고, 은도금층이 형성된 하우징 및 커버 를 조립한 후 얻어진 무선 주파수 필터의 외면에 도장을 행하여 도장층을 형성하는 순서로 진행된다. 이와 같이 은을 사용한 도금방식은 표면효과를 고려할 경우, 은의 전기 전도성이 양호하고 타 금속에 비해 상대적으로 손실이 적기 때문에 일반적으로 사용된다. 전형적인 은도금 처리는 침적에 의한다. 이러한 침적식의 도금 방식은 도금액에 부품을 침적하여 도금액과 부품을 전해반응(전기도금) 시켜 도금하는 방식으로 이와 같이 하면 부품의 복잡한 형상을 가지는 표면이 전체적으로 은도금 된다.

그러나, 상기와 같이 은도금을 하는 경우는 가격이 비싸고, 부식 및 변색을 방지하기 위해 도장공정을 추가로 실시해야 하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 은도금에 비해 비용이 적게 들면서도 은도금과 유사한 RF 특성을 갖는 무선 주파수 필터의 표면처리방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 부식방지를 위한 별도의 도장공정이 필요 없는 무선 주파수 필터를 실장하는 하우징과 상기 하우징의 개방된 부분을 덮는 커버의 표면처리방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 주파수 필터의 표면처리방법은 무선 주파수 필터의 표면처리방법에 있어서, 하우징 및 커버를 무전해 니켈 도금 처리하는 과정과 상기 무전해 니켈 도금된 상기 하우징 및 커버를 동도금 처리하는 과정과 상기 동도금된 상기 하우징 및 커버를 니켈과 인과 불 소화합물질이 혼합된 용액으로 도금 처리하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 니켈과 인과 불소화합물질의 혼합비율은 니켈이 80 내지 90%, 인이 8 내지 15%, 불소화합물이 2 내지 5% 정도인 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선통신용 제품의 표면처리방법은 무선 주파수 필터의 표면처리방법에 있어서, 상기 하우징 및 커버를 무전해 니켈 도금 처리하는 과정과 상기 무전해 니켈 도금된 상기 하우징 및 커버를 동도금 처리하는 과정과 상기 동도금된 상기 하우징 및 커버를 니켈과 주석이 혼합된 용액으로 도금 처리하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 니켈과 주석의 혼합비율은 3:7 정도인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 주파수 필터의 표면처리과정을 나 타낸 흐름도이다.

먼저, 무선 주파수 필터의 하우징과 커버를 35℃ 내지 45℃에서 3 내지 7분간 초음파 세척하여(101 단계) 표면을 깨끗하게 한 후, 알칼리 식각조(etching bath)에 담궈 60℃ 내지 70℃에서 20 내지 40초정도 침지시킨다(102단계). 침지 후 3단 수세조에서 순차적으로 세척한 후(103 단계) 황산(AL-103)에 10 내지 40초정도 침적하여 하우징과 커버 표면의 도금층간의 전착력을 향상시키기 위해 스머트 및 SI를 제거한 후(104 단계) 3단 수세조에서 순차적으로 세척한다(105 단계).

세척한 후 황산(AL-104)에 10 내지 40초정도 침적하여 산화피막을 제거하고 활성화시킨 후(106 단계) 3단 수세조에서 순차적으로 세척한다(107 단계). 세척 후 6~8kg/㎠의 힘으로 에어(air) 세척하여 하우징 및 커버의 가공홀의 이물질 및 질산을 제거한다(108 단계).

다시 하우징 및 커버를 수세하고(109 단계) 20 내지 40초간 징케이트 처리하여 아연치환한 후(110 단계), 3단 수세조에서 순차적으로 세척한다(111 단계).

수세 후 85℃ 내지 90℃에서 10분간 무전해 니켈 도금을 실시한 후(112 단계) 50℃에서 1분간 동 하지도금을 실시하고(113 단계), 65℃에서 30분 내지 1시간 동안 전해 동도금을 실시한다(114 단계). 이때, 상기 동도금은 은도금과 유사한 효과의 표피효과를 얻기 위하여 10 내지 20㎛ 정도 두께로 형성한다.

동도금 실시후 3단 수세조에서 순차적으로 세척하고(115 단계) 45℃에서 KP도금을 실시한다(116 단계). 본 명세서에서 KP 도금이라 함은 니켈과 주석을 포함하는 이원합금 도금욕에서 도금함을 의미하며, 니켈과 주석의 혼합비율은 3:7 정도 가 되도록 한다. 또한, 습도, 온도 등의 도금 후 제품의 환경조건을 만족하도록 KP 도금의 두께는 0.1 내지 1㎛ 정도로 형성한다. KP 도금 후(116 단계) 3단 수세조에서 순차적으로 세척한다(117 단계).

세척 후 하우징 및 커버를 85℃ 내지 90℃에서 탕세 처리하고(118 단계) 탈수시켜 원심력으로 표면의 물기를 제거한 후(119 단계) 6 내지 8kg/㎠의 힘으로 에어 건조시켜 표면의 물기를 완전히 제거한다(120).

이때, 상기 KP도금 후에 변색방지를 위해 변색방지제가 들어있는 도금조에서 도금하는 과정을 더 포함한다.

도 2 및 하기 표 1.은 전술한 실시예인 KP도금 공정에 의한 표면처리 후의 무선 주파수 필터의 특성과 종래의 은도금 공정에 의한 표면처리 후의 무선 주파수 필터의 특성을 나타낸 것이다. 도 2의 a는 KP도금 공정에 의한 표면처리 후의 RF 특성을, 도 2의 b는 은도금 공정에 의한 표면처리 후의 RF 특성을 나타낸 것이고, 표 1은 각각의 Qu 값을 비교하여 나타낸 것이다. 참고로, Qu는 제한된 공동(cavity) 내의 Q를 의미하며, Q는 공진하는 기기 또는 회로의 공진비율을 나타내는 것으로 Q값이 높을수록 공진량이 많음을 의미한다. 또한, 대역통과필터(BPF), 공진기, 발진기 등과 같이 특정 주파수 스펙트럼에서 샤프하게 에너지가 뜨는 경우, 그 파형의 에너지 집중도를 표현할 때도 Q 값을 사용한다. 이 경우 Q = 중심주파수/3dB로 나타내며, Q 값이 높다는 것은 에너지가 샤프하게 집중된다는 의미이다.

표면처리공정 구분	KP도금	은도금
Qu	8686	8878

도 2의 a, b 및 표 1.을 통해 KP도금에 의한 표면처리 후의 무선 주파수 필터의 특성과 은도금에 의한 표면처리 후의 무선 주파수 필터의 특성이 거의 유사함을 알 수 있다. 반면, 도금재료의 비용면에서 보면 KP도금의 재료인 니켈과 주석이 은에 비해 단가가 크게 낮으므로 KP 도금에 의한 표면처리가 은도금에 의한 표면처리에 비해 훨씬 경제적이다. 따라서 은도금에 비해 경제적인 KP 도금을 이용하여 은도금과 유사한 특성을 갖는 주파수 필터를 구현할 수 있다.

또한, 표면처리에 의한 무선 주파수 필터의 균열 및 부식방지효과를 테스트하기 위하여 염수분무를 통한 내염수성 시험을 행한 결과, KP 도금이 은도금에 비해 내식성이 뛰어남을 확인할 수 있었다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 무선 주파수 필터의 표면처리과정을 나타낸 흐름도이다.

먼저, 무선 주파수 필터의 하우징과 커버를 35℃ 내지 45℃에서 3 내지 7분간 초음파 세척하여(201 단계) 표면을 깨끗하게 한 후, 알칼리식각조(etching bath)에 담궈 60℃ 내지 70℃에서 20 내지 40초정도 침지시킨다(202단계). 침지 후 3단 수세조에서 순차적으로 세척한 후(203 단계) 황산(AL-103)에 10 내지 40초정도 침적하여 하우징과 커버 표면의 도금층간의 전착력을 향상시키기 위해 스머트 및 SI를 제거한 후(204 단계) 3단 수세조에서 순차적으로 세척한다(205 단계).

세척한 후 황산(AL-104)에 10 내지 40초정도 침적하여 산화피막을 제거하고 활성화시킨 후(206 단계) 3단 수세조에서 순차적으로 세척한다(207 단계). 세척 후 6~8kg/㎠의 힘으로 에어(air) 세척하여 하우징 및 커버의 가공홀의 이물질 및 질산 을 제거한다(208 단계).

다시 하우징 및 커버를 수세하고(209 단계) 20 내지 40초간 징케이트 처리하여 아연치환한 후(210 단계), 3단 수세조에서 순차적으로 세척한다(211 단계).

수세 후 85℃ 내지 90℃에서 10분간 무전해 니켈 도금을 실시한 후(212 단계) 50℃에서 1분간 동 하지도금을 실시하고(213 단계), 65℃에서 30분 내지 1시간 동안 전해 동도금을 실시한다(214 단계). 이때, 상기 동도금은 은도금과 유사한 효과의 표피효과를 얻기 위하여 15 내지 20㎛ 정도 두께로 형성한다.

동도금 실시후 3단 수세조에서 순차적으로 세척하고(215 단계) 90℃에서 KOCP도금을 실시한다(216 단계). 본 명세서에서 KOCP 도금이라 함은 니켈과 인과 불소화합물질을 포함하는 3원합금 도금욕에서 도금함을 의미하며, 니켈과 인과 불소화합물의 혼합비율은 니켈이 80 내지 90%, 인이 8 내지 15%, 불소화합물이 2 내지 5% 정도가 되도록 한다. 또한 도금 후 제품의 환경조건(예을 들면 습도, 온도 등)을 만족하도록 KOCP 도금의 두께는 1 내지 2㎛ 정도로 형성한다. KOCPP 도금 후(216 단계) 3단 수세조에서 순차적으로 세척한다(217 단계).

세척 후 하우징 및 커버를 85℃ 내지 90℃에서 탕세 처리하고(218 단계) 탈수시켜 원심력으로 표면의 물기를 제거한 후(219 단계) 6 내지 8kg/㎠의 힘으로 에어 건조시켜 표면의 물기를 완전히 제거한다(220).

도 4 및 하기 표 2.는 전술한 실시예인 KOCP도금 공정에 의한 표면처리 후의 무선 주파수 필터의 특성과 종래의 은도금 공정에 의한 표면처리 후의 무선 주파수 필터의 특성을 나타낸 것이다. 도 4의 a는 KOCP도금 공정에 의한 표면처리 후의 RF 특성을, 도 4의 b는 은도금 공정에 의한 표면처리 후의 RF 특성을 나타낸 것이고, 표 2는 각각의 Qu 값을 비교하여 나타낸 것이다.

표면처리공정 구분	KOCP도금	은도금
Qu	8750	8878

도 4의 a, b 및 표 2.를 통해 KOCP도금에 의한 표면처리 후의 무선 주파수 필터의 특성과 은도금에 의한 표면처리 후의 무선 주파수 필터의 특성이 거의 유사함을 알 수 있다. 반면, 도금재료의 비용면에서 보면 KOCP도금의 재료인 니켈과 인과 불소함유소재가 은에 비해 단가가 크게 낮으므로 KOCP 도금에 의한 표면처리가 은도금에 의한 표면처리에 비해 훨씬 경제적이다. 따라서 은도금에 비해 경제적인 KOCP 도금을 이용하여 은도금과 유사한 특성을 갖는 무선 주파수 필터를 구현할 수 있다.

또한, 표면처리에 의한 무선 주파수 필터의 균열 및 부식방지효과를 테스트하기 위하여 염수분무를 통한 내염수성 시험을 행한 결과, KOCP 도금이 은도금에 비해 내식성이 뛰어남을 확인할 수 있었다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 예를 들면, 본 발명의 실시예의 설명에서는 도금 전처리 공정에 대해 구체적으로 기술하였으나, 일반적으로 무선 통신용 제품의 하우징 및 커버는, 알루미늄, 마그네슘, 철 및 구리로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 금속 또는 이들 중 2종 이상의 합금을 재료로 하여 절삭 가공이나 캐스팅과 같은 방법으로 제조되 기 때문에 이에 대한 도금 전처리는 표면 재질에 따라 종래의 방법 중에서 적절하게 선택하여 행할 수 있다. 즉, 표면이 알루미늄 재질인 경우에는, 탈지, 알칼리 처리, 디스머트 처리 및 알칼리 아연 처리 단계로 이루어지는 도금 전처리 공정을 행하고, 일반 철강 합금 소재인 경우에는 알칼리 탈지, 산세, 전해탈지 및 활성화 단계로 이루어지는 도금 전처리 공정을 행한다.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 은도금에 비해 경제적인 KP 및 KOCP 도금을 이용하여 은도금과 유사한 특성을 갖는 무선 주파수 필터를 구현함으로써 경제적으로 제품을 제조할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 은도금에 비해 균열 또는 부식을 방지하는 효과가 우수하여 별도의 도장공정을 실시하지 않아도 되는 장점이 있다.

Claims (5)

1. 무선 주파수 필터를 실장하는 하우징과 상기 하우징의 개방된 부분을 덮는 커버의 표면처리방법에 있어서,

   상기 하우징 및 커버를 무전해 니켈 도금 처리하는 과정과

   상기 무전해 니켈 도금된 상기 하우징 및 커버를 동도금 처리하는 과정과

   상기 동도금된 상기 하우징 및 커버를 니켈과 인과 불소화합물질이 혼합된 용액으로 도금 처리하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 필터의 표면처리방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 니켈과 인과 불소화합물질의 혼합비율은

   니켈이 80 내지 90%, 인이 8 내지 15%, 불소화합물이 2 내지 5% 정도인 것을 특징으로 하는 무선 주파수 필터의 표면처리방법.
3. 무선 주파수 필터를 실장하는 하우징과 상기 하우징의 개방된 부분을 덮는 커버의 표면처리방법에 있어서,

   상기 하우징 및 커버를 무전해 니켈 도금 처리하는 과정과

   상기 무전해 니켈 도금된 상기 하우징 및 커버를 동도금 처리하는 과정과

   상기 동도금된 상기 하우징 및 커버를 니켈과 주석이 혼합된 용액으로 도금 처리하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 필터의 표면처리방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 니켈과 주석이 혼합된 용액으로 도금처리하는 과정 후, 변색방지제 처리과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 필터의 표면처리방법
5. 제 3 항에 있어서, 상기 니켈과 주석의 혼합비율은 3:7인 것을 특징으로 하는 무선 주파수 필터의 표면처리방법.

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