KR101192667B1 - 통신용 커넥터 및 그 표면처리방법 - Google Patents

통신용 커넥터 및 그 표면처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 최근 스마트폰의 신호 트래픽 증가에 따른 이동통신 시스템에 있어서 통신 신호의 원할한 전달에 영향을 미치는 PIMD의 개선을 위한 중요성이 날로 높아지고 있는 상황에서 금속재료 표면의 자성체 금속에 의한 비선형성을 개선하여 안정적인 PIMD를 확보하고 개선하기 위한 도금 처리방법에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은 기존의 내식성을 확보하기 위해 주로 사용해 왔던 니켈도금 등 자성체 금속에 의한 자기(磁氣)적 비선형성이 고주파통신의 통화품질에 영향을 미치는 현상을 개선하며, 아울러 최근 귀금속 은도금의 원자재 폭등에 따른 제조원가 상승 요인에 대처하기 위한 새로운 도금 처리 방법의 필요에 의해 고안된 것이다.
본 발명은 구리합금 및 알루미늄 합금으로 이루어지는 피도금 소재를 전처리하는 단계 (a); 알카리 세정과 알카리 전해 세정 단계 (b); 하지도금으로 동도금을 실시하는 단계 (c); 최종 도금으로서 동-주석-아연의 삼원합금 도금 단계(d)를 하는 것으로 구성된다.

Description

통신용 커넥터 및 그 표면처리방법{The surface treatment method for Radio Communication Connectors using thereof}
본 발명은 통신용 커넥터의 삼원합금 도금에 관한 것으로, 특히 기존의 내식성을 확보하기 위해 사용되어 왔던 니켈도금의 자기적 비선형성을 개선하고 귀금속 소재의 가격상승에 대응하여 효율적인 산업용 도금으로 수동상호변조왜곡(PIMD)등의 전기적 특성개선을 통해 안정적인 통신품질을 확보하기 위한 통신용 커넥터의 표면처리방법에 관한 것이다.
일반적으로 이동통신 분야에서 전기신호의 전달을 위한 접속수단으로 전도성이 양호한 금속체 커넥터를 널리 사용하고 있다.
이러한 통신용 커넥터의 대부분이 황동, 스텐레스 스틸, 알루미늄 등의 금속 소재를 사용하고 있는데 사용 환경에서의 공기 중 부식이 문제가 되는 경우가 많다.
이 경우 마이크로파와 같은 고주파의 RF 신호를 처리하는 경우에는, RF 접속부 표면에 고주파 전류가 최대로 되는 표피효과(Skin Effect)가 발생되어 신호처리의 손실을 야기하는데 부식은 이 손실을 더욱 증가시키는 요인이 된다.
따라서 이동통신에 사용되는 커넥터의 경우 기술적으로 다음과 같은 두 가지 목적이 달성되어야 한다.
첫째, 자기적 비선형성에 의해 발생되는 수동상호변조왜곡(PIMD)의 신호간섭을 최소로 하여 통신신호의 효율을 높여야 한다. 여기에서, 최근 이동통신 시스템상에서 중요한 간섭의 요인으로 대두되고 있는 수동상호변조왜곡(Passive Intermodulation Distortion: 이하, "PIMD"라 함)은 통화품질의 질을 저하시키고 심한 경우 통화 단절현상을 유발하고 있다.
둘째, 고주파 신호의 표피효과(Skin Effect)로 인한 신호의 손실을 증가시키는 부식에 대한 내구성 향상이다.
또한 제한적인 자원의 환경을 고려하여 금도금 및 은도금 등의 귀금속 도금을 대체할 경제적인 도금의 필요성이 대두 되고 있다.
상기한 바와 같은 문제점과 필요성의 해결을 위해, 본 발명은 실외에서 노출되어 안정적으로 사용할 수 있는 경제적이고 내식성이 강한 통신 커넥터의 도금 등 표면 처리에 관한 방법 및 이에 의한 통신용 커넥터를 제안하고자 한다.
또한 이동통신 신호전달의 효율을 제고하기 위하여서는 도금 재료의 자기적 비선형성을 개선하여 수동상호변조왜곡(PIMD)에 의한 신호간섭 및 왜곡을 최소화하는 도금 등의 표면처리방법 및 이에 의한 통신용 커넥터를 제안하고자 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 통신용 커넥터 장치는, 구리합금 및 알루미늄 합금으로 이루어지는 피도금 소재(1)와; 상기 피도금 소재에, 시안화동 20~50 g/ℓ, 시안화소다 40~65 g/ℓ, 가성소다 5~20 g/ℓ, 탄산소다 10~20 g/ℓ, 로셀염 20~60 g/ℓ로 구성된 도금액으로 도금하는 동도금층(2)과; 상기 동도금층의 상부에 45~60중량%의 동과, 17~40중량%의 주석, 그리고 5~27중량%의 아연의 조성을 함유하는 동-주석-아연 삼원합금을 이용하고, 상기 삼원합금을 얻기 위해 시안화소다(또는 시안화칼륨) 30~75 g/ℓ, 시안화동 8~37 g/ℓ, 가성소다(또는 가성칼륨) 2~40 g/ℓ, 주석산소다(또는 주석산칼륨) 5~140 g/ℓ, 시안화아연 1~10 g/ℓ, 로셀염 50~200 g/ℓ를 함유하는 도금액으로 도금하는 삼원합금 도금층(3)을 구비함으로써 달성할 수 있다.
또, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신용 커넥터의 표면처리방법은, S10: 구리합금 및 알루미늄 합금으로 이루어지는 피도금 소재의 이물질 및 유기오염물질을 제거 및 세척하는 전처리단계와; S20: 상기 전처리한 피도금 소재를 도금 시 도금층의 밀착력을 강화하기 위해 알카리 세정과 알카리 전해 세정을 행하는 세정단계와; S30: 상기 세정단계에서 잔존한 알칼리처리를 중화하고 또 산화피막 및 무기오염물질을 제거하여 도금전 표면을 활성화시키는 표면활성화단계와; S40: 상기 도금층의 밀착력 강화를 위해 하지도금으로 동도금을 실시하는 하지층 도금단계; 및 S50: 상기 하지층 도금단계 이후, 도금 내식성의 향상과 수동상호변조왜곡(PIMD) 성능 개선을 위해 동-주석-아연의 삼원합금 도금을 실시하는 삼원합금 도금단계;를 구비함으로써 제공할 수 있다.
또, 본 발명의 실시 예에 따른 통신용 커넥터의 표면처리방법은, 피도금 소재 표면에 동도금 하지층을 형성하는 하지층 도금단계와; 상기 하지층 도금단계에서 형성된 동도금 하지층 상에 동-주석-아연을 합금하여 고내식성의 삼원합금 도금하는 삼원합급 도금단계;를 구비하여 2단계 표면처리를 행하는 것으로 함으로써 달성할 수 있다.
이때, 상기 하지층 도금단계는, 상기 하지층 도금단계는, 시안화동 20~50 g/ℓ, 시안화소다 40~65 g/ℓ, 가성소다 5~20 g/ℓ, 탄산소다 10~20 g/ℓ, 로셀염 20~60 g/ℓ의 도금액으로 도금하는 것으로 구성된다.
또, 상기 삼원합금 도금단계는, 45~60중량% 동과, 17~40중량% 주석, 그리고 5~27중량% 아연의 조성을 함유하는 동-주석-아연 삼원합금을 이용하고; 상기 삼원합금을 얻기 위해 시안화소다(또는 시안화칼륨) 30~75 g/ℓ, 시안화동 8~37 g/ℓ, 가성소다(또는 가성칼륨) 2~40 g/ℓ, 주석산소다(또는 주석산칼륨) 5~140 g/ℓ, 시안화아연 1~10 g/ℓ, 로셀염 50~200 g/ℓ를 함유하는 도금액으로 도금하는 것으로 구성된다.
본 발명은 내식성이 검증된 동-주석-아연 삼원합금도금을 도금 재질로 사용함으로써 통신용 커넥터의 외부노출 환경에서도 안정적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 도금 재질의 자기적 비선형성의 개선을 통한 이동통신 장비의 수동상호변조왜곡(PIMD) 성능 개선에도 매우 큰 장점을 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 방법이 적용되는 통신용 커넥터의 일례를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피도금 소재인 통신용 커넥터의 표면처리방법의 전체 공정 흐름도이다. S10은 통신용 커넥터 소재에 묻어있는 이물질 및 유기오염물질을 제거하고 세척하는 단계이고, S20은 전기분해로 탈지세정을 증대시키는 단계이며, S30은 전단계인 알칼리처리를 중화하고 또 산화피막 및 무기오염물질을 제거하여 도금전 표면을 활성화시키는 단계이고, S40은 내식성보호용 하지도금층으로서 동도금을 하는 단계이며, S50은 최종도금단계로서 고내식성 동-주석-아연으로구성되는 동삼원합금도금층을 형성하는 단계이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신용 커넥터의 표면처리방법으로 처리된 도금층의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신용 커넥터의 표면처리방법으로 처리된 통신용 커넥터의 사진이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통신 커넥터의 표면처리 방법 및 이에 의한 통신용 커넥터에 대해 상세히 설명한다.
(실시 예)
도 1과 도 3을 참조하면서 통신용 커넥터 장치의 구성에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 방법이 적용되는 통신용 커넥터의 일례를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신용 커넥터의 표면처리방법으로 처리된 도금층의 단면도를 각각 도시한다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 통신용 커넥터 장치는, 구리합금 및 알루미늄 합금으로 이루어지는 피도금 소재(1)와, 상기 피도금 소재에 도금하는 동도금층(2)과, 상기 동도금층의 상부에 도금하는 삼원합금 도금층(3)을 구비하여 이루어진다.
이때, 상기 삼원합금 도금층(3)은, 상기 피도금 소재에, 시안화동 20~50 g/ℓ, 시안화소다 40~65 g/ℓ, 가성소다 5~20 g/ℓ, 탄산소다 10~20 g/ℓ, 로셀염 20~60 g/ℓ로 구성된 도금액을 사용하여 도금하는 층이다.
또, 상기 삼원합금 도금층(3)은 상기 동도금층의 상부에 45~60중량%의 동과, 17~40중량%의 주석, 그리고 5~27중량%의 아연의 석출조성을 함유하는 동-주석-아연 삼원합금을 이용하고, 상기 삼원합금층을 얻기 위해 시안화소다(또는 시안화칼륨) 30~75 g/ℓ, 시안화동 8~37 g/ℓ, 가성소다(또는 가성칼륨) 2~40 g/ℓ, 주석산소다(또는 주석산칼륨) 5~140 g/ℓ, 시안화아연 1~10 g/ℓ, 첨가제로서 로셀염 50~200 g/ℓ를 함유하는 도금액;을 사용하여 도금하게 된다.
도 1과 도 3에서는 본 발명의 일 실시예가 적용되는 통신용 커넥터의 한 종류로서 도시된 커넥터에만 적용되는 것에 한정되지 않으며, 내식성 확보 및 PIMD 개선을 위해 도금이 수행되는 다양한 종류의 통신용 커넥터에 적용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 도시된 DIN Type 커넥터 이외에도 N Type, TNC Type, BNC Type, SMA Type 등 다양한 종류의 통신용 커넥터에 적용될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신용 커넥터의 표면처리방법에 대해 도 2를 참조하면서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에 의한 통신용 커넥터의 표면처리방법은, S10: 구리합금 및 알루미늄 합금으로 이루어지는 피도금 소재의 이물질 및 유기오염물질을 제거 및 세척하는 전처리단계와; S20: 상기 전처리한 피도금 소재를 도금 시 도금층의 밀착력을 강화하기 위해 알카리 세정과 알카리 전해 세정을 행하는 세정단계와; S30: 상기 세정단계에서 잔존한 알칼리처리를 중화하고 또 산화피막 및 무기오염물질을 제거하여 도금전 표면을 활성화시키는 표면활성화단계와; S40: 상기 도금층의 밀착력 강화를 위해 하지도금으로 동도금을 실시하는 하지층 도금단계; 및 S50: 상기 하지층 도금단계 이후, 도금 내식성의 향상과 수동상호변조왜곡(PIMD) 성능 개선을 위해 동-주석-아연의 삼원합금 도금을 실시하는 삼원합금 도금단계;를 구비함으로써 제공할 수 있다.
상기 단계 S10은 전처리 단계로, 구리합금 및 알루미늄 합금으로 이루어지는 피도금 소재의 이물질 및 유기오염물질을 제거 및 세척하는 단계이다.
단계 S20은 세정단계로, 상기 전처리한 피도금 소재를 도금 시 도금층의 밀착력을 강화하기 위해 알카리 세정과 알카리 전해 세정을 행하는 단계이다. 이것은 전기분해를 행하여 탈지세정을 증대시키는 효과를 갖도록 한다.
단계 S30은 표면활성화단계이며, 상기 세정단계에서 세정후 피도금 소재에 잔존한 알칼리성분을 처리하여 중화하고 또 산화피막 및 무기오염물질을 제거하여 도금전 표면을 활성화시키는 단계이다. 이렇게 함으로써 도금층에 도금액이 침투하기 용이하게 되어 커넥터의 품질이 균질화되는 효과를 갖는다.
단계 S40은 하지층 도금단계로, 상기 도금층의 밀착력 강화를 위해 피도금 소재의 하지도금으로 동도금을 실시하는 단계이다.
단계 S50은 삼원합금 도금단계로, 상기 하지층 도금단계(S40) 이후, 도금 내식성의 향상과 수동상호변조왜곡(PIMD) 성능 개선을 위해 동-주석-아연의 삼원합금 도금을 실시하는 최종 도금단계를 말한다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 통신용 커넥터의 표면처리방법은, 피도금 소재 표면에 동도금 하지층을 형성하는 하지층 도금단계와; 상기 하지층 도금단계에서 형성된 동도금 하지층 상에 동-주석-아연을 합금하여 고내식성의 삼원합금 도금하는 삼원합급 도금단계;를 구비하여 2단계 표면처리를 행하는 것으로 함으로써 달성할 수 있다.
이때, 상기 하지층 도금단계는, 시안화동 20~50 g/ℓ, 시안화소다 40~65 g/ℓ, 가성소다 5~20 g/ℓ, 탄산소다 10~20 g/ℓ, 로셀염 20~60 g/ℓ로 구성된 도금액을 포함하여 도금하는 것으로 구성된다. 물론 상기 도금액 및 첨가제 도금액의 양은 품질요건 및 수요자의 요청에 의해 변경될 수 있는 것이다. 그러나 상술한 도금액을 필수적으로 포함하는 것이 본 발명의 핵심적인 기술에 해당한다.
또한, 상기 삼원합금 도금단계는, 45~60중량% 동과, 17~40중량% 주석, 그리고 5~27중량% 아연의 조성을 함유하는 동-주석-아연 삼원합금을 이용하고; 상기 삼원합금을 얻기 위해 시안화소다(또는 시안화칼륨) 30~75 g/ℓ, 시안화동 8~37 g/ℓ, 가성소다(또는 가성칼륨) 2~40 g/ℓ, 주석산소다(또는 주석산칼륨) 5~140 g/ℓ, 시안화아연 1~10 g/ℓ, 로셀염 50~200 g/ℓ의 도금액을 사용하여 도금하는 것으로 구성된다.
도 4를 참조하면 이와 같은 방법으로 제조된 본 발명의 실시 예에 따른 통신용 커넥터의 형상을 알 수 있다.
도 4를 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 커넥터의 표면처리가 깔끔할 뿐만 아니라 본 발명이 개선하고자 하였던 이하의 목적을 달성하였음을 확인 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 피도금 소재(1) 상에 동도금하는 하지층 도금층을 형성하고, 그 위에 삼원합금 도금층을 형성하여 2단계 표면처리를 행함으로써 통신용 커넥터의 외부노출 환경에서도 안정적으로 사용할 수 있는 장점을 구현하게 된다.
즉, 본 발명의 실시 예에 따르면 도금 재질의 자기적 비선형성의 개선을 통한 이동통신 장비의 수동상호변조왜곡(PIMD) 성능 개선에도 매우 큰 장점을 가진다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
1: 피도금 소재
2: 동도금 층
3: 삼원합금 도금층

Claims (5)

  1. 통신통 커넥터 장치에 있어서,
    구리합금 및 알루미늄 합금으로 이루어지는 피도금 소재(1)와;
    상기 피도금 소재에, 시안화동 20~50 g/ℓ, 시안화소다 40~65 g/ℓ, 가성소다 5~20 g/ℓ, 탄산소다 10~20 g/ℓ, 로셀염 20~60 g/ℓ로 구성된 도금액으로 도금하는 동도금층(2)과;
    상기 동도금층의 상부에 45~60중량%의 동과, 17~40중량%의 주석, 그리고 5~27중량%의 아연의 조성을 함유하는 동-주석-아연 삼원합금을 이용하고, 상기 삼원합금을 얻기 위해 시안화소다(또는 시안화칼륨) 30~75 g/ℓ, 시안화동 8~37 g/ℓ, 가성소다(또는 가성칼륨) 2~40 g/ℓ, 주석산소다(또는 주석산칼륨) 5~140 g/ℓ, 시안화아연 1~10 g/ℓ, 로셀염 50~200 g/ℓ를 함유하는 도금액으로 도금하는 삼원합금 도금층(3)을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 통신용 커넥터 장치.
  2. 통신용 커넥터의 표면처리방법에 있어서,
    S10: 구리합금 및 알루미늄 합금으로 이루어지는 피도금 소재의 이물질 및 유기오염물질을 제거 및 세척하는 전처리단계와;
    S20: 상기 전처리한 피도금 소재를 도금 시 도금층의 밀착력을 강화하기 위해 알카리 세정과 알카리 전해 세정을 행하는 세정단계와;
    S30: 상기 세정단계에서 잔존한 알칼리처리를 중화하고 또 산화피막 및 무기오염물질을 제거하여 도금전 표면을 활성화시키는 표면활성화단계와;
    S40: 상기 도금층의 밀착력 강화를 위해 하지도금으로 동도금을 실시하는 하지층 도금단계; 및
    S50: 상기 하지층 도금단계 이후, 도금 내식성의 향상과 수동상호변조왜곡(PIMD) 성능 개선을 위해 동-주석-아연의 삼원합금 도금을 실시하는 삼원합금 도금단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 통신용 커넥터의 표면처리방법.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 하지층 도금단계는, 시안화동 20~50 g/ℓ, 시안화소다 40~65 g/ℓ, 가성소다 5~20 g/ℓ, 탄산소다 10~20 g/ℓ, 로셀염 20~60 g/ℓ의 도금액으로 도금하는 것을 특징으로 하는 통신용 커넥터의 표면처리방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 삼원합금 도금단계는, 45~60중량% 동과, 17~40중량% 주석, 그리고 5~27중량% 아연의 조성을 함유하는 동-주석-아연 삼원합금을 이용하고;
    상기 삼원합금을 얻기 위해 시안화소다(또는 시안화칼륨) 30~75 g/ℓ, 시안화동 8~37 g/ℓ, 가성소다(또는 가성칼륨) 2~40 g/ℓ, 주석산소다(또는 주석산칼륨) 5~140 g/ℓ, 시안화아연 1~10 g/ℓ, 로셀염 50~200 g/ℓ를 함유하는 도금액으로 도금하는 것을 특징으로 하는 통신용 커넥터의 표면처리방법.
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