KR101225341B1

KR101225341B1 - electroforming apparatus

Info

Publication number: KR101225341B1
Application number: KR1020100074332A
Authority: KR
Inventors: 이호범
Original assignee: 레이젠 주식회사
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2013-01-23
Also published as: KR20120021446A

Abstract

두께가 균일한 고정밀도의 대면적 전착물을 얻을 수 있도록 구성된 전주장치가 제공된다. 상기 전주장치는, 개구된 상부로 유입되는 전주액을 하부에 형성된 전주액 배출관을 통해 그 하부에 위치되는 회수조로 배출하는 외측전해조와; 상부가 개구되어 상기 외측전해조의 내부에서 회전되도록 설치되며, 캐소드 전극으로 하부에 형성된 전주용의 형부재인 마스터 베이스를 갖는 전주조와; 애노드 전극이 형성되어 상기 전주조의 상부에서 회전되도록 설치되며, 전주되는 금속이 내장되는 금속 함들이 원호상으로 이격 배열 구성되어 상기 애노드 전극에 선택적으로 접속되는 분극 클램프를 적어도 한 쌍 이상 갖는 로터리 분극 클램프와; 관통된 전주액 유동 접촉구가 다수 형성되어 상기 로터리 분극 클램프의 하부에 결합되며 상기 로터리 분극 클램프의 회전에 의해 상기 마스터 베이스의 표면에 전착되는 전착물의 두께를 균일하게 평탄화 하는 유동접촉전류 제어판과; 상기 전주조의 캐소드 전극와 로터리 분극 클램프의 애노드 전극에 전원을 공급하는 전원공급장치와; 상기 회수조의 전주액을 여과하여 상기 로터리 분극 클램프의 중앙부를 통하여 상기 전주조에 전주액을 공급하는 전주액공급장치와; 상기 전주조와 로터리 분극 클램프를 같은 방향, 다른 회전속도로 회전시키는 동력전달장치를 포함하여 구성된다. An electroforming apparatus is provided which is configured to obtain a high-precision large area electrodeposition with a uniform thickness. The electroplating apparatus includes: an outer electrolytic tank for discharging the electroplating liquid flowing into the opened upper portion to a collecting tank located below the electroplating liquid discharge pipe formed at the lower portion; An electro-casting tank having an upper part opened to rotate inside the outer electrolytic bath and having a master base which is a mold member for electric poles formed at a lower portion by a cathode; A rotary polarization clamp having at least one polarization clamp formed with an anode electrode and installed so as to rotate on an upper portion of the electroforming die, and having metal poles embedded therein arranged in an arc shape to be selectively connected to the anode electrode. Wow; A flow contact current control panel having a plurality of through-hole liquid flow contact holes formed therein, coupled to a lower portion of the rotary polarization clamp, to uniformly flatten the thickness of the electrodeposited electrode on the surface of the master base by rotation of the rotary polarization clamp; A power supply device for supplying power to the cathode electrode of the electroforming and the anode electrode of the rotary polarization clamp; A electrolytic solution supply device for filtering the electroforming solution of the recovery tank and supplying the electroforming solution to the electroforming bath through the central portion of the rotary polarization clamp; It comprises a power transmission device for rotating the electro-casting and the rotary polarization clamp at the same direction, different rotation speed.

Description

Electroforming apparatus

본 발명은 전주장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전주로서 고정밀도의 대면적 전착물(electrodeposit of big surface panel type)을 얻을 수 있도록 구성된 전주장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pole apparatus, and more particularly, to a pole apparatus configured to obtain an electrodeposit of big surface panel type as a pole.

일반적으로, BLU(back light unit)와 같은 전자기기의 부품은 도광판(Light Guide Plate : LGP), 반사판 등과 같은 시트들이 많이 사용되고 있다. 상기와 같은 BLU 부품 이외에도 전자기기의 부품 중 상당수의 소자는 니켈(Ni)과 구리(Cu)와 같은 금속소재의 제품이 많이 사용되고 있으며, 이러한 금속 소재의 부품은 주로 전주법(electroforming method)으로 제조된다. In general, a sheet such as a light guide plate (LGP), a reflector, and the like is used as a component of an electronic device such as a BLU (back light unit). In addition to the BLU components described above, many of the components of electronic devices are made of metal materials such as nickel (Ni) and copper (Cu), and these metal materials are mainly manufactured by electroforming method. do.

전주법은 박리피막을 부여한 모형상에 금속을 전착시킨 후 그 전착금속을 분리하여 모형 표면과 반대의 요철의 제품을 얻든가 그의 전착 금속 표면에 다시 분리피막 처리를 하여 금속을 전착시켜서 분리하면 최초의 모형과 같은 요철을 갖는 제품을 얻는 방법으로 전기 도금이 가능한 금속이나 합금이면 원칙적으로 전주의 대상이 되는데 조업기술의 난이도나 가격면에서 구리(Cu), 니켈(Ni)이 주로 사용되고 있다. 전주의 이점은 복잡하거나 미세한 형상물의 전사, 복제, 가공방법에서는 불가능한 시뮬레스 일체 구조물의 제조가 가능하며 전착시간이 비교적 길다. The electrodeposition method is to deposit the metal on the model to which the exfoliation coating is applied and then remove the electrodeposited metal to obtain the product of irregularities opposite to the surface of the model, or to apply the separation coating on the surface of the electrodeposited metal and electrodeposit the metal to separate it. As a method of obtaining a product having irregularities like a model, a metal or an alloy capable of electroplating becomes a subject in principle, and copper (Cu) and nickel (Ni) are mainly used in terms of difficulty of operation technology and price. The advantage of the pole is that it is possible to manufacture a single-piece simul- ture structure, which is impossible in the method of transferring, duplicating and processing complex or fine shapes, and the electrodeposition time is relatively long.

통상의 니켈(Ni) 전주에서 전류밀도 5∼10A/dm2로 전주하면 0,5mm의 두께까지는 5∼10시간이 필요하고 수 cm의 두께의 전주는 수주간의 전착시간이 필요하다. 그래서 캐소드(cathode) 부근의 전주액을 강하게 교반함으로써 고전류밀도에서의 전착을 가능하게 하고, 이것에 의한 고속전주가 시도되고 있다.In the case of a conventional nickel (Ni) pole with a current density of 5 to 10 A / dm 2, a thickness of 0 to 5 mm is required for 5 to 10 hours, and a pole of several cm in thickness requires several weeks of electrodeposition time. Therefore, the electrodeposition at high current density is made possible by vigorously stirring the electroplating liquid near a cathode, and the high speed electroforming by this is attempted.

그러나 일반적인 전주장치를 이용하여 고정밀도의 대면적(판형상) 전착물을 얻기 위하여는 많은 불편함이 있었다. 왜냐하면, 캐소드 전극에 연결된 전주몰드(또는 "마스터 몰드", "마스터 베이스"라고도 칭함)에 금속을 전주시키는 경우 전주몰드의 중앙부분 보다는 에지(edge)부분에 더 많은 전류가 흐르기 때문에 중앙부분 보다는 에지부분의 두께가 더 두텁게 되어 일정한 두께의 전착물을 얻기가 매우 힘들었다. 따라서 고정밀도의 대면적 전착물을 얻기 위하여는 정밀한 기계를 이용하여 후 가공하는 공정이 추가되는 등 불편이 있었다. However, there was a lot of inconvenience in order to obtain a high-precision large area (plate-shaped) electrodeposition material using a general pole casting apparatus. This is because when the metal is transferred to the pole mold (or "master mold" or "master base") connected to the cathode electrode, more current flows to the edge portion than the center portion of the pole mold, so that the edge rather than the center portion The thicker portion of the part made it very difficult to obtain a uniform thickness of electrodeposits. Therefore, in order to obtain a high-precision large area electrodeposition product, there was an inconvenience such as adding a post-processing process using a precise machine.

따라서 본 발명의 목적은 두께가 일정한 고정밀도의 대면적 전착물을 얻을 수 있는 전주장치를 제공함에 있다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an electroforming apparatus capable of obtaining a large area electrodeposited material having a constant thickness.

본 발명의 다른 목적은 대면적 전착물의 평면을 평활화하여 전착할 수 있는 유동 접촉 전류 제어판을 갖는 전주장치를 제공함에 있다. It is another object of the present invention to provide a pole apparatus having a flow contact current control panel capable of electrodeposition by smoothing the plane of a large area electrodeposition.

본 발명의 또 다른 목적은 전주액으로 채워진 전주조의 전류 밀도를 전착물의 두께에 따라 조절하여 전착물의 표면이 균일하게 전주되도록 하는 전주장치를 제공함에 있다. Still another object of the present invention is to provide an electroforming apparatus for controlling the current density of an electroforming bath filled with electroforming solution according to the thickness of the electrodepositing material so that the surface of the electrodepositing material is uniformly electroformed.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 하부프레임 및 그 상부에 결합된 상부프레임과; 상부가 개구되어 상기 하부프레임의 상부에 결합되며 상부로부터 유입되는 전주액을 하부에 형성된 배출관을 통해 회수조로 배출하는 외측전해조와; 상부가 개구되어 상기 외측전해조의 내부에서 회전가능토록 설치되며, 제1전극, 예를 들면, 캐소드(cathode)로 하부에 형성된 흡착구의 진공에 의하여 전주용의 형부재인 마스터 베이스를 진공 흡착하여 내부에 공급된 전주액에 용해된 산화금속을 상기 마스터 베이스에 환원시키는 전주조와; 상기 상부프레임의 하부에서 회전가능토록 설치되며, 제2전극, 예를 들면, 애노드(anode)가 형성되어 니켈, 구리 등의 산화금속이 내장되는 금속 함들이 원호상으로 이격 배열 구성되어 상기 제2전극에 선택적으로 접속되는 분극 클램프를 적어도 한 쌍 이상 갖는 로터리 분극 클램프와; 상하 관통된 전주액 유동 접촉구가 다수 형성되어 상기 로터리 분극 클램프의 하부에 결합되며 상기 로터리 분극 클램프의 회전에 의해 상기 마스터 베이스의 표면에 전착되는 전착물의 두께를 균일하게 평활화 하는 유동 접촉 전류 제어판과; 상기 상부프레임과 하부프레임에 각각 설치된 제1 및 제2회전모터들과, 상기 제1 및 제2회전모터의 회전축과 상기 로터리 분극 클램프의 회전축과 전주조의 회전축에 각각 밸트풀리로 연결되어 상기 로터리 분극 클램프와 전주조를 회전시키는 동력전달장치와; 상기 전주조의 제1전극과 로터리 분극 클램프의 제2전극에 전압을 인가하는 전원장치를 포함하여 구성되며, 상기 제1전극과 제2전극은 브러시타입의 전극임으로 하는 것이 바람직하다. The present invention for achieving the above object, the lower frame and the upper frame coupled to the upper; An outer electrolytic tank having an upper portion coupled to an upper portion of the lower frame and discharging the electroforming solution flowing from the upper portion to a recovery tank through a discharge pipe formed at the lower portion; The upper part is opened so as to be rotatable inside the outer electrolytic cell, and vacuum-adsorbs the master base, which is a mold member for electric pole, by the vacuum of the suction hole formed in the lower part with a first electrode, for example, a cathode. A precast bath for reducing the metal oxide dissolved in the supplied electroforming solution to the master base; A second electrode, for example, an anode is formed so as to be rotatable in the lower part of the upper frame, and the metal boxes in which metal oxides such as nickel and copper are embedded are arranged to be spaced apart in an arc shape. A rotary polarization clamp having at least one pair of polarization clamps selectively connected to the electrodes; A flow contact current control panel having a plurality of upper and lower perforated fluid flow contact holes formed to be coupled to the lower portion of the rotary polarization clamp, and smoothing the thickness of the electrodeposited electrode deposited on the surface of the master base by rotation of the rotary polarization clamp; ; The rotary polarization is connected to the first and second rotary motors respectively installed in the upper frame and the lower frame, the rotary shafts of the first and second rotary motors, the rotary shafts of the rotary polarization clamps, and the rotary shafts of the electro-cast casting, respectively. A power transmission device for rotating the clamp and the electric casting; It comprises a power supply for applying a voltage to the first electrode of the pre-cast and the second electrode of the rotary polarization clamp, it is preferred that the first electrode and the second electrode is a brush type electrode.

상기 구성 중 로터리 분극 클램프의 회전속도는 전주조의 회전속도보다 더 빠르게 회전토록 하는 것이 좋으며, 바람직하게는 로터리 분극 클램프의 회전속도가 전주조의 회전속도 보다 약 1.5배~2배 빠르게 하는 것이 좋다. The rotational speed of the rotary polarization clamp of the configuration is preferably to rotate faster than the rotational speed of the pre-casting, preferably, the rotational speed of the rotary polarization clamp is about 1.5 to 2 times faster than the rotational speed of the pre-casting.

상기 유동 접촉 전류 제어판에 형성된 전주액 유동 접촉구는 상기 전주조내에 채워지는 전주액을 상기 마스터 베이스의 표면에 적절하게 유동 접촉시킬 수 있도록 1 ~ 5센티미터의 지름으로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 전주액 유동 접촉구의 직경이 1센티미터 이하인 경우 전착량이 적어 장시간 동안 전주조를 작동시켜야 하고, 5센티미터를 초과하는 경우에는 모서리 부분의 전착량이 증대됨으로 균일한 전착을 기대할 수 없기 때문이다. The fluid injection contact hole formed in the flow contact current control panel is preferably formed with a diameter of 1 to 5 centimeters so that the fluid injection fluid filled in the electroforming bath can be properly brought into fluid contact with the surface of the master base. This is because when the diameter of the electrolytic solution flow contact hole is less than 1 centimeter, the amount of electrodeposition is small to operate the precasting for a long time, and when it exceeds 5 centimeters, the electrodeposition amount of the edge portion is increased, so that uniform electrodeposition cannot be expected.

상기 로터리 분극 클램프는 중심축에 관통된 전주액 공급구가 형성되며, 상기 전주액 공급구의 상부에는 여과된 전주액(전해액)을 공급하는 전주액 공급라인이 로터리 조인트(rotary joint)에 연결되어 제2전극의 중심으로 고속으로 전주액을 공급하도록 구성하여 상기 분극 클램프들의 전류 분할에 의한 전주가 행하여지도록 구성되어 있다. The rotary polarization clamp has a electroforming solution supply hole penetrated through a central axis, and an electroforming solution supply line for supplying a filtered electroforming solution (electrolyte solution) is connected to a rotary joint at an upper portion of the electroforming solution supply port. It is configured to supply the electroplating solution at high speed to the center of the two electrodes so that the electroforming is performed by current division of the polarization clamps.

상술한 바와 같은 본 발명은 회전되는 제2전극인 애노드의 중심축에서 고속으로 전주액을 공급함과 동시에 분극 클램프들 선택적으로 상기 제2전극에 접속시켜 전류 분할 공급이 가능한 로터리 분극 클램프를 회전시킴으로 제1전극인 캐소드에 연결된 마스터 베이스의 표면에 균일한 전착을 할 수 있다. 또한, 마스터 베이스의 표면에 전착된 전착물의 평활화를 위해 유동 접촉 전류 제어판을 마스터 베이스의 상부에 근접(또는 밀착)하여 회전시킴으로써 응력이 없는 전착이 가능하여 전체적으로 균일전착을 할 수 있다. The present invention as described above, by supplying the electroplating solution at a high speed from the center axis of the anode, which is the second electrode to be rotated at the same time, the polarization clamps are selectively connected to the second electrode to rotate the rotary polarization clamp capable of supplying current divided Uniform electrodeposition can be performed on the surface of the master base connected to the cathode as one electrode. In addition, in order to smooth the electrodeposition electrodeposited on the surface of the master base, the flow contact current control panel is rotated in close proximity (or close contact) to the upper portion of the master base to enable electrodeposition without stress and thus uniform electrodeposition as a whole.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전주 장치의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 전주장치의 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 전주조 및 그 주변의 상세 구성을 나타내는 사시도.
도 4는 도 2에 도시된 분극 클램프의 전류량 조절의 상관관계를 설명하기 위한 도면.
도 5a, 도 5b는 도 2 및 도 3에 도시된 전주 전착물과 그 상부에 위치된 유동 접촉 전류 제어판 간의 전착 평탄화를 설명하기 위한 도면. 1 is a perspective view of a pole apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of the electroforming apparatus shown in FIG. 1. FIG.
3 is a perspective view showing a detailed configuration of the electro-casting shown in Figure 1 and its surroundings.
4 is a view for explaining the correlation of the current amount control of the polarization clamp shown in FIG.
5A and 5B are views for explaining electrodeposition planarization between the electrodeposition deposits shown in FIGS. 2 and 3 and the floating contact current control panel located thereon;

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 하기에 설명되는 본 발명의 실시 예는 당업자에게 본 발명의 사상을 충분하게 전달하기 위한 것임에 유의하여야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention can be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. It should be noted that the embodiments of the present invention described below are intended to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전주장치(1)의 하부프레임(12)에는 외측전해조(2)가 설치된다. 상기 외측전해조(2)는 상부가 개구되며 개폐 가능한 덮개(6)가 설치되어 있다. 상기 외측전해조(2)의 내부에는 그 내부에서 회전가능토록 전주조(16)가 도 2와 같이 설치되어 상기 전주조(16)로부터 넘쳐흐르는(over flow) 전주액(102)을 하부의 배출관(5)을 통해 회수조(3)로 회수하도록 되어 있다. 1 to 3, the outer electrolytic bath 2 is installed in the lower frame 12 of the electroforming apparatus 1 according to the embodiment of the present invention. The outer electrolytic tank 2 is provided with a lid 6 which is open at the top and is openable. Inside the outer electrolytic bath 2, the electro-casting body 16 is installed as shown in FIG. 2 so as to be rotatable therein, so that the electro-forming fluid 102 overflowing from the electro-casting body 16 has a lower discharge pipe ( 5) to recover to the recovery tank (3).

상기 전주조(16)는 상부가 개구되어 상기 외측전해조(2)의 내부에서 회전가능토록 설치되며, 제1전극, 예를 들면, 캐소드(cathode)로서 하부에 형성된 흡착구(19)의 진공에 의하여 그 상부에 놓아지는 전주용의 형부재인 마스터 베이스(17)를 진공 흡착하여 내부에 공급된 전주액(102)에 용해된 산화금속을 상기 마스터 베이스(17)에 전착시킨다. The electroforming tank 16 is installed to be rotatable inside the outer electrolytic bath 2 with an upper opening, and is formed in the vacuum of the suction port 19 formed at the lower side as a first electrode, for example, a cathode. The master base 17, which is the mold member for electroforming placed on the upper portion thereof, is vacuum-adsorbed to electrodeposit the metal oxide dissolved in the electroforming solution 102 supplied therein to the master base 17.

이때, 상기 흡착구(19)는 외부 전원공급장치의 제1전극, 예를 들면, 캐소드와 전기적으로 연결된 브러시 캐소드(52)가 외주면에 형성된 캐소드 샤트프(50)의 중심에 형성된 석션튜브(54)에 연결되어 있다. 상기 석션튜브(54)에는 진공펌프(도시하지 않았음)의 작동에 의해 내부의 바닥면에 놓아진 마스터 베이스(17)를 진공 흡착하여 고정한다. In this case, the suction port 19 is a suction tube 54 formed at the center of the cathode shaft 50 formed on the outer circumference of the first electrode of the external power supply, for example, a brush cathode 52 electrically connected to the cathode. ) The suction tube 54 is vacuum-adsorbed and fixed to the master base 17 placed on the bottom surface by the operation of a vacuum pump (not shown).

또한, 상기 캐소드 샤프트(50)는 도면에는 상세하게 도시하지 않았으나 벨트풀리(belt pulley)가 결합되며, 상기 벨트풀리는 하부프레임(12)에 고정 결합된 제1회전모터의 회전축에 결합된 또 다른 벨트풀리에 벨트로 결합되며, 상기 제1회전모터의 구동에 따라 회전된다. In addition, although the cathode shaft 50 is not shown in detail in the drawings, a belt pulley is coupled to the belt pulley, and the belt pulley is another belt coupled to the rotating shaft of the first rotation motor fixedly coupled to the lower frame 12. It is coupled to the pulley by a belt, and rotates according to the driving of the first rotary motor.

한편, 상기 전주조(16)내의 마스터 베이스(17)의 상부측에는 회전체전극(18)이 설치된다. 상기 회전체전극(18)은 외부공급장치의 전원공급단자에 접속된 제2전극, 예를 들면, 애노드(anode)와 전기적으로 연결된 브러시 애노드(42)가 외주면에 형성된 애노드 샤프트(40)를 구비한다. 상기 회전체전극(18)은 도 2와 같이 상기 하부프레임(12)의 상부에 결합된 상부프레임(14)의 하부에서 상기 전주조(16)의 내부로 삽입되는 형태로 회전가능토록 설치된다. On the other hand, the rotor electrode 18 is provided on the upper side of the master base 17 in the electro-casting (16). The rotor electrode 18 includes an anode shaft 40 having a second electrode connected to a power supply terminal of an external supply device, for example, a brush anode 42 electrically connected to an anode. do. The rotating electrode 18 is installed to be rotatable in the form of being inserted into the pre-casting 16 in the lower portion of the upper frame 14 coupled to the upper portion of the lower frame 12 as shown in FIG.

상기 회전체전극(18)은 애노드 전극이 형성되어 니켈, 구리 등의 산화금속이 내장되는 금속 함들이 원호상으로 이격 배열 구성되어 상기 제2전극에 선택적으로 접속되는 분극 클램프(29, 30, 31)를 적어도 한 쌍 이상 가지는 로터리 분극 클램프(28)와, 관통된 전주액 유동 접촉구(26)가 다수 형성되어 전류 제어판 연결고정대(32)를 통해 상기 로터리 분극 클램프(28)의 하부에 결합되며 그 회전에 의해 상기 마스터 베이스(17)의 표면에 전착되는 전착물(100)의 두께를 균일하게 평활화 하는 유동 접촉 전류 제어판(24)으로 구성된다. The rotary electrode 18 has an anode electrode formed therein, and the polarization clamps 29, 30, and 31 which are arranged in a circular arc spaced arrangement of metal boxes containing metal oxides such as nickel and copper are selectively connected to the second electrode. A plurality of rotary polarization clamps 28 and at least one pair of perforated electrolytic fluid flow contacts 26 are formed to be coupled to the lower portion of the rotary polarization clamps 28 through the current control panel connecting rod 32. The rotating contact current control panel 24 smoothes the thickness of the electrodeposition material 100 electrodeposited on the surface of the master base 17 by the rotation.

상기 분극 클램프(29, 30, 31)들은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 원호상으로 서로 분리되어진 금속망의 형태로 내부에 니켈, 구리 등의 산화금속이 넣어지도록 형성되며, 원호상을 기준으로 제2전극에 전기적으로 접속되거나 차단되도록 회로가 형성된다. The polarization clamps 29, 30, and 31 are formed in such a manner as to insert metal oxides such as nickel and copper in the form of metal meshes separated from each other in an arc shape as shown in FIGS. 2 and 3. The circuit is formed to be electrically connected to or disconnected from the second electrode as a reference.

상기 회전체 전극(18)을 구성하는 애노드 샤프트(40)의 중심축은 상하 관통된 전주액 공급구(23)가 형성되며, 상기 전주액 공급구(23)의 상부에는 로터리 조인트(rotary joint)(20)가 연결되어 있다. 상기 로터리 조인트(20)에는 이물질이 여과된 전주액(102)을 공급하는 전주액 공급라인(21)이 연결되며, 상기 전주액 공급라인(21)을 통해 고속으로 전주액(102)을 상기 회전체 전극(18)을 통해 전주조(16)로 공급하도록 구성되어 있다. 또한 상기 상부프레임(14)에는 회전체 전극(18)을 회전시키기 위한 제2회전모터가 설치되고, 상기 회전체전극(18)의 애노드샤프트(40)와 상기 제2회전모터는 벨트와 풀리로 연결되어 회전된다. The center axis of the anode shaft 40 constituting the rotating electrode 18 is formed with a vertical injection hole injection port 23, a rotary joint (rotary joint) (top) 20) is connected. The rotary joint 20 is connected to a total liquid supply line 21 for supplying a total liquid 102 filtered with foreign substances, and the total amount of the electrical liquid 102 is rotated at high speed through the total liquid supply line 21. It is comprised so that it may supply to the electro-casting 16 through all the electrodes 18. As shown in FIG. In addition, the upper frame 14 is provided with a second rotating motor for rotating the rotating electrode 18, the anode shaft 40 and the second rotating motor of the rotating electrode 18 is a belt and pulley Connected and rotated.

이때, 상기 제2회전모터의 회전방향은 전술한 제1회전모터와는 동일방향으로 20~30RPM의 속도로 회전되며, 제1회전모터는 10~20RPM의 속도로 회전하여 유동접촉전류 제어판(24)이 회전에 의해 전주조(16)에 채워진 전주액(102)과 마스터 베이스(17)간의 접촉전류, 즉 전류밀도를 크게 하는 것이 좋다. At this time, the rotation direction of the second rotary motor is rotated at the speed of 20 ~ 30RPM in the same direction as the above-described first rotation motor, the first rotary motor is rotated at a speed of 10 ~ 20RPM flow contact current control panel (24) It is preferable to increase the contact current, i.e., current density, between the electroforming solution 102 and the master base 17 filled in the electroforming bath 16 by rotation.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전주장치(1)의 외측전해조(2)의 하부의 일측에는 도 2에 도시한 바와 같이 전주조(16)로부터 넘쳐 회수되는 전주액(102)을 배출하기 위한 전주액 배출관(5)이 형성되어 있다. 상기 전주액 배출관(5)으로부터 배출되는 전주액(102)은 내부에 다수의 여과필터(4)가 형성된 회수조(3)로 회수된다. 상기 회수조(3)로 회수된 전주액(102)은 내부의 여과필터(4)에 의해 불순물이 여과된 후 전주액 공급장치인 펌프(13)에 의해 고속으로 펌핑되어 전주액 공급라인(21)과 회전체전극(18)을 통해 전주조(16)로 공급된다. 이때, 상기 전주액 공급펌프(13)에 의하여 펌핑되는 유량은 약 8ℓ/sec정도이다. In addition, one side of the lower portion of the outer electrolytic tank 2 of the electroforming apparatus 1 according to an embodiment of the present invention for discharging the electroplating solution 102 overflowed from the electroforming tank 16 as shown in FIG. The electroforming liquid discharge pipe 5 is formed. The electroplating liquid 102 discharged from the electroplating liquid discharge pipe 5 is recovered to a recovery tank 3 in which a plurality of filtration filters 4 are formed therein. After the impurity is filtered by the internal filtration filter 4, the electroplating liquid 102 recovered by the recovery tank 3 is pumped at a high speed by a pump 13 which is a electroplating liquid supply device, and thus the electroplating liquid supply line 21. And the rotating electrode 18 are supplied to the electro-casting 16. At this time, the flow rate pumped by the electroforming liquid supply pump 13 is about 8 l / sec.

도 1에서 미설명된 참조부호 10은 제어박스로서, 외부로터의 전원공급제어, 로터리 분극 클램프(29, 30, 31)의 선택제어, 각종 모터의 제어 등을 수행한다. Reference numeral 10, which is not described in FIG. 1, is a control box, which performs power supply control of an external rotor, selection control of rotary polarization clamps 29, 30, and 31, control of various motors, and the like.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 전주장치(1)의 동작을 도 4와 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. The operation of the electric pole apparatus 1 of the present invention having the above configuration will be described in more detail with reference to FIGS. 4 and 5.

도 1의 전주조(16)의 내측 하부에 전주용의 형부재인 마스터 베이스(17)를 위치시킨 후, 전주장치(1)를 작동시키면, 진공펌프(도시하지 않았음)가 석션튜브(54)내의 공기를 펌핑하여 상기 마스터 베이스(17)를 전주조(16)의 바닥면에 진공흡착시켜 고정한다. When the master base 17, which is a mold member for electric pole, is placed on the inner lower part of the electroforming tank 16 of FIG. 1, and the electromotive apparatus 1 is operated, a vacuum pump (not shown) is provided with a suction tube 54. By pumping the air inside, the master base 17 is fixed by vacuum adsorption on the bottom surface of the electro-casting 16.

이와 같은 상태에서 도 1에 도시된 전주액 공급펌프(13)가 공급되면, 회수조(3)의 내부에 저장된 전주액(102)이 전주액 공급라인(21)과 회전체전극(18)의 중심부에 형성된 전주액 공급구(23)를 통해 전주조(16)로 공급된다. 이때, 회전체전극(18)의 중심축으로 공급되는 전주액(102)의 유속은 약 8ℓ/sec로 고속유량이며, 온도는 약 45도 내지 50도이다. In this state, when the electroplating liquid supply pump 13 shown in FIG. 1 is supplied, the electroplating liquid 102 stored in the recovery tank 3 is connected to the electroplating liquid supply line 21 and the rotor electrode 18. It is supplied to the electroforming tank 16 through the electroplating solution supply port 23 formed in the center part. At this time, the flow rate of the electroforming solution 102 supplied to the central axis of the rotating electrode 18 is about 8 L / sec, and the flow rate is about 45 degrees to about 50 degrees.

이때, 전주조(16)의 캐소드 샤프트(50)에 벨트풀리로 연결된 제1회전모터 및 회전체전극(18)의 애노드샤프트(40)에 벨트풀리로 연결된 제2회전모터가 서로 동일방향으로 회전되고, 외부 전원공급 장치의 전압이 애노드샤프트(40)의 브러시 애노드(42)와 캐소드샤프트(50)의 브러시 캐소드(52)로 공급되면, 전주조(16)는 제1회전모터에 의해 약 10~20RPM의 속도로 회전되고 회전체전극(18)은 제2회전모터에 의하여 20~30RPM으로 회전된다. At this time, the first rotary motor connected to the cathode shaft 50 of the electro-casting 16 by a belt pulley and the second rotary motor connected to the anode shaft 40 of the rotating body electrode 18 by the belt pulley rotate in the same direction. When the voltage of the external power supply device is supplied to the brush anode 42 of the anode shaft 40 and the brush cathode 52 of the cathode shaft 50, the electroforming tank 16 is about 10 by the first rotating motor. It is rotated at a speed of ˜20 RPM and the rotor electrode 18 is rotated at 20 to 30 RPM by the second rotating motor.

상기에서 전주조(16)와 회전체전극(18)의 회전방향을 동일방향으로 하고 그 회전속도를 달리하는 이유는 전주조(16)에 채워진 전주액(102)에 용해된 금속과 전주용의 형부재인 마스터 베이스(17)간의 유동접촉을 크게 하기 위함이다. 이때, 상기 전주조(16)와 회전체전극(18)의 회전속도가 같은 경우에는 유동접촉량이 적고, 회전속도의 차이가 큰 경우에는 상기 전주조(16)에 채우진 전주액(102)의 유동량이 많아져 외측전해조(2)로 넘쳐흐르는 양이 증가하기 때문에 전착 속도가 느리게 되는 등의 문제가 발생하므로 전주조(16)와 회전체전극(18)의 회전속도 차이는 1.5배에서 2배로 설정하는 것이 바람직하다. The reason for changing the rotational speed of the electro-casting body 16 and the rotating body electrode 18 in the same direction in the above is that the metal and the electro-forming solution for the electrolytic solution 102 filled in the electro-casting body 16 are used. This is to increase the flow contact between the master base 17, which is a mold member. At this time, when the rotation speeds of the electro-casting body 16 and the rotating electrode 18 are the same, the flow contact amount is small, and when the difference in the rotational speed is large, the flow amount of the electro-forming liquid 102 filled in the electro-casting body 16. This increases the amount of overflow to the outer electrolytic bath (2), which causes problems such as slow electrodeposition. Therefore, the difference in the rotational speed of the electroforming bath (16) and the rotating electrode (18) is set from 1.5 to 2 times. It is desirable to.

또한, 전주조(16)와 회전체전극(18)이 서로 회전축이 동일 직선상에 있지 않기 때문에 서로 회전할 때 전주조(16)의 중심을 축으로 하여 회전체전극(18)이 편심회전작용을 하기 때문에 전주조(16)에 채워진 전주액(102)의 회전범위를 넓게함과 동시에 회전력을 강하게하여 전주액의 유속을 증대하게 되므로 전주액(102)에 용해된 금속과 전주용의 형부재인 마스터 베이스(17)간의 유동접촉이 크져서 전착물이 빠른속도로 평탄하게 전착된다.In addition, since the main cast 16 and the rotating electrode 18 do not have the same rotation axis in the same straight line, the rotating body electrode 18 eccentrically rotates with the center of the main casting 16 as the axis when rotating. Since the rotation range of the electroplating solution 102 filled in the electroforming casting 16 is widened and the rotational force is increased to increase the flow rate of the electroforming solution, so that the metal melted in the electroforming solution 102 and the mold member for electroforming The flow contact between the master base 17 becomes large, and the electrodeposition material is electrodeposited flatly at a high speed.

이때 마스터 베이스(17)의 크기에 따라서 캐소드샤프트(50)와 애노드 샤프트(40)와의 축간 거리가 50 ~ 150㎜ 사이에서 조정가능한 편심거리를 둔다. At this time, the axial distance between the cathode shaft 50 and the anode shaft 40 according to the size of the master base 17 is adjustable between 50 ~ 150mm.

한편, 회전체전극(18)을 구성하는 로터리 분극 클램프(28)내의 분극 클램프(29, 30, 31)들의 내부에는 전주를 위한 니켈 또는 구리 등의 금속이 채워져 있고, 이들 분극 클램프(29, 30, 31)들은 서로 마주보고 있는 것들이 한 쌍으로 브러시 애노드, 즉 제2전극에 선택적으로 연결된다. On the other hand, the polarization clamps 29, 30, 31 in the rotary polarization clamps 28 constituting the rotating body 18 are filled with metal such as nickel or copper for electric poles, and the polarization clamps 29, 30 31 are selectively connected to the brush anode, ie the second electrode, in pairs facing each other.

이때, 상기 분극 클램프(29, 30, 31)들과 애노드인 제2전극간의 선택적인 연결은 도 4에 도시된 바와 같이 캐소드 전극, 즉, 마스터 베이스(17)에 대한 전착영역에 따라 다르게 설정되어 있다. 이와 같이 전착영역에 따른 분극 클램프(29, 30, 31)의 선택적인 접속은 도 1에 도시된 제어박스(10)내의 조작스위치들을 조절하여 할 수 있다. At this time, the selective connection between the polarization clamps (29, 30, 31) and the anode second electrode is set differently depending on the electrode electrode, that is, the electrode electrode region to the master base 17 as shown in FIG. have. As such, selective connection of the polarization clamps 29, 30, 31 according to the electrodeposition region can be achieved by adjusting the operation switches in the control box 10 shown in FIG.

예를 들어, 캐소드 전극의 전착영역이 도 4의 A와 같은 경우 한 쌍의 분극 클램프(31)만을 브러시 애노드(42)의 전극에 접속하고, 도 4의 C와 같은 경우 셋 쌍의 분극 클램프(29, 30, 31)의 모두를 브러시 애노드(43)의 전극에 접속하여 그 내부에 넣어진 니켈 등과 같은 금속이 전주액에 용해되도록 하는 방식이다.For example, when the electrode electrode region of the cathode is equal to A in FIG. 4, only a pair of polarization clamps 31 are connected to the electrodes of the brush anode 42, and in the case of C in FIG. 4, three pairs of polarization clamps ( 29, 30, and 31 are all connected to the electrodes of the brush anode 43 so that metals such as nickel and the like are dissolved in the electrolytic solution.

상기와 같이 애노드(42)의 전극에 연결된 분극 클램프(29, 30, 31)에 넣어진 금속이 전주액(102)에 용해되면, 상기 전주액(102)에 용해된 금속은 캐소드 전극으로 작용하는 마스터 베이스(17)로 전착된다. 상기 마스터 베이스(17)로 전착되는 전착물(100)은 상기 로타리 분극 클램프(29)의 하부에 결합된 유동 접촉 전류 제어판(24)에 의해 균일한 두께로 평활화 된다. When the metal put in the polarization clamps 29, 30, 31 connected to the electrodes of the anode 42 is dissolved in the electrolytic solution 102, the metal dissolved in the electrolytic solution 102 acts as a cathode electrode. Electrodeposited on the master base 17. Electrodeposited material 100 electrodeposited to the master base 17 is smoothed to a uniform thickness by the flow contact current control panel 24 coupled to the lower portion of the rotary polarization clamp (29).

즉, 회전체전극(18)이 회전되면, 그 하부에 결합된 유동 접촉 전류 제어판(24)이 회전하여 그에 형성된 전주액 유동 접촉구(26)를 통한 전주액(102)이 마스터 베이스(17)의 전착물(100)과 유동접촉하게 된다. 즉, 전류량이 제어된다. 이때 상기 유동 전류 제어판(17)은 합성수지 계열로서 재질의 비중은 1.5~1.6 내외의 것을 사용하는 것이 좋다. That is, when the rotating electrode 18 is rotated, the flow contact current control panel 24 coupled to the lower portion is rotated and the electroplating liquid 102 through the electroplating liquid flow contact hole 26 formed therein is the master base 17 In contact with the electrodeposition 100 of the flow. That is, the amount of current is controlled. At this time, the flow current control panel 17 is a synthetic resin-based specific gravity of the material is preferably used in the 1.5 ~ 1.6 or so.

도 5a에 도시된 바와 같이, 마스터 베이스(17)에 전착된 전착물(100)의 두께가 불균일하여 일부분이 유동 접촉 전류 제어판(24)의 표면에 닿게 되면, 해당 부분에서 전주액(102)의 흐름이 차단되어 전주액(102)을 통한 전류는 거의 흐르지 않게 되어 전착은 이루어지지 않는다. 이에 반하여 유동 접촉 전류 제어판(24)의 전주액 유동 접촉구(26)를 통한 전주액(102)의 흐름은 화살표 방향과 같이 커지게 되어 전주액(102)을 통한 전류가 증가되어 전착물(100)로의 전착량이 증대된다. As shown in FIG. 5A, when the electrodeposition material 100 electrodeposited on the master base 17 is non-uniform, and a portion of the electrode contacts the surface of the flow contact current control panel 24, the portion of the electroplating liquid 102 at that portion may be formed. The flow is interrupted so that the current through the electrolytic solution 102 hardly flows, and thus electrodeposition is not performed. On the contrary, the flow of the electroplating liquid 102 through the electroplating liquid flow contact hole 26 of the flow contact current control panel 24 becomes larger as shown by the arrow, and the current through the electroplating liquid 102 is increased, resulting in the electrodeposition (100). The electrodeposition amount to) is increased.

만약, 마스터 베이스(17)에 전착된 전착물(100)의 두께가 도 5b에 도시된 바와 같은 경우, 전착물(100)의 전착 두께가 두꺼운 영역에서의 전주액(102)의 흐름은 적어져 전착량이 적어진다. 전착물(100)의 전착 두께가 얇은 영역에서 전주액의 흐름은 전주액 유동 접촉구(26)를 통하여 증대되어 전주액을 통한 전류량이 증대되어 전착량이 많아진다.If the thickness of the electrodeposited material 100 electrodeposited on the master base 17 is as shown in FIG. 5B, the flow of the electrodeposition liquid 102 in the region where the electrodeposition thickness of the electrodeposited material 100 is thick becomes small. Electrodeposition amount becomes small. In the region where the electrodeposition thickness of the electrodeposition material 100 is thin, the flow of the electroplating liquid is increased through the electroplating liquid flow contact hole 26 to increase the amount of current through the electroplating liquid, thereby increasing the electrodeposition amount.

상기한 바와 같이 유동 접촉 전류 제어판(24)은 마스터 베이스(17)에 전착된 전착물(100)의 두께에 따라 전주조(16)에 채워진 전주액과 전착물(100)간의 유동 접촉량을 제어하여 전주액(102)을 통해 양극으로부터 음극으로 흐르는 전류량을 제어하여 전착물(100)의 두께를 균일하게 평탄화하는 것을 알 수 있다. As described above, the flow contact current control panel 24 controls the flow contact amount between the electrodeposited liquid filled in the electroforming bath 16 and the electrodeposition 100 according to the thickness of the electrodeposition 100 electrodeposited on the master base 17. By controlling the amount of current flowing from the positive electrode to the negative electrode through the electrolytic solution 102, it can be seen that the thickness of the electrodeposited material 100 is uniformly flattened.

상기 유동접촉 전류 제어판(24)에 형성된 전주액 유동 접촉구(26)의 직경이 1센티미터 이하인 경우, 전주액(102)으로부터 마스터 베이스(17)로 전착되는 양이 매우 적어 회전체전극(18)을 고속으로 회전시켜야 하는 문제가 발생하며, 5센티미터를 초과하는 경우 전주액(102)으로부터 마스터 베이스(17)로 전착되는 양이 많아 두께를 균일하게 평탄화하는 것이 어렵게 됨으로 전주액 유동 접촉구(26)의 직경은 약 1 ~ 5센티미터로 설정하는 것이 바람직하며, 1 ~ 3센티미터로 하는 것이 가장 좋다. When the diameter of the electrolytic solution flow contact hole 26 formed in the flow contact current control panel 24 is 1 centimeter or less, the amount of electrodeposited from the electrolytic solution 102 to the master base 17 is very small, and thus the rotating body electrode 18 is formed. A problem arises in that it rotates at a high speed, and when it exceeds 5 centimeters, the amount of electrodeposition from the electroplating liquid 102 to the master base 17 is high, making it difficult to flatten the thickness uniformly. ) Is preferably set to about 1 to 5 centimeters, most preferably 1 to 3 centimeters.

또한, 전주액 유동 접촉구(16)의 총 면적은 유동 접촉에 의한 전류제어가 최적화되도록 유동 접촉 전류 제어판(24)의 총 면적에 1/4 ~ 3/4 사이로 하는 것이 좋다. In addition, the total area of the electrolytic solution flow contact 16 is preferably between 1/4 and 3/4 of the total area of the flow contact current control panel 24 so as to optimize the current control by the flow contact.

1 : 전주장치, 2 : 외측전해조,
3 : 회수조, 4 : 여과기,
5 : 전주액 배출관, 6 : 덮개,
12 : 하부프레임, 13 : 전주액 공급펌프,
14 : 상부프레임, 16 : 전주조,
17 : 마스터 베이스, 18 : 회전체전극
19 : 흡입구, 20 : 로터리 조인트,
21 : 전주액 공급라인, 22 : 분극 로터리 장치,
23 : 전주액 공급구, 24 : 유동 접촉 전류 제어판,
26 : 전주액 유동 접촉구, 28 : 로터리 분극 클램프,
29, 31, 33 : 분극 클램프, 32 : 전류 제어판 연결고정대
40 : 애노드 샤프트, 42 : 브러시 애노드,
50 : 캐소드 샤프트, 52 : 브러시 캐소드,
54 : 석션 튜브, 100 : 전착물,
102 : 전주액1: electric pole, 2: outer electrolytic tank,
3: recovery tank, 4: filter,
5: total liquid discharge pipe, 6: cover,
12: lower frame, 13: total liquid feed pump,
14: upper frame, 16: pre-casting,
17: master base, 18: rotor electrode
19: suction port, 20: rotary joint,
21: electroforming solution line, 22: polarized rotary device,
23: total liquid supply port, 24: flow contact current control panel,
26: total liquid flow contact hole, 28: rotary polarization clamp,
29, 31, 33: polarization clamp, 32: current control panel connection
40: anode shaft, 42: brush anode,
50: cathode shaft, 52: brush cathode,
54: suction tube, 100: electrodeposition material,
102: total share

Claims

An electroforming apparatus, comprising: an outer electrolytic tank for discharging a electroforming solution flowing into an opened upper portion to a recovery tank through a discharge pipe formed at a lower portion thereof; An electroplating caster having an upper portion opened so as to be rotated in the outer electrolytic tank and having a master base, which is a mold member for electroforming, formed at the lower portion by a cathode; A rotary polarization clamp having at least one pair of polarization clamps formed with an anode electrode formed so as to be rotated on the upper part of the electroforming casting, and metal boxes containing the electroplated metals are arranged in an arc shape and selectively connected to the anode electrode. Wow; A flow contact current control plate having a plurality of perforated electrolytic fluid flow contacts formed therein and coupled to a lower portion of the rotary polarization clamp to uniformly flatten the thickness of the electrodeposited electrode on the surface of the master base by rotation of the rotary polarization clamp; A power supply device for supplying power to the cathode electrode of the electroforming and the anode electrode of the rotary polarization clamp; A electrolytic solution supply device for filtering the electroforming solution of the recovery tank and supplying the electroforming solution to the electroforming bath through the central portion of the rotary polarization clamp; And a power transmission device for rotating the electro-casting and the rotary polarization clamps in the same direction and at different rotational speeds.

The electroforming apparatus according to claim 1, wherein the cathode electrode of the electroforming and the anode electrode of the rotary polarization clamp are brush type electrodes.

The electric pole apparatus according to claim 1, wherein the rotary polarization clamp and the rotational contact current control panel connected thereto are rotated 1.5 to 2 times faster than the rotation speed of the electric casting.

An electric pole apparatus, comprising: a lower frame and an upper frame coupled to the upper frame; An outer electrolytic tank having an upper portion coupled to an upper portion of the lower frame and discharging the electroforming solution flowing from the upper portion to a recovery tank through a discharge pipe formed at the lower portion; The upper part is opened so as to be rotatable inside the outer electrolytic bath, and vacuum-adsorbs the master base, which is a mold member for electroforming, by vacuum of the suction port formed at the lower portion as the cathode electrode to dissolve the metal dissolved in the electroplating solution supplied therein. Electroforming on the master base; The rotary box is installed so as to be rotatable in the lower part of the upper frame, and the metal boxes into which the anode electrode is formed and placed in the metal are arranged in an arc-separated arrangement and have at least one pair of polarization clamps selectively connected to the anode electrode. A polarization clamp; A flow contact current control panel having a plurality of through-hole liquid flow contact holes formed therein, coupled to a lower portion of the rotary polarization clamp, to uniformly flatten the thickness of the electrodeposited electrode on the surface of the master base by rotation of the rotary polarization clamp; The first and second rotary motors respectively installed on the lower frame and the upper frame, the rotary shafts of the first and second rotary motors are connected to the cathode shaft of the pre-casting and the anode shaft of the rotary polarization clamp by a belt pulley, respectively. A power transmission device for rotating the clamp and the electric casting in the same direction; And a power supply for applying a voltage to the anode electrode of the electroforming and the cathode electrode of the rotary polarization clamp.

The electric pole apparatus according to claim 4, wherein the rotary polarization clamp and the rotational contact current control panel connected to the rotary polarization clamp rotate 1.5 to 2 times faster than the rotation speed of the electric casting.

The apparatus according to claim 4 or 5, wherein the size of the electrolytic solution flow contact hole formed in the flow contact current control board is 1 to 3 centimeters.

According to claim 6, The rotary polarization clamp is formed through the electroforming solution through the central axis, the electrolytic solution supply line for supplying the filtered electrophoretic solution is connected to the rotary joint in the upper portion of the electrolytic solution supply anode The electroforming apparatus, characterized in that configured to supply the electroplating liquid at a high speed to the center.

5. The electric pole apparatus according to claim 1 or 4, wherein the floating contact current control plate and the electro-casting cast fixed to the polarization clamp are mutually eccentric in rotation because the axis of rotation is not on the same vertical line.

The method according to claim 1 or 4, wherein The total area of the electrolytic fluid flow contact is provided between 1/4 and 3/4 of the total area of the flow contact current control panel.

5. The pole apparatus according to claim 1 or 4, wherein an eccentric distance between the cathode shaft and the anode shaft is adjustable between 50 and 150 mm according to the size of the master base.